Устройство для защиты полупроводникового преобразователя

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности устройства для защиты полупроводникового преобразователя от внутренних коротких замыканий при пробое вентилей, путем улучшения селективности срабатывания плавких предохранителей. При прохождении тока короткого замыкания через предохранители 1, включенные в цепь пробитого вентиля 2, токи каждого из них на этапе плавления плавких вставок различны. К определенному моменту времени динамическое сопротивление предохранителя 1 в ветви с меньшим сопротивлением становится значительно больше динамического сопротивления предохранителя 1 в параллельной ветви. При выполнении сопротивлений ветвей, содержащих плавкие предохранители и включенных параллельно,различными в диапазоне отношений 1,3-2 улучшается селективность защиты в связи в тем, что из-за неодновременного сгорания предохранителей 1 интеграл плавления определяется всеми параллельно включенными предохранителями 1, а интеграл горения дугиодним предохранителем. 1. 2.ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РБСГ1УБЛИН 1 4 Н 02 Н 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 3994836/24-07 (22) 25. 12. 85 (46) 23.07.89. Бюл. У 27

< (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технопогический институт силовых полупроводниковых устройств (72) C,А. Саньков, В.Г. Машьянов и Г.Б. Фридман (53) 621.316.923(088.8) (56) Глух Е.И., Зеленов В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей.—

N.: Энергия, 1970, с. 61-70.

Н.R.С. Еиsе 1.inke for tyristor

type protektion GSN.-English Electric

Publication Fg/248A, 1972, р ° 6. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности устройства для защиты полупроводникового преобразователя от внутренних коротких замыканий при пробое вентилей путем улуч„„SU„„1495897 А 1

2 шения селективности срабатывания плавких предохранителей. При прохождении тока короткого замыкания через предохранители 1, включенные в цепь пробитого вентиля 2, токи каждого из них на этапе плавления плавких вставок различны. К опредеЛенному моменту времени динамическое сопротивление предохранителя 1 в ветви с меньшим сопротивлением становится значительно больше динамического сопротивления предохранителя 1 в параллельной ветви. При выполнении сопротивлений ветвей, содержащих плавкие предохранители и включенных параллельно, различными в диапазоне отношений 1,3-2 улучшается селективность защиты в связи с тем, что изза неодновременного сгорания предохранителей 1 интеграл плавления определяется всеми параллельно включенными предохранителями 1, а интеграл горения дуги — одним предохранителем

1. 2 ил.

149589

45 где i dt а

4па

f i « о

С вЂ” Джоулев интеграл горения дуги, Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты силовых преобразовательных установок, используемых в электротермии, электролизе, электропривоце и других областях.

Цель изобретения — повьппение надежности устройства для защиты полупроводникового преобразователя от 10 внутренних замыканий при пробое вентилей путем улучшения селективности срабатывания плавких предохранителей.

На фиг. 1 изображена схема устрой ства для защиты полупроводникового 15 преобразователя1 на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для защиты (фиг. 1) содержит по две параллельно соединен- 20 ные между собой ветви с предохранителями 1, которые включены в цепь ! каждого из вентилей 2 защищаемого

Преобразователя.

Предохранители I одинаковы и сое динены между собой и защищаемым преобразователем с помощью токоподводя цих шин 3.

Сопротивления токопроводящих шин

3 выполнены различными для соединен- 30 алых между собой параллельно предохранителей 1, причем отношение K максимального сопротивления ветви к мини: Мальному удовлетворяет условию .1,3 w К ма2.

Раббота устройства основана на том, то коэффициент селективности К тредохранителей определиется следующим выражением: — Джоулев интеграл плавления, 50 — соответственно время горения и плавления вставки.

При этом чем меньше коэффициент селективности, тем лучше селективность защиты в случае пробоя вентиля.

Рассмотрим процесс отключения тока короткого замыкания (к.з.) устрой7 4 ством при пробое одного из вентилей

2 (фиг. 2) .

При прохождении тока к.з. через предохранители 1, включенные в цепь пробитого вентиля 2, токи каждого их них на этапе плавления плавких вставок различны, и в данном случае

> ар < > ар1 где " 1р1 Т<< предо хранителя в цепи, где сопротивление токоподводящих шин меньше, пр ток предохранителя в цепи, где сопротивление токоподводящнх шин большее : )

При этом динамическое сопротивление плавких вставок изменяется в соответствии с выражением о

R (2)

J а

1-K -1а-----Г i*de о где R — динамическое сопротивление плавкой вставки,"

R — сопротивление плавкой вставо ки в исходном состоянии.

К моменту времени t динамическое сопротивление предохранителя в ветви с меньшим сопротивлением становится значительно больше динамического сопротивления предохранителя в параллельной ветви. Если учесть, что к этому времени использовано 90-95% интеграла плавления, то оно становится определяющим, поэтому на участке

",-й ток пp резко падает, а ток резко возрастает. Если ток ар ЯP) спадает до нуля, то дуга в этом предохранителе, как правило, не возникает, так как температура плавких элементов недостаточна для ее возникновения. На участке -t ток к.з. отключается одним предохранителем.

Таким образом, интеграл плавления определяется двумя предохранителями, а интеграл дуги определяется одним предохранителем, что приводит к уменьшению коэффициента селективности пары предохранителей.

Если же ток i „. не спадает до О, И"1 и в первом предохранителе также возникает дуга, как показывают экспери- . ментальные и расчетные данные, интервал горения дуги пары предохранителей остается меньше, чем в случае равномерного распределения тока.

t й1 й2

Составитель В.Широков

Техред М,Ходанич

Редактор Е.Папп

Корректор М.Васильева

Заказ 4278/51 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10

5 1495897 6

При равномерном распределении то- для включения последовательно с кажка между предохранителями процесс дым из вентилей защищаемого пребботключения тока к.з. протекает по разователя цепи, каждая из которых пунктирной кривой (фиг. 2), при этом выполнена в виде N параллельно сое5 значительно увеличивается интеграл диненных между собой ветвей, состоягорения дуги. щих из токопроводящих шин и соединенЭффект улучшения селективности ных последовательно с ними по одному достигается, если сопротивления в каждой из ветвей одинаковых лавветвей с предохранителями отличаются 10 ких предохранителей, о т л и ч а юдруг от друга не менее, чем в 1,3 и щ е е с я тем, что, с целью повыне более, чем в 2 раза. шения надежности путем улучшения селективности срабатывания плавких

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я предохранителей, в каждой из цепей

15 сопротивления токоподводящих шин устройство для защиты полупровод- различных ветвей выполнены различныникового преобразователя от внутрен- ми, причем отношение К максимального них коротких замыканий при пробое сопротивления ветви к минимальному вентилей, содержащее предназначенные удовлетворяют условию 1,3 К « 2.