Устройство для ограничесния перенапряжения в сети постоянного тока

Устройство для ограничесния перенапряжения в сети постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 559330: (61) Дополнительное к авт. спид-ву— (22) Заявлено 20.07.72 (21) 1813322/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (5l) М. Кл. Н 02 Н 9/06

Гооудвротвеииый комитет

Соввтв Мииистров СССР оо делам изобрвтеиий я открытий (43) Опубликовано 25.05.77. Бюллетень № 19 .Ю (46) Дата опубликования описания 30.09.77 (53) УДК 621 316 925 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. А. Куликова и С. Н. Засорнн (71) Заявитель

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени иистмтут инженеров жлезиодорежноге транспорта (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

В СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение касается вопроса защиты электрической сети постоянного тока и может быть испсаьзовано во всех отраслях народного хозяйства, где имеются электрические сети и цепи постоянного тока, В

Известно устройство, содержащее многослойные полупроводниковые структуры вместо искрового промежутка1 1 ).

Однако это устройство пригодно толысо для цепей переменного тока. Кроме того, из — за на- у} равенства больших значений токов управления включенных встречно — параллельно тиристоров, особенно при отрнцатежных температурах окружающей среды, необходимо иметь неидентичные и в то же время мощные делители напряжения, что 1а влечет за собой неоправданные потери электроэнергии в них, осложняет настройку и затрудняет унификацию.

Известно также устройство, содержащее ограничивающий резистор, соединенный последователь- р}} но с тиристорным блоком, шунтнрованным в обратном направлении диодом, в котором предусмотрен включенный параллельно тиристору делитель, к, средней точке которого подключена управляющая цепь тнристора (.Р ). 25

Недостатком известного устройства является зо, что оно не может быть применено в устройствах, где можт происходить хотя бы кратковременное изменение полярности напряжения. Надежность s функциональные возможности устройства ограни.чены тем, что оно чувствительно к толчкам рабочего напряжения, например, при сбросе нагрузки. При этом в управляющей цепи, состоящей из последовате}в но соединенных:конденсатора и, сопротивле-. ния, возникает импульс тока, который вызывает падение напряжения на сопротивление и приводит к отпиранию тиристора устройства. Устройство срабатывает также при включении рабочего напряжения,, Кроме того, нелинейное сопротивление в рязрядиой цони, задерживая разряд конденсатора, в}вояет иа уровень импульса напряжения в защищаемой сети, прн котором срабатывает устройство. Существую. щие нелинейные активные сопротивления допускают orðàíí÷åííoe число импульсов тока, после чего выходят иэ строя. Эти недостатки препятствуют применению устройства в цепях постоянного тока, где происходит большое число коммутационных операций, вызывающих импульсы перенапряжений и толчки рабочего напряжения. К таким цепям ожоапся тяговые сети, где наряду с коммутацион55933О ными, возникают также атмосферные перенапряжения.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства. 11остигаеэся это тем, что дополнительно введен тиристорный блок, встреч но вкляченнъй по отношению к первому тиристорно а блоку, причем аноды тиристоров соединены череэ два последовательно включенных конденсатора, а между соединенными катодами тиристоров и точкой соединения конденсаторов включено нелинейное сопротивление, достигается также тем, что в тиристорных блоках делитель вьп1о шен в виде последовательно соединенных диода и стабилитроиа, а в управлявшую цепь тиристора дополнительно введены два стабилитрона, катоды которых подключены к диоду, анод одного стабилитрона подключен к катоду тиристора, а другого — к управляющемуу электроду тиристора.

На чертеже показана принципиальная схема уст. рой ства.

Устройство состоит из двух Ьдинаковых встречно включенных блоков, поэтому аналогичные элементы второго блока имеют по схеме одинаковые цифровые обозначения, В каждом блоке тиристор 1 (1 ) шунтирован в обратном направлении диодами 2(2 ) и 3(3 ) . Диод имеет лавинную или стабилитронну1о характеристику..Между управляюJ щим электродом тнристора 1 и точкой соединения диодов 2 и 3 включена цепочка соединенных между собой катодами диодов 4 и 5. Диод 5 имеет -стабияитронную хар акте ристику, Катоды стабилитр онов 4(4 ) и 5(5 ) соединены с катодом стабилитрона 6 (6 ); a его анод соединен с катодом тиристора 1. Аноды тиристоров 1 и 1 соединены с последовательно включенными конденсаторами 7 и

7, а их средняя точка соединена с катодами тиристоров 1 и 1 нелинейным сопротивлением 8.

К аноду тиристора 1 присоединен ограничивающий резистор 9. При возникновении на клемме 10 импульса перенапряжения положительной полярности, амплитуда которого достигает величины суммарного напряжения лавинообразования или стабилизма диодов 3 и 5, по цепи 3, 4, 5, 1, 2, 3 и 9 пойдет ток, и тиристор 1 откроется, В результате перенапряжение между точками 10 и 11 будет ограничено, его энергия рассентся в резисторе 9.

Если величина перенапряжения выше наг ряжения уставки разрядника произойдет его повторное включение.

После прохождении импульса тока, вызванного перенапряжением, через тиристор 1 пойдет ток разряда конденсатора7, напряжение которого в момент отпирания тиристора 1 было равно амплитуде ограничиваемого импульса перенапряжения. Разряд

- конденсатора 7 происходит по контуру 7, 1, 8, 7.

Так как эта цель является колебательным контуром, то заряд конденсатора 7 изменит знак. Обратный перезаряд конденсатора 7 происходит ло цепи

7, 8, 2, 3, 7. Б связи с тем, что. прямое падение напряжения на диодах 2 и 3 больше, чем прямое

60 б

25 падение на тиристоре 1, последний запирается, и устройство готово для ограничения последующего импульса или повторного включения, если уровень перенапряжения к этому моменту все еще выше напряжения срабатывания разрядника.

При возникновении импульса перенапряжения положительной полярности на клемме 11 процесс происходит аналогично, но при этом в работе участвуют элементы, отмеченные на схеме штрихом.

Нелинейное сонротивленне 8 участвует в эапирании как тиристора 1, так и тиристора 1 .

Величина линейного резистора 9 выбирается такой, чтобы падение напряжения на нем при любых возможных токах через тиристор 1 или 1 не превьппало суммы напряжений стабилизаций или лавйнообраэования диодов 3 и 5 или 3 и 5

Сумма этих напряжений должна равняться величине принятого уровня ограничения перенапряжений.

При этом в случае необходимости вместо диода 3 и

3 может быть использована цепь последовательно соединенных лавинных вентилей или стабилитронов. Напряжение стабилизации стабилитронов 5 или

5 должно быть меньше напряжения стабилизации

Ф стабилитрона б и 6 . Параметры 7, 7 и 8 выбираются так, чтобы процесс дерезаряда конденсатора в налравлении 7 (7 ), 8, 2 (2 ); 3 (3 ), 7 (7 ) качался после прохождения импульса перенапряжения.

В сетях высокого напряжения ограничение перенапряжения осуществляется путем последовательного соединения нескольких предлагаемых устройств, число которых зависит or уровня рабочего напряжения.

Применение предложенного устройства ограничивает перенапряжение в сетях лостоянного тока до уровня, близкого к максимальному значению рабочего напряжения,это в свою очередь повышает прочность изоляции, ее долговечность, сокращае1 эксплуатационные расходы на содержание оборудавания устройств постоянного тока, особенно на электрических железных дорогах. Кроме того, за счет резкого снижения уровня перенапряжений можно существенно снизить число последовательна соединенных полупроводниковых приборов в преобразовательных агрегатах и капиталовложения на их сооружение, а также расходы по содержанию устрбйств и потери электроэнергии.

Фор мула изобретения

1, Устройство для о раничения перенапряжения в сети постоянного тока, содержащее ограничивающий резистор, соединенный последовательно с тиристорным блоком,.шунтированным и обратном направлении диодом, в котором предусмотрен включенный параллельно тиристору делитель, к средней точке которого подключена управляющая цепь тиристора с диодом, о тли чаю щ ее с я тем,что, с Лью расширения функциональных возможностей, 559330

Составитель Л. Корнеева

Техред А, Демьянова — Ф

Корректор М. Демчик

Редактор Е. Полионова .!

; Засаэ 1414/105

Тираж 917 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

l l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дополнительно введен второй тиристорный блок, встречно включенный по отношению к первому тиристорному блоку, причем аноды тиристоров соединены через два последовательно включенных конденсатора, а между соединенными катодами тиристоров и точкой соединения конденсаторов включено нелинейное сопротивление.

2, Устройство по п. 1 отличающееся .тем, что в тиристорных блоках делитель выполнен в виде последовательно соединенных диода и ктабилнтрона, а в управляющую цепь тирастора дополнительно введены два стабмпйтрона, катоды котор ых подключены к диоду, анод одного стабилитр она подключен к катоду тиристора, н,.црутого — к управляло. ше му электроду тиристора

Источники информации, тщинятые во вниьааиа при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР Иа 202239„

М.Кл, Н 01 Н 9/06, 1972.

10 2. Патент Англии У 960667,киаос Н 2 Н 58, 1964,