Устройство для защиты тиристорного преобразователя

Патент 773816

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

О и И С- А""Н"И- Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<>773816

К АВТОВСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02 ° 04.79 (21) 2744233/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 231080. Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 27. 10. 80 (51)М. Кл.

Н 02 Н 7/10

Н 02 М 1/18

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 314. .572:621.316. .925.4(088.8) (72) Авторы изобретения

B. Н. Храмцов И. д. Пашенцев и B. И. Пинский (71) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им.академика В. H. Образцова (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к полупроводниковой преобразовательной технике, и может быть использовано, в частности, для зрм иты силовых высоковольтных тиристорных преобразователей от аварийного режима, возникающего при прорывах тиристорных плеч.

Известно устройство для защиты преобразователя, в котором параллель- 1О но тиристорному плечу преобразователя включен аварийный коммутирующий контур„ состоящий из предварительно заряженного нужной полярностью конденсатора, дросселя и защитного ти- 15 ристора рассчитанного на полное напряжение источника питания (1).

Недостатком известного устройства является то, что в аварийном режиме порыва плеча отпирание защитного ти- 20 ристора происходит лишь в конце процесса прорыва, т.е. при неуправляемом включении всех тиристоров.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты, в ко- 25 тором управляющие переходы тиристоров защищаемого плеча подключены к формирователю импульсов управления, запускаемому по сигналу любого из индивидуальных датчиков прорыва отдель- 30

2 ных тиристоров (2). При неуправляемом включении одного из тиристоров плеча остальные тиристоры включаются принудительно, не дожидаясь их неконтролируемого переключения.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность защиты, связанная с тем,что элементы схЕмы преобразователя, в том числе и тиристоры, все же испытывают перегрузочные влияния аварийного режима, хотя для большинства тиристоров B случае срабатывания защиты имеет местд управляемый переходный процесс включения.

Цель изобретения вЂ” повышение эффективности защиты тиристорного преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено формирователем защитных импульсов, счетчиком числа прорывов, двумя элементами выдержки времени и трансформатором, причем вторичная обмотка трансформатора включена последовательно с тиристорным плечом, первичная соединена с выходом формирователя защитных импульсов, связанного своим входом с первым выходом блока несовпадения, второй выход которого через первый элемент выдержки времени подключен ко второ773816

4О

65 му входу формирователя импульсов управления тиристорами, связанного своим третьим входом через счетчик числа прорывов со вторым элементом выдержки времени, третий же выход блока несовпадения соединен со вторым элементом выдержки времени и со вторым входом счетчика.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

В цепь тиристорного плеча 1, состоящего из последовательно соединенных тиристоров 2 с индивидуальными датчиками 3 анодного тока,а также активных 4 и активно-емкостных 5 делителей напряжения последовательно включена вторичная обмотка б трансформатора, первичная обмотка 7 которога подключена к выходу формирователя 8 защитных импульсов. Вход формирователя 8 связан с первым выходом схемы 9 несовпадения, К первому входу схемы 9 несовпадения подключены выходы индивидуальных датчиков 3 анодного тока тиристоров плеча, а ко второму подключен выход формиронателя 10 импульсов управления тиристорным плечом, который- своим первым входом связан с блоком 11 управления преобразовательной установки. Второй выход схемы 9 несовпадения подключен через элемент 12 выдержки времени ко второму входу формирователя 10 импульсов управления тиристорным IIJIE. чом. Третий выход схемы 9 несовпадения подключен к счетчику 13 числа аварийных прорывов плеча и к Элементу 14 вь>держки времени, который подключен к счетчику 13, связанному своим выходом с третьим входом формирователя 10 импульсов управления тиристорами плеча.

Устройство работает следующим образам.

В нормальном эксплуатационном режиме импульсы формирователя 10 совпадают по времени с сигналами, поступающими от индивидуальных датчиков

3 аноднога тока тиристорон плеча 1.

При этом на всех выходах схемы 9 несовпадения сигнал отсутствует, и воздействия на формирователь 8 не происходит. В начале аварийного режима переключения тиристоров плеча 1 "по аноду" сперва всегда происходит прорыв одного из тиристоров 2, который имеет наибольшее время выключения.К остальным тиристорам 2, имеющим меньшее время выключения и поэтому не потерявшем еще запирающей способности в прямом направлении, по мере открывания аварийного тиристара начинает прикладываться дополнительное положительное анадное напря>кение с определенной скоростью нарастания, что вызывает увеличение тока через коллекторный переход закрытых тиристоров и при отсутствии защитного воздействия на тиристорное плечо 1 привело бы к поочередному переключению "по аноду" всех тиристоров 2, т.е. к тяжелому аварийному режиму как для тиристаров плеча, так и для всей преобразовательной установки.

B устройстве в процессе неконтролируемого переключения аварийного тиристора индивидуальный датчик 3 фиксирует появление тока, протекающего через этот тиристор 2 и через активные 4 и активноемкостные 5 делители напряжения, и подает сигнал на вход схемы 9 несовпадения. Так как переключение аварийного тиристора происходит "по аноду" и сигнал на втором входе схемы 9 несовпадения отсутствует, то на каждом выходе этой схемы появляется сигнал. Запущенный сигналом от схемы 9 несовпадения формирователь 8 выдает на первичную обмотку 7 трансформатора импульс, формируя с помощью вторичной обмотки б защитный импульс отрицательного напряжения на тиристарах защищаемого плеча. В результате этого положительное анодное напряжение, а следовательно, и ток коллекторного перехода у еще невключившихся тиристоров плеча снижается. Этим ликвидируются предпосылки для поочередного неконтролируемого переключения всех тиристоров.

Отрицательный импульс, формируемый защитой в цепи тиристорного плеча, имеет длительность, превышающую время выключения применяемых тиристоров, и амплитуду, превышающую величину прямого напряжения на каждом тиристоре в нормальном режиме. Одновременно с воздействием защитного импульса элемент 12 выдержки времени, запущенный ат схемы 9 несовпадения, во избежание подачи на тиристоры плеча управляющего сигнала блокирует рабату формирователя 10 рабочих импульсов управления.От сигнала с выхода схемы 9 несовпадения элемент 14 выдержки времвни запускает на время, большее, чем время выдержки элемента 12, счетчик 13, который в случае отсутствия понторного сигнала от схемы 9 в течение времени выдержки элемента 14 не воздействует на работу формирователя 10 импульсов управления плечом, в противном же случае ан полностью блокирует формирователь 10, т.е. прекращает работу преобразовательной устанонки.

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства выражается н том, что используя естественные различия нремен выключения последовавЂ” тельно соединенных тиристоров, оно создает возможность предотвращения аварийного режима, связанного с прорывом тиристорного плеча преобразовательной установки, чта и уменьшает общее количество аварийных режимов.

773816

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 7523/73 Тираж 783 Подписное

Филиал ППП"Патент",г.ужгород,ул.ПРоектная,4

Кроме того, предлагаемое устройство улучшает условия работы тиристоров в аварийных режимах, так как оно допускает лишь однократное1в определенном интервале времени)переключение "по аноду" только одного тиристора, имеющего наибольшее время выключения, а также улучшает условия работы других тиристоров вследствие уменьшения количества самих перегрузочных влияний при сквозном прорыве тиристорного плеча преобразовательной установки, что обусловливая уменьшение числа отказов тиристоров в эксплуатации, повышает надежность эксплуатации преобразовательной установки.

Устройство для защиты тиристорного преобразователя от прорыва тиристорного плеча, содержащее индивидуальные датчики анодного тока тиристоров и последовательно соединенные блок управления, формирователь импульсов управления тиристорами и блок несовпадения, ко второму входу которого подключены выходы датчиков анодного тока тиристоров, о т л и ч а ю" щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено формирователем защитных импульсов, счетчиком числа прорывов, двумя элементами выдержки времени и трансформатором, причем вторичная обмотка трансформатора включена последовательно с тиристорным плечом, первичная соединена с выходом формирователя защитных l0 импульсов, связанного своим входом с первым выходом блока несовпадения, второй выход которого через первый элемент выдержки времени подключен ко второму входу формирователя им15 пульсов управления тиристорами, связанного своим третьим входом через счетчик числа прорывов со вторым элементом выдержки времени, третий же выход блока несовпадения соединен со вторым элементом выдержки времени и со вторым входом счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды ЛИИЖТа, Л., 1974, вып.

368, с.7.

2. "Электротехника", 1966, М 5, с.42.