Высоковольтный тиристорный вентиль

 

ВЫСОКОВС ЛЬТНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ВЕНТИЛЬ, содержащий последовательно соединенные тиристоры, шунтированные нелинейными ограничителями напряже ,ния, и блок контроля, включающий трансформаторы по числу тиристоров имеющие первичную и вторичную обмотки и обмотку питания, источник высокочастотного опорного напряжения, измерительный элемент и разделительные активно-емкостные цепочки, через которые первичные обмотки трансформаторов подключены параллельно соответствукнцим тиристорам, причем половина первичных обмоток подключена к тиристорам одной полярности, а другая половина - обратной полярностью, обмотки питания соединены последовательно-согласно и через измерительный элемент подключены к источнику опорного напряжения, о тли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения установленной мощности вентиль% ного оборудования и повьшения надежности путем повышения чувствительности контроля исправности полупроводниковых приборов вентиляI вторичные обмотки трансформаторов каждой последующей пары тиристоров включены последовательно-встречно в замкнутый контур, соединенный с катодным выводом одного из тиристоров той же пары. . 41

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0Е OD зсЮ Н 02 М 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / - : н asTOpOCOMY V

$ ° °

Р с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

i (21) 3633044/24-07 (22) 12.08.83 (46) 02. 10.84. Бюл. Ф 37 . (72) В.П.Барабан, С.Г.Забровский, А.Ф.Звягин и Г.Б.Лазарев (71) Производственное объединение

"Таллинский электро технический завод .им.- И.И.Калинина" и Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (53) 621.314.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 279582, кл. Н 02 М 1/18, 1970.

2. Арторское свидетельство СССР по заявке У 335.1957/24-07, : кл. Н 02 M 1/14, 1981. (54) (57) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ

ВЕНТИЛЬ, содержащий последовательно соединенные тиристоры, шунтированные нелинейными ограничителями напряже,ния, и блок контроля, включающий трансформаторы по числу тиристоров имеющие первичную и вторичную обмотки и обмотку питания, источник высокочас" тотного опорного напряжения, измери" тельный элемент и разделительные активно-емкостные цепочки, через которые первичные обмотки трансформаторов подключены параллельно соответствующим тиристорам, причем половина первичных обмоток подключена к ти+ ристорам одной полярности, а другая половина — .обратной полярностью, обмотки питания соединены последовательно-согласно и через измерительный элемент подключены к источнику опорного напряжения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения установленной мощности вентиль- I ного оборудования и повышения надеж" ности путем повышения чувствительности контроля исправности полупроводниковых приборов вентиля, вторичные обмотки трансформаторов кажC дой последующей пары тиристоров включены последовательно-встречно в замк нутый контур, соединенный с катодным выводом одного из тиристоров той же пары.

1 1137

Изобретение относится к электротех нике, в частности к силовой преобразовательной технике.

Известен высоковольтный тиристорный вентиль, содержащий последовательно соединенные тиристоры, каждый из которых зашунтирован нелинейными ограничителями напряжения, управляемый разрядник, включенный параллельно вентилю и снабженный блоком защиты с датчиком тока, установленным последовательно с нелинейным ограничителем напряжения..

В данном высоковольтном вентиле

t5 контроль неисправности тиристоров и нелинейных ограничителей осуществляется по току, протекающему через ограничитель, который зависит от уров- ня напряженная, прикладываемого к вентилю, и от числа последовательно

20 соединенных тиристоров, шунтированных ограничителями; Возрастание .тока через ограничители может служить сиг" налом о пробое части тиристоров или ограничителей, включенных последова.тельно. При возрастании тока срабатывает разрядник, шунтирующий вентиль f3 g.

Недостатки данного высоковольтного тиристорного вентиля — зависимость чувствительности блока контроля от уровня напряжения и невозможность в силу этого осуществлять контроль полупроводниковых приборов до подачи силового напряжения. З5

В связи с тем, что величина тока через ограничители зависит не только от числа последовательно соединенных полупроводниковых приборов, но также от уровня напряжения, прик- 40 ладываемого к ним. . Известен также высоковольтный тиристорный вентиль, содержащий последовательно соединенные тиристоры, шунтированныеиелинейными ограничй ге- 45 лями напряжения, и блок контроля, включающий трансформаторы по числу тиристоров, имеющие первичную и вторичную обмотки и обмотку питания, источник высокочастотного опорного напряжения, измерительный элемент и разделительные активно-емкостные цепочки, через которые первичные обмот". ки трансформаторов подключены,парал лельно соответствующим тиристорам, 55 причем половина первичных обмоток подключена к тиристорам одной полярностью, а другая половина - об792 2 ратной полярностью, обмотки питания соединены последовательно-согласно и через измерительный элемент подключеэ ны к источнику опорного напряжения.

Вторичные обмотки образуют замкнутый контур, обе стороны которого соединены между собой через окна сердеч-: ников первого и последнего трансформаторов. Одна сторона контура проложе на через окна сердечников остальных нечетных трансформаторов в направлении от начала к концу обмотки, через окна трансформаторов — от конца к нача. — . лу. Другая сторона контура проложена через окна сердечников трансформаторов в обратном порядке. Замкнутый контур выполняется высоковольтным кабелем.

Если все тиристоры и нелинейные ограничители исправны и выключены, то ЭДС вторичных обмоток одинаковы и в замкнутом контуре взаимно компенсируются. Ток в контуре при этом равен нулю. Пробой тиристора или нелинейного ограничителя приводит к возникновению в контуре ЭДС и тока небаланса. На величину этого тока увеличивается ток, протекающий по обмотке питания, что приводит к срабатыванию измерительного элемента P2).

Недостатком известного устройства заключается в том, что значение тока небаланса ограничено индуктивностями рассеяния. соединительного кабеля и вторичных обмоток трансформаторов, включенных в устройстве последовательно, вследствие чего чувствительность блока контроля к пробою вентилей или ограничителей оказывается низкой. Поэтому IIpH проектировании высоковольтных преобразователей необходимо предусматривать увеличение числа последовательно . соединенных тиристоров.для обеспечения требуемой надежности, т. е. низкая чувствительность контроля приводит к необходимости повышения установленной мощности вентильного оборудования

Кроме того, в известном устройстве отсутствует фиксированное распределение напряжения, прикладывающегося к изоляции кабеля, которым выполня" ется соединение вторичных обмоток

1 в замкнутый контур. Это-приводит к местным перенапряжениям в некоторых точках кабеля, что снижает надежность работы высоковольтного вентиля в целом.

Цель изобретения †. снижение установленной мощности вентильного

3 1117792 4 оборудования и повышение надежности Устройство работает следующим обпутем повышения чувствительности разом. контроля исправности полупроводнико- Высокочастотное переменное напрявых и ибо ов вентиля жение, поступающее от источника 10

Цель достигается тем, что в вы- . опорного напряжения, прикладываетсоковольтном тиристорном вентиле, ся через измерительный элемент 9 к

° содержащем последовательно соединен- .последовательно соединенным обмоткам ные тиристоры, шунтированные нели- 8 питания трансформаторов 6. нейными ограничителями напряжения, и Если все полупроводниковые приборы блок контроля, включающий трансформа О исправны, а тиристоры 1 выключены, то торы по числу тиристоров, имеющие .цепи первичных обмоток 5 оказываются первичную и вторичную обмотки и об- разомкнутыми. ЭДС вторичных обмоток:7,. мотку питания, источник высокочас- соединенных попарно в замкнутые контутотного опорного напряжения, измери- ры, компенсируют друг друга, и токи в тельный элемент и разделительные ак- контурах равны нулю. Трансформаторы 6 тивн— о емкостные цепочки, через ко- работают в режиме холостого хода. Ток, 15 торые первичные обмотки трансформато- потребляемый обмотками 8 питания от ров подключены параллельно соответ- источника 10 опорного напряжения и ствующим тиристорам, причем полови- протекающий через измерительный элена первичных обмоток подключена к, мент .9, имеет при этом минимальное тиристорам одной полярностью, а дру- значение. I

;гая половина -. обратной полярностью, При пробое любого из тнристоров обмотки питания соединены последова- 1 или.нелинейного ограничителя 2 тельно-согласно и через измеритель- первичная обмотка 5 соответствующего ный элемент подключены к источнику трансформатора 6 оказывается нагружен опорного напряжения, вторичные об- ной на резистор 3, так как сопромоткй трансформаторов к р ф р . ро каждой после . тивление разделительного конденсатодующей пары тиристоров включены после- ра 4 на частоте опорного источника довательно-встречно .в замки тый конамкнутый zoH- существенно меньше сопротивления ретур, соединенный с катодным выво ом дным выводом, зистора 3. Напряжение на всех обмотках одного из тиРистоРов той же паРы. трансформатора 6 уменьшится. В зам а чертеже представлена схема пред- кнутом контур кнутом контуре, содержащем вторичную лагаемого высоковольтного тиРистоР- обмо 7 фо о мотку 7 трансформатора 6, соединенного .вентиля.

° ного с пробитым тиристором 1, возни-..

В устройстве тиристоры 1 включены кают ЭДС и ток небаланса. Значение последовательно, каждый тиристор за-:35 тока небаланса а предлагаемом устшунтирован нелинейным ограничителем ройстве больше, чем в известном пос

2. Параллельно тиристорам 1 через ре- кольку в контур включены не се а в зисторы 3 и разделительные конденса- только два индуктивных сопротивления р торы 4 подключены первичные обмотки 5 рассеяния вторичных обмоток 7 транс" трансформаторов 6. Первичные обмотки @ Форматоров 6, а длина соединительного

5 половины об вины общего числа трансформаторов кабелЯ и, слеДовательно» его инДУктив подключаются к тиристорам 1 и огра- ность рассеяния минимальны. ничителям 2 .одной. полярностью, обмот Ток, протекающий по обмоткам 8 ки другой половины — обратной поляр- :питания, увеличивается (с учетом коностью. Вторичные обмотки 7 трансфор-45 эффициента трансформации) иа величину маторов каждой последующей пары ти- тока небаланса. Увеличение тока вызыристоров 1 соединены последовательно- вает срабатывание измерительного эле-.. встречно и образуют замкнутый контур, мента 9. Пробою двух и более вентилей подключенный к катодному выводу од- будет соответствовать. дальнейшее ного из тиристоров 1 той же пары. 50 ступенчатое увеличение тока, за.счет

Обмотки 8 питания соединены последо- чего может быть реализована многэуроввательно-согласно и через измеритель- невая система контроля неисправмости ный элемент 9, представляющий собой . тиристоров. компаратор, подключены к источнику 10 Помехи от токов перезаряда раЗдели.опорного напряжения, выполненному в 55 тельных конденсаторов 4, обусловленные виде высокочастотного генератора. : воздействием силового напряжения и

Элементы 3-10 образуют, блок 11 конт- процессов коммутации, взаимно компенсируются, тац как первичные обмотки

S 1117792 d

5 половины трансформаторов 6 включены кабеля, которым выполняются зти обмотвстречно по отношению к осталЬным. ки. Тем самым исключается возможность

Ввиду больших значений токов неба" возникновения -местных перенапряжений панса в предлагаемом устройстве по на изоляции кабеля и повышается ва-.. сравнеиив с известнымчувствительность g дежность всего высоковольтного вентиля контроля оказывается высокой. в целом. При этом оказывается возможЗа счет подключения контуров, обра-. ным уменьшить запасы по установленной зованных вторичнымн обмотками транс- мощности вентильного оборудования форматоров, к катодным выводам тирис" (уменьшить число резервных тиристоторов потенциалы вторичныхобмоток ° .1б ров, включенных последовательно).ПосЬказываются фиксированными, что исклю лепнее позволяет снизить трудозатрачает случайное перераспределение нап- ты и уменьшить расход конструкционных ояженнй по изоляции высоковольтиного материалов, ВНИИИН Заказ 7273/41 Тираж 666 Подписное

Филиал ШШ "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4