DE667094C - Einrichtung zum wechselseitigen Leistungsaustausch zwischen einem Wechselstromnetz und einem Gleichstromnetz - Google Patents

Description

• Einrichtung zum wechselseitigen Leistungsaustausch zwischen einem Wechselstromnetz und einem Gleichstromnetz Werden Gleichstromnetze mit eigener EMK, wie Gleichstrommaschinen, Pufferbatterien u. dgl., über gesteuerte Gas- oder Dainpfentladungsstrecken aus einem Wechselstromnetz gespeist, so ist es bei auftretendem Leistungsüberschuß im Gleichstromnetz bzw. Leistungsbedarf im Wechselstromnetz üblich, den Gleichrichterbetrieb der Entladungsstrecken durch Umpolung ihrer Klemmen und Änderung ihres Steuerzustandes in einen Wechselrichterbetrieb zu verwandeln. Diese Änderung des Betriebszustandes muß sehr exakt und schnell vorgenommen werden, um Betriebsstörungen zu vermeiden. Trotzdem ist eine vorübergehende Abschaltung des Verbrauchers von der Energieduelle nicht zu umgehen, dis u. a. bei Förderanlagen die Betriebssicherheit stark beeinträchtigen würde. Andererseits ist es bekannt, zwei Gruppen von Entladungsstrecken anzuordnen und gleichzeitig die eine als Gleichrichter, die ,andere als Wechselrichter arbeiten zu lassen. Unter einer Gruppe von Entladungsstrecken ist eine solche Zahl von an Wechselspannungen symmetrischer Phasenlage angeschlossener 'Entladungsstrecken zu verstehen, welche gemeinsam einen kontinuierlichen Gleichstrom zu führen vermögen., Dabei treten keine Betriebsunterbrechungen ein, jedoch besteht der wirtschaftliche Nachteil der schlechten Ausnutzung, weil immer nur eine der beiden Gruppen im Betrieb ist.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum wechselseitigen Leistungsaustausch zwischen einem Wechselstromnetz und einem Gleichstromnetz über mehrere Gruppen von Gas- oder Dampfentladungsstrecken, die sowohl als Gleichrichter als auch als Wechselrichter arbeiten können und die bei voller Last gleichsinnig parallel arbeiten. Die einzelnen Gruppen von Entladungsstrecken können dabei zu gemeinsamen Gleichrichtergefäßen vereinigt werden, und die verschiedenen Gefäße können wiederum in,ein und demselben Umformerwerk oder in räumlich getrennten Umfornierwerken aufgestellt sein. Gemäß der Erfindung werden die obengenannten Übelstände dadurch vermieden, daß die Umschaltung der .Entladungsstrecken von der einen auf die andere Betriebsart in Abhängigkeit von den elektrischen Betriebsgrößen des Gleichstromnetzes stufenweise erfolgt.. Diese .Umschaltung, die zweckmäßig selbsttätig erfolgt, wird vorteilhaft so rechtzeitig vorgenommen, daß die erste der parallel arbeitenden Entladungsstreckengruppen bereits auf die andere Betriebsweise umgeschaltet wird, wenn die Leistung bei der gerade vorhandenen Energierichtung noch nicht bis auf Null herabgesunken ist, sondern erst einen bestimmten vorgegebenen Betrag unterschritten hat. Von den übrigen Gruppen führt dann also mindestens noch eine Betriebsstrom, -während die bereits umgeschaltete Gruppe noch nicht sofort Leistung zu übertragen braucht. Die letztgenannte Gruppe steht also zunächst noch in Bereitschaft und tritt erst dann in Tätigkeit, wenn die Richtung der Energie tatsächlich wechselt: Steigt die übertragene Leistung in der einen oder der anderen Richtung an, so wird bereits zu einem Zeitpunkt, in dem die in Betrieb befindliche Gruppe noch nicht voll belastet ist, eine weitere oder alle übrigen Gruppen dieser gleichsinnig parallel geschaltet. Die Zahl der in der einen oder in der anderen Richtung einander parallel geschalteten Gruppen wird man bei einer g eradevorliegenden Betriebsbelastung zweckmäßig so wähle, daß plötzliche Belastungsänderungen sowohl in dem einen als auch in dein anderen Sinne keine üb erlastüngen der Entladungsstrecken hervorrufen, ehe die selbsttätige Umschaltvorrichtung dieser plötzlichen Änderung nachgekommen ist. Besonders wird man den Wechselrichterbetrieb vor Überlastung zu schützen haben und vorzugsweise bei Anlagen mit wenig Leistungsreserve wenigstens so viel Grüppen in Wechselrichterschaltung bereitstellen, als die zu erwartenden Stöße des im Gleichstromnetz zeitweilig auftretenden Leistungsüberschusses betragen.
• Als elektrische Betriebsgröße, in deren Abhängigkeit die selbsttätigen Umschaltungen vorzunehmen sind, wird zweckmäßig die Gleichstromstärke, gegebenenfalls die Summe der Gleichströme, in mehreren Zuleitungskabeln zugrunde zu legen sein. Ebenso kann aber auch die Gleichspannung unmittelbar oder in Beziehung zu Vergleichsspannungen gewählt werden: Ferner können die Leistungen oder andere belastungsabhängige Kenngrößen oder auch Kombinationen der genannten Größen zur Relaisbetätigung dienen.
• Besonders einfach gestaltet sich die Betätigung der Umschaltvorrichtung in Abhängigkeit vom Gleichstrom, wie das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel einer Einrichtung gemäß der Erfindung zeigt. Von einem Wechselstromnetz i werden über Transformatoren 2 und 3 zwei Gruppen von gittergesteuerten Entladungsstrecken q. . und 5 gespeist, in deren Gleichstromkreisen die Glättungsdrosseln 6 und 7 und die mehrpoligen Umschalter 8 und 9 liegen. Die Umschalter werden elektromagnetisch betätigt von der Batterie i o über die Kontakte zweier Relais i i und 12, deren Wicklungen in Reihe mit Hilfsgleichrichtern 13 und 14, z. B. Trockengleichrichtern, an den Nebenschluß 15 im Gleichstromnetz 16 angeschlossen sind. Die Hilfsgleichrichter 13 und i q. weisen entgegengesetzte Durchlaßrichtungen auf, so daß bei einer beliebigen Stromrichtung im Gleichstromnetz 16 immer nur eins der beiden Relais i i oder 12 betätigt werden kann: Tritt ein hoher Leistungsbedarf im Netz 16 ein, so spricht das Relais i i an, während das Relais 12 in Ruhestellung -bleibt. ° Dadurch werden die Umschalterbetätigungsspulen 17 und 18 erregt, so daß beide Umschalter 8 und 9 auf Gleichrichterbetrieb schalten, d: h. die Kathoden der Gruppen 4 und 5 mit dem Pluspol des Netzes 16 verbinden. Unterschreitet. der Netzstrom einen bestimmten einstellbaren Grenzwert, so fällt das Relais i i ab und überführt den Erregerstrom von der Spule 18 zur Spule 2o. Der Umschalter 9 geht darauf in die Wechselrichterstellung. Kehrt sieh dann die Stromrichtung im Netz 16 um, so wird bei Überschreitung eines bestimmten einstellbaren Grenzwertes das Relais 12 ansprechen und den Erregerstrom von der Spule 17 zur Spule i 9 überführen. Dann geht auch der Umschalter 8 in die Wechselrichterstellung. Der umgekehrte Vorgang wickelt sich ganz entsprechend ab. An Stelle der Relais i i und 12 in Verbindung mit den Hilfsgleichrichtern 13 und 14 können natürlich auch irgendwelche andere geeignete Relais, z. B. polarisierte Relais; verwendet werden.
• Zugleich mit der Betätigung der Umschalter 8 und 9 müssen auch in an sich bekannter Weise Änderungen des Steuerzustandes der Gruppen q. und 5 vorgenommen werden, die sich mit Hilfe zusätzlicher Kontakte an den Relais leicht durchführen lassen, wobei diese Änderungen des Steuerzustandes der Gruppen in vorteilhafter Weise ebenso wie die gezeigte Umschaltung selbsttätig, gegebenenfalls durch Kupplung mit der Relaiseinrichtung; erfolgen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum wechselseitigen Leistungsaustausch zwischen einem Wechselstromnetz und einem Gleichstromnetz über mehrere bei voller Last gleichsinnig parallel arbeitende Gruppen von Gas- oder Dampfentladüngsstrecken, die sowohl als Gleichrichter als auch als Wechselrichter arbeiten können, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, welche die Umschaltung der Entladungsstreckengruppen von der einen .auf die andere Betriebsart in Abhängigkeit von den elektrische Betriebsgrößen des Gleichstrom.-netzes stufenweise vornehmen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, welche die :erste der parallel arbeitenden Entladungsstreckengrupp.en bereits auf die andere Betriebsweise umschalten, wenn die Leistung bei der gerade vorhandenen Energierichtung bis auf einen bestimmten Betrag .abgesunken ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, da-; durch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, welche von mehreren parallel betriebenen Entladungsstreckengruppen, von denen bereits eine für die der übrigen entgegengesetzte Betriebsweise geschaltet ist, die zweite und die folgenden Gruppen schon umschalten, bevor die zuerst umgeschaltete ihre zulässige höchste Belastungsgrenze erreicht hat. ¢.
4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrische Betriebsgröße der in der gemeinsamen Speiseleitung des Gleichstromnetzes fließende Strom bzw. die Summe der Ströme der an die .einzelnen Gruppen angeschlossenen Speiseleitungen dient.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch. gekennzeichnet, daß als elektrische Betriebsgröße die Spannung des Gleichstromnettes alleiig bzw. zusammen mit der Speisestromstärke dient.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine von der Betriebsgröße beeinflußte Relaiseinrichtung, welche die Ab- bzw. Umschaltung selbsttätig vornimmt. Einrichtung nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, welche gleichzeitig mit der Umschaltung der einzelnen Entladungsstreck engruppen eine Änderung ihres Steuerzustandes vornehmen.