Устройство для защиты тиристоров преобразователя от самоотпирания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ОТ САМООТПИРАНИЯ , содержащее делитель напряжения, подключенный параллельно одному или группе последовательно соединенных тиристоров, трансформатор тока, первичная обмотка которого включена последовательно с тиристорами, а вторичная через однополупериодный вьтрямитель подключена к задающему конден-. сатору, зашунтированному стабилитроном и резистором, пороговый элемент, диоды и формирующий конденсатор, зашунтированный стабилитроном, о, т л ичающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено вспомогательным тиристором, а трансформатор тока снабжен дополнительной вторичной обмоткой, подключенной через вьшрямительный диод к формирующему конденсатору, подключенному через последовательно соединенные развязывающий диод и вспомогательный тиристЬр к цепи управления тиристора (тиристоров ) , причем плюсовой вывод задающего конденсатора через диод подключен к аноду и через пороговый элемент - к управляющему электроду вспомогатель- i ного тиристора, а его минусовой вы- 2 вод - к точке соединения плеч делите- g ля напряжения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 делАм изОБРетений и ОткРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ—

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3290952/24-07 (22) 25.05.81 (46) 30.07.84. Бюл. и 28 (72) В.Ф. Баракаев, А.А. Маслов, О.П. Нечаев и А.И. Федотов (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В.И. Ленина (53) 621.316.925.4.621.314.572(088.8) (56) 1. Патент Швеции В 364826, кл. Н 02 М 1/08, 1972.

2. Заявка ФРГ N 2000422, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

У 639376, кл. Н 02 Н 7/10, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДПЯ 3AIlgTbl THPHCТОРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ОТ САХООТПИРАНИЯ, содержащее делитель напряжения, подключенный параллельно одному или группе последовательно соединенных тиристоров, трансформатор тока, первичная обмотка которого включена последовательно с тиристорами, а вторичная через однополупериодный выпря„.ЯО„„ 1 1059?6 А

Зш Н 02 Н 7/12; Н 02 М f/ 8 митель подключена к задающему конден-. сатору, зашунтированному стабилитроном и резистором, пороговый элемент, диоды и формирующий конденсатор, saшунтированный стабилитроном, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено вспомогательным тиристором, а трансформатор тока снабжен дополнительной вторичной обмоткой, подключенной через выпрямительный диод к формирующему конденсатору, подключенному через последовательно соединенные развязывающий диод и вспомогательный тиристор к цепи управления тиристора (тиристоров), причем плюсовой вывод задающе- Я го конденсатора через диод подключен к аноду и через пороговый элемент— к управляющему электроду вспомогательного тиристора, а его минусовой вывод — к точке соединения плеч делитеС ля напряжения °

1105976

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты высоковольтных тиристорных вентилей.

Известно устройство для защиты тиристоров от самоотпирания, содержащее счетчики импульсов, схемы запоминания и формирователь импульсов, который выдает сигнал на включение всего вентиля, если прямое напряжение воз- .10 растает до критической величины и в то время, когда только незначительное число тиристоров восстановили свою

4 блокирующую способность $1 J.

Недостаток устройства — низкое быстродействие

Известно устройство для защиты тиристоров от самоотпирания, содержащее задатчик временного интервала, r компаратор и измеритель временного интервала между моментами окончания прямого тока и приложения прямого напряжения (2

Недостатком устройства является недоиспользование свойств тиристоров, поскольку во многих случаях прямое напряжение, появляющееся на вентиле в опасном переходном интервале, существенно меньше предельно допустимого, что влечет за собой частые включения без крайней на то необходимости и снижает надежность работы вентиля.

Наиболее близким по технической

35 сущности к изобретению является устройство для защиты тиристоров oT самоотпирания, содержащее делитель напряжения, подключенный параллельно одному или группе последовательно соединенных тиристоров, трансформатор тока, первичная обмотка которого включена последовательно с тиристорами, а вторичная обмотка через однополупериодный выпрямитель подключена к задающему конденсатору, зашунтированному стабилитроном и резистором, пороговый элемент, диоды и формирующий конденсатор, зашунтированный стабилитроном f33.

Однако у известного- устройства низкая надежность из-за необходимости заряжать конденсаторы до большого напряжения, что особенно затруднительно в некоторых переходных режимах, сопровождающихся малыми токами.

Цель изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что,устройство для защиты тиристоров преобразователя от самоотпирания снабжена вспомогательным тиристором, а трансформатор тока снабжен допопHHTBJlbHoH вторичнон обмоткои ченной через выпрямительный диод к формирующему конденсатору, подключенному через последовательно соединенные развязывающий диод и вспомогательный тиристор к цепи управления тиристора (тиристоров), причем плюсовой вывод задающего конденсатора через диод подключен к аноду и через пороговый элемент — к управляющему электроду вспомогательного тиристора, а его минусовый вывод — к точке соединения плеч делителя напряжения.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2— кривые выдерживаемого (сплошная линия) и обеспечиваемого устройством (штриховая линия) напряжений на защищаемых тиристорах в относительных единицах.

Устройство для защить1 тиристоров 1 от самоотпирания содержит делитель напряжения 2, подключенный параллельно одному или группе последовательно соединенных тиристоров 1, трансформатор тока 3, первичная обмотка которого включена последовательно с тиристорами 1, вторичная обмотка 4 через однополупериодный выпрямитель 5 подключена к задающему конденсатору

6, зашунтированному стабилитроном 7 и резистором 8, а дополнительная вторичная обмотка 9 подключена через выпрямительный диод 10 к формирующему конденсатору 11, зашунтированному стабилитроном 12 и подключенному через последовательно соединенные развязывающий диод 13 и вспомогательный тиристор 14 к цепи управления тиристоров 1. Плюсовой вывод конденсатора

6 через диод 15 подключен к аноду, а через пороговый элемент 16 — к управляющему электроду тиристора 14.

Минусовый.вывод конденсатора 6 подключен к точке соединения высоковольтного 17 и низковольтного 18 плеч делителя 2.

Устройство работает следующим образом.

Во время протекания силового тока от обмотки 9 трансфо;..:-,егора 3 через диод 10 заряжается конденсатор 11 до напряжения, определяемого стабилитро3 11059 ном 12. Полярность напряжения на конденсаторе показана на схеме. Емкость конденсатора 11 и уровень напряжения на нем выбираются таким образом, чтобы после включения вспомогательного тиристора 14 в цепи управления силового тиристора (тиристоров) сформировался импульс управления требуемых параметров. Целесообразно полярность обмотки 9 выбрать такой, 10 чтобы заряд конденсатора. 11 осуществлялся на этапе нарастания силового тока, тогда трансформатор 3 может быть выполнен насыщающимся. На этапе пада силового тока от обмотки 4 чеез выпрямитель 5 заряжается конденсатор. 6 до напряжения, определяемого стабилитроном 7, причем уровень лавинообразования этого стабилитрона выбирается несколько меньшим напряжения срабатывания порогового элемента 16. После окончания силового тока в течение некоторого времени напряжение на конденсаторе 6 поддерживается на уровне лавинообразования стабилитрона 7 за счет энергии, накопленной в индуктивности обмотки 4. Выбором соотношения LÄ H R, где L„ индуктивность обмотки, а R — динамическое сопротивление стабилитрона, можно добиться, чтобы на конденсаторе 6 поддерживалось постоянное напряжение вплоть до момента t„ (фиг. 2). С момента времени to, соответствующего окончанию прямого тока, и до момента тиристоры не способны держать пря«35

1 мое напряжение, а с момента t„ их блокирующая способность экспоненциально возрастает по мере рекомбинации накопленных в р-и-р-и-структуре

40 зарядов и к моменту тиристоры спо2 собны выдерживать воздействие нредельно допустимого напряжения - U > (фиг. 2) .

С момента времени t начинается

1 45 разряд конденсатора 6 на резистор 8, причем постоянная времени разряда

76 4 выбирается такой, чтобы разряд полностью закончился к моменту и . Допустим, что в переходном интервала времени t — t к тиристору (тиристорам) 1 приложено прямое напряжение.

Часть этого напряжения, выделившаяся на низковольтном плече 18 делителя 2, сложившись с напряжением на конденсаторе 6, приложится к пороговому элементу 16. Если эта сумма окажется больше его напряжения переклю чения, то это приведет к включению вспомогательного тиристора 14, после чего в цепь управления, благодаря энергии конденсатора 11, поступит сигнал, обеспечивающий принудительное включение тиристоров 1. Амплитуда напряжения, с которого происходит включение, зависит от момента его приложения, причем в интервале Й - t< она тем больше, чем больше времени прошло с момента окончания силового тока. После момента времени t, т.е. когда конденсатор 6 полностью разрядился, включение тиристора (тиристоров) от устройства защиты будет про" исходить НрН напряжении U gyes = Кд

Уп,где К е„- коэффициент деления

Пор делителя напряжения, а U.„- напряжение переключения порогового элемента.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет полностью использовать возможности тиристоров в переходном интервале восстановления блокирующей способности, обеспечивая их включение, когда напряжение достигает опасной величины. При этом удается обеспечить импульс управления с необходимыми параметрами практически во всех переходных режимах. Таким образом, использование изобретения позволяет повысить надежность высоковольтных преобразовательных устройств и соответственно в целом передачи постоянного тока, где они используются.

1105976

110597б

t

Составитель, В. ЛЬгуров

Редактор Т. Парфенова Техред М,кэьма Корректор A. Тлско

Заказ 5610/43 Тираи 614 Подансное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уигород, ул. Проектная, 4