Hallo Freunde
wir tüfteln an einem Gleichrichter mit 3kV Nennspannung. dieser
Gleichrichter soll sicherunguslos betrieben Werden, sprich die Dioden
werden nicht durch Sicherungen überwacht, da 3 kv Sicherung ziemlich
gross sind haben wir kein Platz dafür.
Nun wollen wir die Dioden elektronisch überwachen und wollte mal fragen,
ob schon jemand Erfahrung damit gemacht hat. und wie so eine Dioden
Überwachung funktioniert. Manche sprechen von Sperrspannung-Überwachung
aber wie das funktionieren sollte, habe leider bis jetzt nicht
rausgekriegt
MfG
Was denn für eine Leistung? Feststellen, ob die Diode noch lebt ist das
eine, aber was passiert mit der Schaltung, wenns wirklich einen
Kurzschluss gibt?
...na, auf den Fred bin ich jettzt mal gespannt :)
3kV Heisser-Draht bei Jugend forscht der integragtiven Gesamtschule
Glauchau-Ost. Eieieiei...
Klaus.
Hallo
Danke erstmal für die Antwort.
Der Gleichrichter hat 3 kV und 2 kA natürlich DC Seitig
bei einem Kurzschluss wird der Gelichrichter durch die
Mittelspannungsleistungsschalter rausgetrennt. Es geht in diesm Fall
einfach darum, dass mehrere Dioden in Reihe pro Phase geschaltet sind (
siehe bild), Falls eine Diode ausfällt wird der Gleichrichter
weiterarbeiten, dies muss aber gemeldet werden, erst wenn die zweite
Diode im gleichen Zweig ausfällt wird durch die Überwachung ein
ausbefehl an die Mittelspannungsanlge gemeldt.
ich hoffe, ich könnte jetzt mein Problem einigermaßen erklären
Wer mit sowas spielt sollte sich schon ein wenig mehr auskennen...
Nur eine Lösung von Vielen:
Widerstand parallel zu jeder Diode und Spannung messen über den äusseren
Dioden. Ist es im Mittel mehr als bei den anderen Strängen ist eine im
Strang hin. Ist dauerhaft nichts da ist genau die gemessene hin.
Mir ist bekannt das man ähnliche Geschichten im Bereich HGÜ macht. Ob
Ihr mit Eurem Konzept sicherheitstechnisch ausreicht hab ich indes noch
leichte Zweifel.
Darüber hinaus verdient Ihr damit wohl Euren Lebensunterhalt. Darf ich
fürs Consulting eine Rechnung schreiben?
kleiner Spass am Rande
Hauspapa
Alexandro schrieb:> Der Gleichrichter hat 3 kV und 2 kA natürlich DC Seitig
Anlagen für 6MW würde ich nicht selber entwickeln, sondern Firmen machen
lassen, die damit schon Erfahrung haben und sich auskennen.
Schon 1% Verlust an der falschen Stelle könnten eine Feuersbrunst
auslösen. Eine Werksfeuerwehr sollte man da schon bereit haben.
Peter
> bei einem Kurzschluss wird der Gelichrichter durch die
> Mittelspannungsleistungsschalter rausgetrennt.
Der ist viel zu träge, um zu schützen.
> Es geht in diesm Fall einfach darum, dass mehrere Dioden
> in Reihe pro Phase geschaltet sind (siehe bild),
Das bringt effektiv aber nix, außer daß es Geld kostet.
> Falls eine Diode ausfällt wird der Gleichrichter
> weiterarbeiten, dies muss aber gemeldet werden,
Ja. er arbeitet aber unter Umständen lückend.
> erst wenn die zweite Diode im gleichen Zweig ausfällt
> wird durch die Überwachung ein ausbefehl an die Mittelspannungs-
> anlge gemeldt.
Denkfehler, es gibt nicht nur Kurzschluß, sondern auch Unterbrechung.
Machbar ist das Alles.
6MW als 6-Puls Gleichrichter, naja, der Netzbetreiber freut sich.
Auch wenn Ihr über 1000V seit und es daher formal evtl. nicht gültig
ist, ist DIN EN 60664-1 aufschlussreich.
Da werden gefordert: 12kV Stossspannungsfestigkeit bei 1kV Netz und ÜK4.
höhere Spannungen hab ich gerade nicht zu Hand.
Nur so als Orientierung wenn Du mit Halbleitern direkt am
Mittelspannungsnetz spielst.
viel Erfolg
Hauspapa
Ein Step-up Wandler der direkt über Durchlassspannung der Diode versorgt
wird, speist z.B. eine LED oder ein Funkmodul. Die LED müsste man
natürlich auf entsprechenden Sicherheitsabstand auswerten. Für jede
Diode wird ein einzelnes Modul direkt an der Diode angebracht. Der
Fehler wird so erkannt für Durchbruch und hochohmigen Zustand. Dann
raucht nämlich die Elektronik ab und "sendet" auch kein Signal mehr.
Das Argument "für eine Sicherung ist leider kein Platz" lasse ich nicht
gelten! -> Konstruktionsfehler.
Warum sind da immer zwei Dioden in Reihe?Ist die zweite jeweils eine
"Angst-Diode", damit der GleichRiechtEr noch eine Weile weiterläuft?
Wie häufig kommt es vor, dass eine Diode zerstört wird?
boah ey schrieb:> Dioden in Suppentellergröße und der Anwender muss in einem Internetforum> um Rat fragen, wie man sowas absichert? Ist das ernstgemeint?
Warum nicht? Die haben vermutlich die Aufgabe einfach aufgedrückt
bekommen.
Jürgen schrieb:> Warum nicht? Die haben vermutlich die Aufgabe einfach aufgedrückt> bekommen.
Das wäre ja, als wenn man im Kindergarten Gewehre verteilen würde.
Danke erstmal für die Hilfe und besonders an Hauspapa
Es gibt leider viele die keine Ahnung haben und denken was von sich
1)Es geht hier um ein Uni- Projekt, damit verdienen wir kein Geld
2) Im Kurzschlussfall wird der Gleichrichter durch die
Mittelspannungsanlge getrennt, das ist üblich für ein Gleichrichter
zumindst für den Bahnbereich,Nach Norm im Bahnbereich soll jeder
Gleichrichter 200 ms Kurzschlussfest sein, bisdahin wird der
Mittelspannungsleistungsschalter reagieren.
3) An Hauspapa: ich gib dir vollkommen recht die Anwendung haben wir als
12 Puls und nicht als 6 Puls, aber die Abbildung mit 6 Puls reicht um
das Konzept zu verstehen.
4) warum wir ein zweite diode haben?, nach Unser Umfrage gehen die
Dioden sowieso selten Kapput (bezogen auf Bahnbereich) und wenn sie
kapput gehen dann sind sie meistens leitend, die zweite diode ist da ,
falls eine Diode kapput geht sollte kann man trotzdem weiterfahren. für
3kv Dc sind dioden mit VRRM=9 kV gefordert, deswegen kann ich eine diode
mit 9 kv oder 2x4,5 kV im Preeis nimmt sich nicht viel. wir habven uns
letztendlich für 2 Dioden wegen der Verfügbarkeit entschieden.
viel Dank an die, die wirklich helfen wollen, die idee van Hauspap
könnte funktionieren
danke
geh lieber ins kino wenn du nichts zu tun hast, oder kauf dir ein
Playstation damit kann man ganz gut die Zeit vertreiben, anstatt dass du
hier so eine idiotische kommentre zu schreiben, dass deutet nur auf dein
Denkniveau
Nicht alles was hier geschrieben wird, würde ich meinem 4jährigen
durchgehen lassen.
Meld dich bitte noch an, dnn kann man Dir auch direkt eine Nachricht
hinterlassen.
Grüssle
Hauspapa
Alexandro schrieb:> 3kV NennspannungAlexandro schrieb:> 3kv Dc sind dioden mit VRRM=9 kV gefordert, deswegen kann ich eine diode> mit 9 kv oder 2x4,5 kV im Preeis nimmt sich nicht viel. wir habven uns> letztendlich für 2 Dioden wegen der Verfügbarkeit entschieden.
Probiert das Ganze erst mal NUR mit 3V~ (Klingeltrafo) am Oszi und
stellt fest, wie hoch die Spitzenspannung und die Gleichspannung von
hinten sein kann, die auf diese Dioden wirkt.
Guten Morgen alle zusammen
hallo Hauspapa wir sind dabei den Fall zu simulieren, und machen uns
gedanken darüber wie das ganze realisiert werden kann, wegen der höhen
Spannung und die sensible Auswertungselektronik
Jetzt bin ich angemelt, also Sie können mir auch gerne schreiben
bis dahin wünsch ich euch alle einen schönen Tag
Alexandro schrieb:> 1)Es geht hier um ein Uni- Projekt, damit verdienen wir kein Geld
Das bedeutet für mich: da steht dann schon noch ein halbwegs kompetenter
Hiwi da und schüttelt den Kopf, wenns keinen Sinn macht. Denn
schließlich muss er hinterher das Geld für neue Dioden&Elektronik
auftreiben...
Alexandro KH schrieb:> und machen uns gedanken darüber wie das ganze realisiert werden kann,> wegen der höhen Spannung und die sensible Auswertungselektronik
Das Problem mit der Höhe der Spannung ist also offenbar bekannt und kann
HIER und JETZT vernachlässigt werden.
Also: ab jetzt bitte nur noch sachdienliche Hinweise.
Alexandro KH schrieb:> Jetzt bin ich angemelt
Ich habe "angegammelt" gelesen... :-/
Bitte lies deine Texte vor dem Senden nochmal durch.
Evtl. ist eine Einzelüberwachung noch besser geeignet, die darf ja
richtig grob sein. Damit man daraus einen Optokoppler betreiben kann
ohne das einem die Verlustleistung in den Himmel wächst bedarf es aber
einiger Tricks:
Vorwiderstand (10x 100kOhm in Serie) lädt einen Kondensator (100nF/50V).
Parallel zum Kondensator eine 12V Z-Diode zu Spannungsbegrenzung. Dieser
versorgt einen Oszillator (555, 10kHz, Dutycycle 5%) der einen
Optokoppler (HFBR-3810) treibt. Der Optokoppler treibt auf der
isolierten Seite ein retriggerbares Monoflop (T=18ms).
So ein Modul für jeder Diode und Du hast Ruhe. Den HFBR-3810 könnte man
auch durch Toslink Module ersetzen dann kann man Hochspannungsseite und
Schutzkleinspannung schön getrennt aufbauen und dazwischen fertig
konfektionierte LWL (Kunststoff) legen.
Kann man als Prototyp mit etwas Übung an einem Nachmittag zum laufen
bringen. Da Prozessorfrei auch safetymässig überschaubar.
Wer geschickt ist nimmt als frequenzbestimmenden Widerstand einen NTC
und bekommt eine sicherheitsisolierte Temperaturmessung jeder einzelnen
Diode grad mitgeschenkt.
viel Erfolg
Hauspapa
Lothar Miller schrieb:>> Jetzt bin ich angemelt> Ich habe "angegammelt" gelesen... :-/
Das ist ein Verhochdeutschung von "ogmelt".
Gruss Reinhard
PS wg. sachdienlich: es gibt ja Trennverstärker für 3kV, mit einem davon
kann man jeweils eine Doppeldiode überwachen, d.h. die Spannung über
jeder Diode - Plausibilitätsauswertung dann zentral durch einen µP. 6
Trennverstärker sind nicht billig, aber sie sind eine Lösung von der
Stange.
Gruss Reinhard
Ich habe mir das Datenblatt Eurer Diode gerade noch einmal in Ruhe
angeschaut:
100mA reverse current könnte evtl. noch etwas kompliziert werden, da
stark temperaturabhängig. Das heisst: Sind die Dioden ungleich warm kann
sich auch die Spannnung ungleich verteilen. Wenn ich mich recht erinnere
in etwa eine e-Funktion über der Temperatur. Diese Ströme kann man
natürlich mit Parallelwiderständen symmetrieren, du möchtest Dir aber
nicht die dabei auftretenden Verlustleistungen ausrechnen...
Nicht das das ein Problem währe, man sollte nur daran gedacht haben.
Hauspapa
> Lothar Miller KH schrieb:>> Jetzt bin ich angemelt> Ich habe "angegammelt" gelesen... :-/> Bitte lies deine Texte vor dem Senden nochmal durch.
Du hast recht sorry, aber angegammelt bin ich auch :-)
> Hauspapa schrieb:> 100mA reverse current könnte evtl. noch etwas kompliziert werden, da> stark temperaturabhängig. Das heisst: Sind die Dioden ungleich warm kann> sich auch die Spannnung ungleich verteilen. Wenn ich mich recht erinnere> in etwa eine e-Funktion über der Temperatur. Diese Ströme kann man> natürlich mit Parallelwiderständen symmetrieren, du möchtest Dir aber> nicht die dabei auftretenden Verlustleistungen ausrechnen...
Darüber hab ich gar nicht gedacht, werde nochmal die Verlustleitung
berechnen.
Auf die Idee mit der Z-diode parallel zum Kondensator sind wir auch
gekommen. Aber wir wussten nicht weiter, wie wir die Auswertung am
einfachsten realisieren. Die nächste Sache : bei einer 12 puls-
Schaltung mit 24 Dioden (2 Dioden in Reihe) bräuchten wir 24
Kondensatoren inkl die ganze Hardware für die Auswertung....
Wir untersuchen gerade alle Möglichkeiten die wir haben. Wir haben auch
eine eigene Schaltung entwicklet. Ich werde sie Montag posten.
Danke nochmal an Hauspapa das war wirklich eine große Hilfe, von dir
kann man echt was lernen :-) und natürlich auch von den andern
ansonsten schönes Wochehende an alle
Besten Dank.
Je nach Sicherheitsanforderungen
(Funktionsisolation/Sicherhitsisolation/Überspannungskathegorie usw.)
kann das teurer oder billiger werden.
Ich lehne mich mal aus dem Fenster und sag man kann das für
Materialkosten von 6 EUR pro Diode schaffen. Isolation bis 3500 V AC UL
approved. Incl. Platine, LEDs die direkt Anzeigen und von mir aus
kleinem uC der Dir per RS232 ausgibt wer lebt und wer tot ist.
Da kommt dann natürlich noch Bestückung dazu und Entwicklungskosten
rechnen wir nicht.
ich pfeif die Bande jetzt zum Essen
Hauspapa
Man koennt den Zustand ja auch mit AC messen. zB 100kHz, beidseitig mit
einem Kondensator einkoppeln und den Strom messen. Wenn die Diode leitet
ist der AC-Strom wie bei einem Kurzschluss. Wenn sie sperrt ist die
kapazitive Kopplung ueber die sperrschicht, wenn die Unterbruch hat ist
nichts mehr.
>супертролль (Gast)
Schön das noch ein paar mehr Konzepte kommen. Kapazitive Lösungen neigen
dazu beim schliessen des Leistungsschalters die Ausgangsstufe vom
Oszillator/ Treiber zu zerschiessen. Selbst schon im Bereich
Isolationsüberwachung erlebt. Wenn man es weis kann man sich auch
dagegen schützen. Probematischer könnte es werden wenn man sich anschaut
welche Wege der Strom in diesem Fall alles nehmen kann (gewollte oder
parasitäre Kondenstoren an den Anschlüssen beachten). Es ist dann nicht
immer eindeutig was man gerade misst. Aufpassen muss man auch das man da
keinen Sender baut (100kHz Rechteck evtl. auf Fahrdraht...)
Wenn man das Konzept sauber designt gibt das eine gute Lösung. Seine
Ecken und Kanten hat jede Lösung.
schönes Wochenende
Hauspapa
>Wir untersuchen gerade alle Möglichkeiten die wir haben. Wir haben auch>eine eigene Schaltung entwicklet. Ich werde sie Montag posten.
Montag ist vorbei, wie währe es mit der Schaltung?
grüssle
Hauspapa
wie währe es mit der Schaltung?
Ja, wäre schön, wenn...
> bisdahin wird der Mittelspannungsleistungsschalter reagieren.
Nein, das kann er bei Kurzschluß und Überlast nicht,
das Schalten überläßt er DIR.
> Nach Norm im Bahnbereich soll jeder Gleichrichter 200 ms
> Kurzschlussfest sein,
So einen Gleichrichter gibt es nicht.
Im Bereich der Hochspannungstechnik ist es sehr wohl üblich einen
Leistungsschalter gleich mehrere Schaltspiele auf einen Kurzschluss
machen zu lassen. Nennt sich Kurzunterbrechung/automatisches
Wiedereinschalten. Wird verwendent um z.B. Äste die in die
Hochspannungsseile gekommen sind "hinauszusprengen". Allerdings werden
die Systeme mit Zusatzdrosseln so ausgelegt das im Kurzschlussfall der
Stom nicht in den Himmel wächst. Hauptproblem ist das die auftretenden
magnetischen Kräfte sonst die Transformatoren zerstören.
Man beachte die Unterscheidung in Trennschalter, Lastschalter und
Leistungsschalter.
Wer das Datenblatt liest sieht ähnlich wie bei Thyristoren das
Fuserating. Ob da eine Sicherung schmilzt (bei welcher auch ein
Lichtbogen entsteht der gelöscht werden will) oder ein
Leistungssschalter in derselben Zeit ausknippst ist letztlich egal.
Allerdings sollte der Leistungsschalter einen kräftigen (pneumatischen)
Antrieb haben. Auch hier muss durch Vorschaltdrosseln der Strom begrenzt
werden. Bei Lastabwurf gibt das dann wieder hübsche Überspannungen.
Alles eine Frage sauberer Auslegung. Fehler kosten meist ziemlich
viel,reichlich teures Material. Die so halb gemachte Behauptung es gäbe
keine geeigneten Sicherungen stimmt hingegen nicht. Littefuse, Bussmann,
Ferraz,... eigentlich alle nahmhaften Hersteller haben etwas im
Programm. Wenn der Strom nicht ganz reicht hilft meist Fragen, das Zeug
fällt ja nicht zu 100'000enden vom Band.
ich geh jetzt Kindergeburtstag feiern.
Hauspapa
Hallo Jungs
sorry, dass ich erst jetzt antworte, mich hat eine Grippe erwischt
Als Anhang sieht ihr meine Schaltung, Die Widerstände R2,R3,R4 werden
unterschiedlich ausgelegt, je nachdem welche Diode im Zweig defekt ist,
wird der Sternpunkt nach oben oder unten gezogen, es bildt sich dadurch
unterschiedliche spannungsmittelwerte am Kondensator. Durch ausprobieren
weiss man welche Spannung stellt sich am Kondensator ein, wenn Diode 1
bis 12 kaputt ist. Dies werde ich über ein Trennverstärker dann
auswerten. Ich muss erwähnen, dass ich bis jetzt die Schaltung nicht
komplett untersucht hab.
Hirnschlag schrieb:>> bisdahin wird der Mittelspannungsleistungsschalter reagieren.> Nein, das kann er bei Kurzschluß und Überlast nicht,> das Schalten überläßt er DIR.
Es hängt davon ab, wo der Kurzschluss auftritt, bei einem
Sammelschienenkurzschluss auf DC Seite, muss der
Mittelspannungsleistungsschalter auslösen, hier gilt die Norm mit der
200ms Kurzschlussfestigkeit für den Gleichrichter, die Dioden Sicherung
dürfen während der Zeit nicht schmelzen,Wenn du interessiert bist, dann
kann ich dir auch die Norm nennen.
S. K. schrieb:> Die so halb gemachte Behauptung es gäbe> keine geeigneten Sicherungen stimmt hingegen nicht. Littefuse, Bussmann,> Ferraz,... eigentlich alle nahmhaften Hersteller haben etwas im> Programm. Wenn der Strom nicht ganz reicht hilft meist Fragen, das Zeug> fällt ja nicht zu 100'000enden vom Band.
Das stimmt schon, aber alle Bahngleichrichter die aufm Markt sind ab 3
kV sind sicherungslos (ABB, Siemens,....), Grund dafür ist erstmal die
große Bauform, zweitens die Verluste, drittens der Preis. Aber man kann
auch definitiv so ein Gleichrichter mit Sicherung aufbauen.
>Schön das noch ein paar mehr Konzepte kommen.
Kann ich nur wiederholen.
>Durch ausprobieren weiss man welche Spannung stellt sich am Kondensator ein, >wenn Diode 1 bis 12 kaputt ist.
Für die obere Diodengruppe ist das korrekt. Für die untere Diodengruppe
muss das ein zweites Mal aufgebaut werden aber das weisst Du sicher
selbst.
Ob das funktioniert ist noch eine spannende Sache und hängt sicher von
den realen Toleranzen der Dioden ab. Spätestens wenn mal wirklich eine
nach Jahren ersetzt werden muss, die dann aus einem völlig anderen
Produktionslos kommt könnte das spannend werden. Auch das Verhalten des
Gesamtsystems über den gesamten Temperaturbereich bleibt spannend. Dafür
erschlägst Du das Problem einen Haufen Signale isolieren zu müssen sehr
elegant.
wünsch Dir viel Erfolg
Hauspapa
Hallo Hauspapa
Hauspapa schrieb:> Für die obere Diodengruppe ist das korrekt. Für die untere Diodengruppe> muss das ein zweites Mal aufgebaut werden aber das weisst Du sicher> selbst.
Das stimmt, wollte deine Aufmerksamkeit testen :-)
Hauspapa schrieb:> b das funktioniert ist noch eine spannende Sache und hängt sicher von> den realen Toleranzen der Dioden ab. Spätestens wenn mal wirklich eine> nach Jahren ersetzt werden muss, die dann aus einem völlig anderen> Produktionslos kommt könnte das spannend werden. Auch das Verhalten des> Gesamtsystems über den gesamten Temperaturbereich bleibt spannend. Dafür> erschlägst Du das Problem einen Haufen Signale isolieren zu müssen sehr> elegant.
Die Variante werden wir aufjedefall aufbauen und testen,
simulationstechnisch klappt alles. Probleme mit dem Temperatursbereich
habe ich daran schon gedacht, aber das mit dem Umtausch der Diode nicht.
Ich find es cool, dass du dir so schnell ein Bild über die Funktion und
auch Probleme die auftretten können, machen kannst. Deutet nur auf einen
guten know-how
ich werde berichten, ob alles geklappt hat bei dem Aufbau.
2 kleine Hinweise noch: Dein ganze Messung ist abhängig von der
aktuellen Netzspannung. Diese sollte also auch gemessen werden.
Eine grobe Kostenschätzung für Dein System würde mich noch
Interessieren. Immerhin musst Du Deine Analogsignale recht genau
übertragen. Bei 12Puls auf eine Auswertung willst Du 13 Zustände (12
Dioden oben, dasselbe nochmal für 12 Dioden unten) unterscheiden können.
Halbwegs gleichmässig verteilt sollte die Signalkette nicht mehr als 5%
Fehler haben.
Offtopic: Mein Sohn hat heute ein Kopfkissen gekillt und aus dem Fenster
Frau Holle gespielt. Die Hauswartin war vielleicht sauer...
(Und ich hätte mir nie träumen lassen mal mit dem Staubsauger den
Vorgarten zu reinigen)
schönen Abend
Hauspapa
WimS sagt:Meines Wissens die RWTH in Aachen. Die Studiengebfchren
betragen 500 Euro pro Semester. Die RWTH ist Elite-Universite4t und kann
eine Menge prtoinenme Alumni aufweisen.
