DE1638458C3

DE1638458C3 - Anordnung zur Lastumschaltung bei Stufentransformatoren mit antiparallel geschalteten Thyristoren

Info

Publication number: DE1638458C3
Application number: DE1638458A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 8411 Zeitlarn Matzl
Original assignee: MASCHINENFABRIK REINHAUSEN Gebr SCHEUBECK KG, 8400 REGENSBURG
Current assignee: MASCHINENFABRIK REINHAUSEN Gebr SCHEUBECK KG, 8400 REGENSBURG
Priority date: 1966-04-16
Filing date: 1967-01-28
Publication date: 1974-07-11
Also published as: DE1563280A1; CH490761A; DE1638458B2; DE1638458A1; FR93899E; SE309808B; CH506208A; SE332661B; GB1166772A; DE1563280B2; GB1126840A; US3466530A

Description

I 638

Dns Patent 1 563 280 bezieht sich auf eine Anordnung zur Lastumschaltung bei Stufentransformatoren mit antiparallel geschalteten Thyristoren in zwei gleichartigen Stromkreisen, die jeweils zwischen einer von zwei Anzapfstufen des Stufentransformator und der gemeinsamen Ableitung liegen, und mit je einem die Thyristoren steuernden Impulsverstärker, wobei /ur Verriegelung der Stromkreise gegeneinander die Ausgangsspannungen von zwei Sperrspannungsgeräten mit Schwellwert zur Erfassung der Spannung an dem jeweils zugeordneten Thyristor-Paar und die Ausgangsspannungen der beiden Ausgänge eines gemeinsamen bistabilen Uefehlsgebers zur Einleitung der Lastumschaltung über logische Bausteine miteinander so verknüpft sind, daß für jeden Stromkreis die logische Verknüpfung a · b (UND-Verknüpfung) gebildet ist, wobei a die Ausgangsspannung des Sperrspunnungsgerätes des zuerst stromführenden Stromkreises und h die Ausgangsspannung desjenigen Ausganges des Hefcnlsgehers ist. welcher einen Zündhefehl fiirden stromiihernehmenden Stromkreis vorgibt.

Bei einer derartigen Anordnung zur Lastumschaltung und auch bei ähnlichen Schaltanordnungen tritt bei Umschaltung von stark kapazitiver oder stark induktiver Last bei Zündung der Thyristoren des stromübernehmenden Stromkreises an den Thyristoren des zuerst stromführenden Stromkreises ein Spannungssprung in positiver Richtung auf. I ür Thyristoren gilt jedoch, dall n;>eh dem Nulldurchgang des Laststromes bis zum Auftreten einer Sperrspannung in positiver Richtung eine gewisse Mi"«jestwarlezeil. die sogenannte Freiwerdezeit, vergehen muli, wenn von den Thyristoren eine einwandfreie . Umschaltung erreicht werden soll. Wird der Thyristor bereits nach einer kürzeren Zeit mit Sperrspannung in positiver Richtung beansprucht, so zündet er durch, er wird leitend.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufnahe, bei der Anordnung zur Lastumschaltung nach dem Flauptpateiit Durchzündimgcn zu vermeiden und erreicht dies dadurch, daß zur Umschaltung die Thyristoren des zuerst stromführenden Stromkreises /war im Nulldurchgang des l.aststromes sperrend sind, die Thyristoren des stromiibernehmenden Stromkreises aber mittels leistungsschwacher Verzögerungsglieder zwischen den logischen Hausteinen und dem Spcrrspannungsgerät erst kurze Zeit nach dem Nulldiirchgang zündbar sind. Dabei sind die Verzögerungsgliedcr zweckmäßig stufenlos einstellbar.

Hs sind /war einstellbare Zündverzögerungen bei Thyristor-Anschnittsteuerimgen bekannt, doch sind 5" Zündverzögerungen der Thyristoren bei einem Lastumschalter zur Stiifciuimschaltung an einem Regeltransformator tier oben beschriebenen Art keinesfalls selbstverständlich, weil bei einer derartigen Schaltanordnung danach getrachtet wird, ilen Sl rom Muli ohne I hiterbreehimg /n erhalten.

Weiterhin ist es durch die belgische l'alciihchrifl 662 475 bekanntgeworden, neben verschiedenen Digitalbauslcinen auch eine Verzögerungsstufe zu verwenden. Diese Verzögerungssülle dient aber nicht der ^fio Mildling einer Zündverzögerung /ur Einhaltung der I reiwcriie/eit der verwendeten Thyristoren während der Umschaltung von einer Stufe auf die nächste Stufe des Regeltransformator, sondern zur Bildung von Z.ündimpulsen für die einsprechenden I lalhleiterven- ^ßs tile während ihrer Ver/ögerungs/eit.

Durch die Anordnung zur Lastumschaltung nach der Erfindung wird jedoch erreicht, dall /wischen dein Nullwerden des Laststromes im zuerst stromführenden Stromkreis und Zündung der Thyristoren des stromübernehmenden Stromkreises eine Zeit verstreicht, die mit Sicherheit größer als die Freiwerdezeit der verwendeten Thyristoren ist. Durch die stufenlose Einstellung der Verzögerungsglieder läßt sich die Zündverzögerung optimal an die Freiwerdezeiten der verwendeten Thyristoren anpassen.

An Hand eines Ausführungsbeispiels in Form eines Schaltbildes, welches dem Schallbild der F i g. 1 der Hauptpatentanmeldung in der Grundschaltiing entspricht, soll der Gegenstand der Erfindung näher ciläutert werden.

Im Schaltbild ist ein Teil der Regelwicklung Tr des Regeltransformator mit den Stufenanzapfungen ! und B dargestellt. I und 2 .sind zwei Wähierkontakte. die an den Stufenanzapfungen A und B liegen. Die Wähierkontakte 1 und 2 sind jeweils über Diuerkontaktc3. 4 mit der Ableitung AhI verbunden. Jewereiner der Dauerkontakte 3 bzw. 4 führt im stationär*.·* Zustand den Laststrom. Parallel /u den Dauerkonu.k ten 3. 4 sind zwei gleichartige Stromkreise .Si₁ und .S; geschaltet, die über Trennschalters und 6 mit dt;· Wählerkontakten 1. 2 verbunden sind. Die Treu: schalter 5. 6 machen die Stromkreise Si₁ und .SV₂ nac. erfolgter Umschaltung spannungsfrei.

Der Stromkreis .V/, bestellt aus den gegenparalh < geschalteten Thyristoren 7 und 8. denen ein Kondc salor 11, ein Dämpfungswiderstand 13 und eine LuI; drossel 15 parallel geschaltet ist. Der Kondensator ! ! kann ilen Lasistrom während der ganz kurzen Zündverzögerung ohne wesentlichen Spannungsabfall wc terführen und gleichzeitig die Spannungsanstiege ;r den Thyristoren verringern. Die Luftdrossel 15 vn _; einigen all dient dazu, den Anstieg des Kondensator-Entladestromcs auf ein für die Thyristoren zulässige, Mali /u reduzieren. Der Dämpfiingswiderstand 13 1-! niederohmig.

Der Stromkreis .SV₂ ist gleichartig aufgebaut wie der Stromkreis .SV₁. Er besitzt die Thyristoren 9. 10. den Kondensator 12. den Dämpfiingswiderstand 14 und die Luftdrossel 16.

JV deutet den Impulsverstärker an. der in Fig. 1 des Ilauptpatcnts genau dargestellt und beschrieben ist.

Parallel /u den Thyristoren 7 und 8 des Stromkreise^ .SV₁ bzw. zu den Thyristoren 9 Lind 10 des Stromkreises .SV₂ liegt je cm Sperrspannungsgeräl 31 bzw. 32.

Der Umschaltbefehl wird über die Eingänge /;', bzw. Λ'ο eines bistabilen Uefehlsgehers 40 gegeben und über je eine NOR-Stufc 41 bzw. 42 weitergegeben, wobei die Eingangskonlaktc H₁ der NOR-Stufe 41 und 42 jeweils mit dem Sperrspanniingsgerät 32 b/vv. 31 in Verbindung stehen. Der Ausgangskontakt ,·( der Stufen 41 b/vv. 42 ist über je eine Invcrterstufe 43 b'v. 44. welche das Ausgangssignal der Stufen 41 b/w. 42 umkehrt, mit dem Impulsverstärker ./Γ verbunden.

Die beiden Sperrspanniingsgeräte 31 b/w. 32 verhindern beim Ankommen des Umsehaltbefehls vom Stromkreis .SV₁ auf den Stromkreis Si₁ oder umgekehrt /war nicht die sofortige Wegnahme der Steuerimpulse von den leitenden Thyristoren 7 und 8 b/w. 9 und 10. sie geben aber infolge der primären Schwelle 34 nur und erst dann Gldchspannungssignal an die NOR-Slufen 41 b/vv. 42 der Gegi n/weigc. wenn die parallelen Thyristoren in Sperr/ustand übergegangen sind. Sobald für die NOR-Stufcn an beiden Eingängen /;',. H₁ Spannung (d. h. Signal 0) anliegt, erscheint am Ausgang .1

der Inverterstufe Spannung, welche die entsprechende Trnnsistor-Kiiskade im Impulsverstärker JV durchzündet. Per Impulsverstärker überträgt diese Spannung auf die Thyristoren 7, 8 bzw. 9, H).

In diese nach dem Hauptpatent vorgeschlagene Schaltung wird nun erlindungsgemäß in die Leitungen zwischen dem Sperrspannungsgerät 31 und der NOR-Stufe42 und dem Sperrspaniuingsgerät 32 und der NOR-Stufc41 je ein Verzögerungsglied 46 bzw. 45 geschaltet, wobei diese Verzögerungsglieder auf der Eingangsseite der NOR-Stufen 41 bzw. 42 angeschlossen sind. Jedes Verzögerungsglied 45, 46 besteht aus einem regelbaren Widerstand 47 und einem Kondensator 48, der bei dem Ausführungsbeispiel als Elektrolytkondensator dargestellt ist. Per Widerstand 47 ist dabei zwischen dem Eingang E₁ und dem Ausgang A₁ geschaltet, während der Kondensator 48 parallel zu den Ausgangspunkten A_x und A₂ liegt. Die Einstellung der Verzögerungszeit erfolgt dabei durch Verstellung des Widerstandes 47.

Durch die Anordnung der Verzögerungsglieder auf der Eingangsseite der Digiiaibausteine wird erreicht, daß das Gleichspannungssignal an die NOR-Stufe41 bzw. 42 \ erzögert weilergegeben wird, w udurch zwischen dem Nullwerden des Laststronies im abschaltenden Stromkreis .S/, bzw. Si₁ und der Zündung der Thyristoren des einschaltenden Stromkreises St., bzw. St₁ eine Zeit verstreicht, die sicher großer als die frei werdende Zeit der Thyristoren ist. Dadurch wird mit Sicherheit eine einwandfreie Lastumschaltung eneicht.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Lastumschaltung bei Stufentransformatoren mit antiparallel geschalteten Thyristoren in «vei gleichartigen Stromkreisen, die Sei zwischen einer von zwe. Anzapfstufen des Stufentransformaiors und der gemeinsamen Ableitung liegen, und mit je einem die Thyristoren teuernden Impulsverstärker, wöbe, zur Verriegelung der Stromkreise gegeneinander die Ausgangsspannungen von zwei Sperrspannungsgeraten mit sTwellwert zur Erfassung der Spannung an dem jeweils zugeordneten Thyristor-Paar^ und d.e Ausgangsspannungen der beiden Ausgange eu.es gemeinsamen bistabilen Befehlsgebers zur Einleitung der Lastumschaltung über logische Bausteine m.teinander so verknüpft sind daß fur jeden Stromkreis die logische Verknüpfung α -b (UND-Verknüpfung) gebildet ist, wobei e_die Ausgangspannung des Sperrspannungsgerates des zuerst stromführenden Stromkreises und A die Ausgang,-spannung desjenigen Ausganges des Befehlsgehers ist welcher einen Zündbefehl fur den stromübernehmenden Stromkreis vorgibt, nach Patent 1563 2SO, dadurch gekcηnzeich η · daß zur Umschaltung die Thyristoren (z. ■' 7 8) des zuerst stromführenden Stromkrei, ■-(/' B S7 ) zwar im Nulldurchgang d^s Lastsiron\ sperrend sind, die Thyristoren (7 B. 9, JO) ·'. stromübernehmenden Stromkreises (z. ti. Sl₂) a! mittels Idsumusschwacher Verzögerungsglied;: U- 15· 46) zwisciren den logischen Bausteinen (/.. 42 44) und dem Sperrspannungsgerät (z. B. M erst kurze Zeil nach dem Nulldurchgang zündr·

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch l·.. kennzeichnet, daß die \ erzögerungsglieder (45. 4i>.· stufenlos einstellbar '.ind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen