Устройство для защиты неуправляемого выпрямителя от сверхтоков

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ НЕУПРАВЛЯЕМОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ ОТ СВЕРХТОКОВ , содержащее трансформаторы тока, предназначенные для включения в фазные шины выпрямителя, промежуточные трансформаторы тока, включенные во вторичные цепи трансформаторов тока, измерительные органы , каждьгй из которых содержит два фильтра второй гармоники, причем вход одного из фильтров второй гармоники подключен к вторичной обмотке соответствующего промежуточного трансформатора тока, а выход каждого из упомянутых фильтров через выпрямительньй мост, сглаживающий конденсатори резистор подключен к входу выходного органа, о тличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, во вторичную цепь каждого трансформатора тока последовательно с промежуточным трансформаторомтока включен трансреактор, к вторичной обмотке которого подключен другой фильтр второй гармоники соответсл ствующего измерительного органа,а резистор, к которому через выпрямительньп мост и сглаживающий конденсатор подключен другой фильтр второй гармоники, выполнен регулируемым.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5») Н 02 Н 7/12 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ ду) ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ (21) 3684780/24-07 (22) 02.01.84 (46) 07.07.85. Бюл. Ф 25 (72) Е.Т. Шаров (71) Севастопольский приборостроительный институт (53) 621.316.925.4 (088.8) (56) 1. Глух E.M. и Зеленов В,F., Защита полупроводниковых преобразователей. M. "Энергия", 1970, с. 117.

2. Авторское свидетельство СССР

У 750640, кл. Н 02 Н 7/10, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ . НЕУПРАВЛЯЕМОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ ОТ СВЕРХТОКОВ, содержащее трансформаторы тока, предназначенные для включения в фазные шины выпрямителя, промежуточные трансформаторы тока, включенные во вторичные цепи трансформаторов тока, измерительные органы, каждый из которых содержит два

„„SU„„1166216 А фильтра второй гармоники, причем вход одного из фильтров второй гармоники подключен к вторичной обмотке соответствующего промежуточного трансформатора тока, а выход каждого из упомянутых фильтров через выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор и резистор подключен к входу выходного органа, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, во вторичную цепь каждого трансформатора тока последовательно с промежуточ»»»»м трансформатором тока включен трансреактор, к вторичной обмотке которого подключен другой фильтр второй гармоники соответствующего измерительного органа,а резистор, к которому через выпрямительный мост и сглаживающий конденсатор подключен другой фильтр второй гармоники, выполнен регулируемым.

166216 2 5

25

35

45

1 1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в схемах защиты мощных неуправляемых выпрямителей, например для плавки гололеда на высоковольтных линиях, от сверхтоков.

Известно устройство для защиты неуправляемого выпрямителя от внутренних коротких замыканий, содержащее трансформаторы тока в фазных шинах выпрямителя, во вторичной цепи каждого из которых включены измерительный и выходной органы (1).

Недостатками этого устройства являются снижение чувствительности при насыщении трансформаторов тока и низкое быстродействие.

Наиболее близким техническим решением является устройство защиты преобразователя от внутренних коротких замыканий, содержащее трансформаторы тока, предназначенные для включения в водные шины преобразователя, промежуточные трансформаторы тока, включенные во вторичные цепи трансформаторов тока, измерительные органы, каждый из которых содержит два фильтра вторых гармоник, входы которых подключены к вторичной обмотке трансформатора тока, а выходы через выпрямительные мосты, сглаживающие конденсаторы и резисторы подключены к выходному органу защиты.

Устройство обладает высокой чувствительностью, так как при сильном насыщении трансформаторов тока уровень второй гармоники во вторичном токе трансформатора тока достаточен для фиксации повреждения С27.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, так как по принципу действия устройства осуществляется сравнение уровней вторых гармоник в полуволнах фазных токов выпрямителя и необходима установка перед выходным органом защиты элемента задержки сигнала до прихода следующей полуволны. Это необходимо и для отстройки от режима включения неуправляемого выпрямителя 50 в работу. Необходимая задержка составляет не менее полупериода.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства для защиты неуправляемого выпрямителя от сверхтоков.

Поставленная цель достигается тем, что, в устройстве для защиты неуправляемого выпрямителя от сверхтоков, содержащее трансформаторы тока, предназначенные для включения в фазные шины выпрямителя, промежуточные трансформаторы тока, включенные во вторичные цепи трансформаторов тока, измерительные органы, каждый из которых содержит два фильтра второй гармоники, причем вход одного из фильтров второй гармоники подключен к вторичной обмотке соответствующего промежуточного трансформатора тока, а выход каждого иэ упомянутых фильтров через выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор и резистор подключен к входу выходного органа,во в горичную цепь каждого трансформатора тока последовательно с промежуточным трансформатором тока включен трансреактор, к вторичной обмотке которого подключен другой фильтр, второй гармоники соответствующего измерительного органа, а резистор, к которому через выпрямительный мост и сглаживающий конденсатор подключен другой фильтр второй гармоники, выполнен регулируемым.

На фиг.1 представлена схема устройства для защиты неуправляющего выпрямителя от сверхтоков; на фиг.2 — кривые фазного тока неуправляемого выпрямителя в нормальном (а) режиме и при возникновении короткого замыкания (б).

Устройство содержит.промежуточный трансформатор 1 тока, трансреактор 2, подстроечные резисторы

3 и 4 фильтров второй гармоники, выполненных на дросселях 5 и 6 и конденсаторах 7 и 8; выпрямительные мосты 9 и 10, подключенные к выходам фильтров, сглаживающие .конденсаторы 11 и 12, нагрузочный резистор 13 фильтра промежуточного трансформатора 1 тока, регулирующий резистор 14 фильтра трансреактора, выходной орган 15 защиты.

Устройство работает следующим образом.

Для повышения быстродействия устройства применен новый принцип идентификации сверхтоков в схеме преобразователя: контролируется соотношение мгновенных значений вторых гармоник в фазном токе выпрямителя и в производной этого то3 11662 ка. В, нормальных (рабочих) режимах неуправляемого выпрямителя его фазные токи имеют трапецеидальную hopMy (фиг.2а). Гармонический ряд для такого тока 5

8 у .)с у (8-< )- Г„X. соя 1с — sttt з,„gg я 6 2 > где г — угол коммутации вентилей выпрямителя;

К вЂ” 1,3,5,7,11..., I< — выпрямленный ток.

Например, при у= 0,1, О=о)с— безразмерное время

1Ж)=1 (1,139зю6-0,196%„Я-0,126э q gory. ) (gj 1

Как следует из уравнений (1) и (2), в рабочих режимах выпрямителя фазные токи А, В, С, и производdig dig di ные этих токов,, прак- 20 тически не содержат вторую гармонику. Поэтому на выходах фильтров второй гармоники (конденсаторы 7 и 8 фиг.1) напряжение равно нулю. Выходной орган 15 защиты (использовано пофазное выполнение защиты) не срабатывает.

При возникновении сверхтоков в схеме выпрямителя (пробой плеча,, короткое замыкание, полюс — земля )

It

30 первые 2-3 периода фазные токи выпрямителя однополярны и содержат значительную апериодическую составляющую (фиг.26). Фильтр, включенный во вторичную цепь промежуточного трансформатора 1 тока (дроссель 5, конденсатор 7, фиг.1), выделяет вторую гармонику сверхтЬка с апериодической составляющей. Напряжение на выходе трансреактора 2, как 4О дифференцирующего элемента, практически не содержит.апериодическую составляющую, поэтому уровень второй гаРмоники на выходе фильтра (дроссель 6, конденсатор 8) ниже, 45 чем на выходе фильтра промежуточно16 4 г0 трансформатора 1 тока. Соотношение между амплитудами вторых гармоник на выходах фильтра трансформатора 1 тока I и трансреактора 2 (2!

1 >Т>

I можно получить приближенно

Ф считая полуволну сверхтока однополярным броском тока намагничивания силового трансформатора (фиг.26):

Л вЂ” длительность полуволны, рад гдг

Т> — — апе риодиче ский т чст коэффициент (для максимальных сверхтоков в первом периоде k+=2).

Например, при Л = 4y/3 из равенства (3) получим соотношение между уровнями вторых гармоник приблизительно 1,4-1,5.

С помощью регулировочного реэйстора 14 для повышения надежности устройства можно увеличить соотношение (3). Таким образом, при возникновении сверхтоков в схеме неуправляемого выпрямителя на входе выходного органа 15 защиты практически мгновенно появляется напряжение, равное разности вторых гармоник фильтров трансформатора 1 тока и трансреактора 2 и выходной орган

15 срабатывает.

Изобретение отличается от известных устройств защиты неуправляемых выпрямителей от сверхтоков высоким быстродействием. Это позволяет . уменьшить время протекания сверхтоков через вентили и повысить, тем самым, надежность основного технологического оборудования.

1166216

Заказ 4318/49

Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Составитель О. Мещерякова

Редактор И. Дербак Техред С.йовжий Корректор А. Обручар