Устройство для управления высоковольтным тиристорным блоком

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ ТИРИСТОРНЫМ БЛОКОМ, состоящим из последовательно включенных тиристоров, содержащее блок формирователей импульсов с основными по числу на единицу меньше числа тиристоров высоковольтного тиристорногр блока и дополнительным выхо.п. дами, источник первичных импульсов, узел отбора мощности, состоящий из последовательно включенных тиристора и конденсатора, подключенных к входу узла отбора мощности, который предназначен для подключения к силовым выводам одного из тирийторов высоковольтного тиристорного блока, порогового элемента, выход которого предназначен для подключения к управляющему электроду указанного тиристора высоковольтного тиристорного блока, а вход подключен к конденсатору , выводы которого соединены с одним выводом стабилитрона непосредственно , с другим - через первый резистор и оба - с входом питания бло-ка формирователей импульсов, точка соединения первого резистора со стабилитроном соединена через диод и второй резистор с точкой соединения тиристора с входом узла отбора мощности , выходы блока формирователей импульсов предназначены для подключения к управляющим электродам тиристоров высоковольтного тирнсторного S блока, кроме указанного, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено линией задержки и двумя диодами, причем выход источника первичных импульсов через линию задержки соединен с входом блока формирователе импульсов, дополнительный выход которого через один диод соединен, с {управляющим электродом дополнительного тиристора, с кото1Яз1м через другой диод соединен выход источника первичных импульсов. сд о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

Н 02 М 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИп

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3504613/24-07 (22) 26.10.82 (46) 23.03.84. Бюл.Р 11 (72) В.Я.Меньшиков и Б.Д.Михайлов (71) Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (53) 621.314.27(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 470892,.кл. Н 02 Р 13/16, 1972. ,2. Авторское свидетельство СССР

М 476493, кл. Н 02 М 1/08, 1972 (прототип ); (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ THPHCTOPHHM БЛОКОМ, состоящим из последовательно включенных тиристоров, содержащее блок формирователей импульсов с основны- ми по числу на единицу меньше числа тнристоров высоковольтного тиристорного блока н дополнительным выхо;. дами, источник первичных импульсов, узел отбора мощности, состоящий из последовательно включенных тиристора .н конденсатора, подключенных к входу узла отбора мощности, который предназначен для подключения к силовым выводам одного нз тирнсторов высоковольтного тиристорного блока, порогового элемента, выход которого предназначен для подключения к управляющему электроду указанного тнрнстора высоковольтного тиристорного блока, а вход подключен к конденсатору, выводы которого соединены с одним выводом стабилитрона непосредственно, с другим — через первый резистор и оба - c входом питания блока формирователей импульсов, точка соединения первого резистора со стабилитроном соединена через диод и второй резистор с точкой соединения тиристора с входом узла отбора мощности, выходы блока формирователей импульсов предназначены для подключения к управляющим электродам тиристоров высоковольтного тиристорного Я блока, кроме указанного, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения надежности, оно снабжено линией задержки и двумя диодами, причем выход источника первичных импульсов через линию задержки соеди- Я нен с входом блона формирователей импульсов, дополнительный выход которого через один диод соединен.с

iуправляющим электродом дополнительного тиристора, с которым через другой диод соединен выход источника первичных импульсов.

1081756 передач постоянного тока.

Известно устройство для управления 10

30 вольтного тиристорного блока, порого50

55 блока. Укаэанное явление наиболее вероятно при больших рабочих напряжениях тиристорных блоков и при работе с большими углами регулирона- 60 ния.

Целью изобретения является повышение надежности;устройства управления высоковольтного .тиристорного бло а путем снижения величины напряжеИзобретение относится к электротехнике и может быть применено в статических упр нлйемых преобразователях различного назначения, например для управления высоковольтными тиристорными блоками с отбором мощности для питания собственных нужд от силовой цепи блока на подстанциях высоковольтным тиристорным блоком, Iсодержащее источник управляющего напряжения, резисторы и диоды Е13.

Недостатком устройства является сложность отбора мощности для собственных нужд из силовой цепи нысоковольтного тиристорного блока.

Наиболее близким к изобретению является устройство для управления высоковольтным тиристорным блоком, состоящим из последонательно включенных тиристоров, содержащее блок формирователей импульсов с основными по числу на единицу меньше числа тиристоров и высоковольтном тиристорном блоке и дополнительным выходами, источник первичных импульсон, узел отбора мощности состоящий из последонательно включенных тиристора и конденсатора, подключенных к входу узла отбора мощности, который предназначен для подключения к силовым выводам одного из тиристорон высоконого элемента, выход которого предназначен для подключения к упранляющему электроду укаэанного тиристора высоковольтного тиристорного блока, а вход подключен к конденсатору,ныводы которого соединены с одним выводом стабилитрона непосредственно, с другим — через первый резистор и оба - с входом питания блока формирователей импульсов, точка соединения первого резистора со стабилитроном соединена через диод и нторой резистор с точкой соединения тиристора с входом узла отбора мощности, основные выходы блока формирователей импульсов предназначены для подключения к управляющим электродам тиристоров высоковольтного тиристорного блока кроме указанного (2).

Недостатком известного устройства является относительно малая надежность из-за возникновения пере напряжений на силовом тиристоре, к которому подключен узел отбора энергии, н момент включения тиристорного

45 ния на силовом тиристоре, к которому подключен узел отбора мощности, при больших скоростях нарастания анодного тока тиристорного блока, обусловленных, например, разрядом паразитных емкостей оборудования при больших углах включения указанного блока.

Эта цель достигается тем, что устройство для управления высоковольтным тиристорным блоком, состоящим из последовательно включенных тиристоров, содержащее блок формирователей импульсов с основными по числу на едицу меньше числа тиристорон высоковольтного тиристорного блока и дополнительным выходами, источник первичных импульсов, узел отбора мощности, состоящий иэ последовательно включенных тиристора и конденсатора, подключенных к входу узла отбора мощности, который предназначен для подключения к силовым выводам одного из тиристоров высоковольтного тиристорного блока, порогового элемента, выход которого предназначен для подключения к управляющему электроду укаэанного тиристора, высоковольтного тиристорного блока, а вход подключен к конденсатору, выводы которого соединены с одним вынодом стабилитрона непосредственно, с другим— через первый резистор и оба — с входом питания блока формирователей импульсов, точка соединения первого резистора со стабилитроном соединена через диод и второй резистор с точкой соединения тиристора со входом узла отбора мощности, основные выходы блока формирователей импуль сов предназначены для подключения к управляющим электродам тиристорон высоковольтного тиристорного блока кроме укаэанного, снабжено линией задержки и двумя диодами, причем выход источника первичных импульсов через линию задержки соединен со входом блока формирователей импульсов, дополнительный выход которого через один диод соединен с управляющим электродом дополнительного тиристо- ра, с которым через другой диод соединен выход источника. первичных импульсов.

На чертеже представлена электрическая схема устройства.

Устройство для управления высоковольтным тиристорным блоком 1, состоящим нз последовательно соединенных тиристоров 2 и 3, шунтированных цепями 4 деления и 5 демпфирования, содержит блок б формирователей импульсов тиристорами 2 блока 1, подключенный к одному иэ тиристоров 3 через узел отбора мощности 7.

Узел отбора мощности 7 включает н себя накопительный конденсатор 8, подподключенный через пороговый элемент

9 к управляющему и через цепочку из

1081756

В соответствии с фазой положитель-35 ной полуволны напряжения на блоке 1 от источника первичных импульсов 16 происходит включение дополнительного тиристора 10 через доиод 17. При этом, если напряжение на тиристоре 3 пре- 40 вышает напряжение на конденсаторе 8, через открывшийся тиристор 10 и индуктивность 11 начинается разряд конденсатора цепи демпфирования 5 тиристоРа 3 на конденсатоР 8. НапРяжение 45 на конденсаторе RC-цепи 5 и тиристоре 3 снижается.

Через интервал времени, определяемый задержкой сигнала в линии задержки 18, происходит включение блока 6. Выходными импульсами блока 6 включаются силовые тиристоры 2 и, через диод 19, дополнительный тиристор

10, если последний к этому моменту оказался выключенным.

К этому моменту емкость демп55 фирующей цепи уже разряжена, примерно до напряжения на накопительном кон. денсаторе 8, поэтому колебания напряжения на индуктивности 11 при протекании тока разряда паразитных .60 емкостей блока 16 демпфируются цепью

5 и перенапряжения не превышают допустимых пределов.

Током тиристоров 2 через дополнительный тиристор 10 и индуктивность дополнительного тиристора 10 и индуктивности 11 к силовому электроду тиристора 3.

Стабилитрон 12 через резистор 13 подключен к конденсатору 8 и через резистор 14 и диод 15 — к силовому электроду тиристора 3.

Источник 16 первичных импульсов соединен через разделительный диод

17 с электродом управления дополнительного тиристора 10, а также, через линию задержки 18 с блоком 6 формирователя импульсов, выход которого подключен к цепям управления силовых тиристоров 2 и через диод 19 к электроду управления дополнительного тиристора 10.

При использовании силового тиристора 3 с высокой группой стойкости к

di/dt индуктивность 11, как отдельный конструктивный элемент может отсутствовать. В этом случае роль индуктивности выполняют монтажные провода и элементы в цепи подзаряда конденсатора 8 узла отбора мощности 7.

Устройство работает следующим об- разом.

При подаче переменного (фазового, напряжения на последовательно соединенные запертые тиристоры 2 и 3 на положительной полуволне этого напряжения через резистор 14, диод 15 и 30 резистор 13 происходит заряд накопительного конденсатора 8 до величины напряжения стабилизации стабилитрона 12, 11 происходит заряд накопительного конденсатора 8 до величины напряжения срабатывания порогового элемента

9. При включении тиристора 3 силовой, ток переходит на этот тйристор, а от энергии, накопленной на накопительном ,.конденсаторе 8 продолжается работа блока 6 и других потребителей энергии.

Описанный процесс повторяется каждый период.

Следует указать, что в реальных тиристорных вентилях разряд конденсатора демпфирующей цепи 5 тиристора

3 на конденсатор 8 может происходить при наличии апериодического режима в укаэанном контуре, т.е. при этом соблюдается условие

R (2)— где Н вЂ” активное сопротивление контура, величина которого, в основном, определяется сопротивлением резистора RС-цепи 5, 1, — индуктивность контура раз ряда;

С вЂ” величина емкости последовательно соединенных конденсатора

8 и конденсатора цепи демпфирования 5.

Определение параметров линии задержки 18 сводится к расчету времени разряда конденсатора демпфирующей цепи

5 от максимально допустимой величины напряжения на тиристоре 3 до величины, примерно равной напряжению. на конденсаторе 8.

В случае, если вышеупомянутый разряд происходит при наличии колебательного процесса в укаэанном контуре, то определение параметров линии задержки 18 сводится к расчету времени нарастания тока через индуктивность 11 до максимальной величины, при которой обеспечивается равенство напряжений на конденсаторе демпфирующей цепочки 5 и на накопительном конденсаторе 8. Указанное время составляет 1/4 периода собственной частоты упомянутого контура, которая может быть определена по формуле

f

2Х где Ь вЂ” суммарная величина индуктивности контура;

С - величина емкости последовательно соединенных конденсаторов цепи демпфирования 5 и накопительногоконденсатора 8;

R - активное сопротивление контура.

В реальных современных высоковольтных тиристорных вентилях исходное значение напряжения в переходных режимах на каждом силовом тиристоре

1081756

ВНИИПИ Заказ 1562/50 Тираж 667 Подписное

Фйлиал ППП Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 в момент его включения составляет поРядка 2-3 кВ. Напряжение же питания формирователя импульсов управления, как правило, не превышает 0,5 кВ. Таким образом, задержка включения тиристоров 2 по отношению к включению тирнстора 10, позволяет снизить возможные перенапряжения на тиристоре

3 в переходных режимах преобразователя, более чем на 1 кВ.!

О

Указанное снижение напряжения на силовом тиристоре обеспечивается во всех режимах включения, при которых исходное напряжение включения этого тиристора превышает напряжение на 5 накопительном конденсаторе узла отбора мошисоти.

При больших скоростях нарастания анодного тока вентиля, обусловленных большими углами регулирования н большими значвниями исходного напряжения включения, уровень перенапряжений на силовом тиристоре с подключенным отбором мощности значительно снижен за счет предварительного разряда конденсатора HC-цепи этого тиристора.

Улучшение режима работы упомянутого силового тиристора повышает длительность безотказной работы ответственного узла системы управления вентиля.

При больших значениях исходного напряжения включения, повышается надежность работы не только устройства управления, но н тиристорного вентиля и преобразователя в целом.