Устройство для индикации состояния высоковольтного полупроводникового вентиля

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ СОСТОЯНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ВЕНТИЛЯ, содержащее датчики напряжения опорной ячейки высоковольтного полупроводникового вентиля и напряжения подключенной параллельно ему опорной цепи, выходы которых подключены к входам элемента сравнения выходных сигналов вышеуказанных датчиков, вькод которого через элемент задержки подключен к исполнительному органу, о т л и ч а ю щ ее с я T-eMj что, с целью увеличения ресурса вентиля путем повышения чувствительности и Помехоустойчивости устройства, введен ограничитель длительности сигнала, включенный между элементами сравнения и задержки, при этом датчик напряжения опорной ячейки высоковольтного полупроводникового вентиля выполнен в виде измерителя мгновенных значений напряжения , а датчик напряжения опорной «О цепи выцолнен в виде измерителя амплитудных напряжений соответствующей полярности.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

0% (11) 3(59 Н 02М 8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЮ ЕЛЬСТВУ (21) 3539987/24-07 (22) 19. 01. 83

{46) 30.08.84.Бюл. В 32 (72) В.С.Алимниев и В.И. Кочкин (71) Московское отделение Научно-исследовательского института по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (53) 621.316;925(088.8) (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

В 712893, кл. H 02 Н 7/10, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

В 1788262, кл. Н 02 Н 7/10, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ

СОСТОЯНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ПОЛУПРОВОД.НИКОВОГО ВЕНТИЛЯ, содержащее датчики напряжения опорной ячейки высоковольтного полупроводникового вентиля и напряжения подключенной параллельно ему опорной цепи, выходы которых подключены к входам элемента сравнения выходных сигналов вышеуказанных датчиков, выход которого через элемент задержки подключен к исполнительному органу, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличения ресурса вентиля путем повышения чувствительности и помехоустойчивости устройства, введен ограничитель длительности сигнала, включенный между элементами сравнения и задержки при этом датчик напряжения опорной ячейки высоковольтного полупроводникового вентиля выполнен в виде измерителя мгновенных значений напря- Е

O жения, а датчик напряжения опорной цепи выполнен в виде измерителя амплитудных напряжений соответствующей полярйости.

1111238

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для защиты высоковольтных полупроводниковых (например, тиристорных) вентилей передач .постоянного тока, статических компенсаторов и других преобразовательных схем.

- Известно устройство для контроля последовательно соединенных тиристорных ячеек высоковольтных вентилей, содержащих индикатор, включен- . ный в диагональ мостовой схемы, об разованной цепью контролируемых яче. ек и резисторным делителем напряжения Е11 °

Однако такое устройство не обеспечивает необходимой чувствительности при применении его в схемах статических компенсаторов реактивной мощности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для индикации состояния высоковольтного полупроводникового вентиля, содержащее датчики напряжения опорной ячейки высоковольтного полупроводникового вентиля и на- пряжения подключенной параллельноему опорной цепи, выходы которых подключены к входам элемента сравнения выходных сигналов вышеуказанных датчиков,. выходы которого через эле-. мент задержки подключен к исполнительному органу С 23.

Недостатком устройства при использовании его в защитах высоковольтных вентилей тиристорных ключей статических компенсаторов является ухудшение чувствительности при изменениях режимов работы,тиристорных ключей,:Это объясняется тем, что изме-, нение углов управления тиристорными ключами приводит к изменению длительности импульсов напряжения, воздействующего на высоковольтные вентили. Указанная длительность определяется в виде 8 = л -2p где p — угол управления вентилями, включенными .встречно-параллельно.

Вследствие этого средняя величи-. на напряжения соответствующей полярности на вентиле изменяется в зависимости от режима. работы компенсатора и в зоне полного открытия венти-. лей приближается к нулю. Все извест,ные устройства защиты, выполненные на принципе сравнения средних значений измеренных напряжений, оказываются нечувствительными при углах уп- равления р 40-90 . Попытка увеличения чувствительности защит приводит к снижению их помехоустойчивости и . ложной работе, что в целом снижает рабочий ресурс статического компен1О сатора. Кроме того, низкая чувствительность устройства может привести к полному выходу из строя высоковольтного тиристорного вентиля.

Цель изобретения — увеличение ресурса вентиля путем повышения чувствительности и помехоустойчивости устройства.

Указанная цель достигается .тем,, 2б что в устройство для индикации состояния высоково ьтного полупроводникового вентиля, содержащее датчики напряжения опорной ячейки высоковольтного полупроводникового вентиля и напряжения подключенной параллель25 но ему опорной цепи, выходы которых подключены к входам элемента сравнения выходных сигналов вышеуказанных датчиков, выход которогО через элемент задержки подключен к исполнительному органу, введен ограничитель длительности сигнала, включенный . между элементами сравнения и задержки, при этом датчик напряжения опорной ячейки высоковольтного полупро35" .водникового вентиля выполнен в виде измерителя мгновенных значений напряжения, а датчик напряжения опорной цепи выполнен в виде измерителя

40 амплитудных напряжений соответствующей полярности.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на Фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

4 Высоковольтный тиристорный вентиль 1, состоящий из п цоследовагельно соединенных ячеек 2, содержит опорную ячейку 3. Параллельно венти"лю 1.подключена опорная цепь 4 с элементом 5..

К опорной ячейке 3 и элементу 4 подключены соответственно датчики мгновенного и амплитудного напряжений 6 и 7, выходы которых соединены с входом элемента 8 сравнения,.

Выход элемента 8 сравнения через ограничитель,9 длительности сигнала и элемент 10 задержки .(интегратор) соединен .с входом исполнительного органа 11 (второй антипараллельный

1 фиг.Г

ВНИИПИ Заказ 6324/43 Тираж 666 По сное

Ии

Фшлиал ППП Патент, г. Ужгород, ул.Проектная,4 вентиль тиристорного ключа и второй комплект защиты не показаны). В случае совмещения вентилей тиристорного ключа путем антипараллельного включеt ния тиристоров в ячейке нли модуле схема вентиля 1 (фиг. 1) дополняется соответствующими элементами.

Устройство работает следующим образом.

Датчики 6 и 7 отрабатывают соответственно кривую, пропорциональную мгновенному значению напряжений на опорной ячейке Э вентиля тиристорно го ключа 1, и напряжение, пропорциональное амплитудному значению элемента 5 опорной цепи 4 (например, демнфирующей цепи тиристорного ключа).

При выходе из строя некоторого количества тиристорных ячеек 2 в момент t» напряжение датчика 6 превышает напряжение элемента 7 (фиг.2).

На выходе элемента 8 образуются импульсы длительностью, определяемой превышением мгновенными значениями. напряжения выхода датчика 6 амплитуд11238 4. ных значений выхода. датчика 7. Ограничитель 9 формирует импульсы меньшей дл;..тельности, задаваемой необходимой чувствительностью устройства защиты. Равная длительность указан,ных импульсов во всех режимах работы тиристорного ключа обеспечивает независимую выдержку времени срабатыва-. ния защиты, что позволяет получить

1о одинаковую помехозащищенность устройства во всем диапазоне изменения углов управления. На выходе интегратора 10 происходит ступенчатое увеличение напряжения до напряжения устав-, ки, что приводит к срабатыванию ис- . полнительного органа 11.

Применение изобретения позволяет значительно увеличить чувствительность защиты и ее помехозащищенность.

Предлагаемое устройство может быть использовано в схеме защит статических компенсаторов реактивной мощности. Ресурс вентилей в указан-. ных схемах увеличен в результате возможности своевременного обнаружения . неисправных ячеек и их замены.