Тиристорный преобразователь напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - исключение перенапряжения на отдельных тиристорах высоковольтных тиристорных вентилей при выключении. Высоковольтные тиристорные вентили 1-6 фазных ключей собраны из последовательно соединенных тиристоров, подобранных по току удержания. К зысоковольтным тиристорным вентилями 1-6 подключены линейные резисторы 7-9, схема включения которых соответствует схеме включения первичной обмотки трансформатора 10. Величина сопротивления линейных резисторов 7-9 определяется соотношением неповторяющегося импульсного напряжения тиристора и максимального тока удержания группы тиристоров, комплектующих соответствующий высоковольтный тиристорный вентиль. 2 ил., 1 табл. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (п)з Н 02 М 7/25

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с — — ) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4785514/07 (22) 12.01.90 (46) 23.01.92. БюлЛФ 3 (71) Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (72) В.А.Синявский (53) 62 382.2 (088.8) (56) Богрый В.С,Анализ мостовой cxe s прямления трехфазного тока с управляемыми кремниевыми вентилями на первичной стороне трансформатора, — Силовая полупроводниковая техника. Труды Мордовского НИЭТИ, 1964, с, 74 — 102, Приборы полупроводниковые силовые.

Методы измерений и исследований. ГОСТ

24461-80. — M. Иэд-во стандартов, 1981. (54) ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ.БЦ „„1707717 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — исключение перенапряжения на отдельных тиристорах высоковольтных тиристорных вентилей при выключении. Высоковольтные тиристорные вентили 1-6 фазных ключей собраны из последовательно соединенных тиристоров, подобранных по току удержания. ;ысоковольтным тиристорным вентилями 1-6 подключены линейные резисторы 7-9, схема включения которых соответствует схеме включения первичной обмотки трансформатора 10. Величина сопротивления линейных резисторов 7-9 определяется соотношением неповторяющегося импульсного напряжения тиристора и максимального тока удержания группы тиристоров, комплектующих соответствующий высоковольтный тириг-орный вентиль, 2 ил., 1 табл.

1707717

Изобретение относится к полупроводниковой преобразовательной технике и может быть использовано при создании высоковольтных тиристорных преобразователей напряжения (ВТПН).

Известен ВТПН, состоящий из высоковольтных тиристорных вентилей (ВТВ). соединенных попарно встречно-параллельно, образующих три фазных ключа двусторонней управляемой проводимости, которые подключены через трансформатор и неуправляемый выпрямитель к нагрузке.

Недостатком такого ВТПН при его работе на емкостную нагрузку при напряжении на конденсаторной батарее, близком к напряжению, на которое настроен ВТПН, является снижение токов ВТВ до величин, мг . ших токов удержания некоторых тириров BTB. Тогда при полном угле регули.,вания, равном 120 эл. град, к некоторым

ы ключившимся тиристорам прикладываетсч напряжение большее, чем предельнодопустимое, и эти тиристоры выходят из строя.

,елью изобретения является исключее i.åðåíànðÿæåíèé на отдельных тиристорах ВТВ, связанных с уменьшением тока

ВТВ до значений, Меньших максимальных токов удержания тиристоров ВТВ.

Поставленная цель достигается тем, что

ВТВ преобразователя собираются иэ тиристоров, предварительно подобранных по току удержания, в ВТПН включены резисторы, служащие дополнительной нагрузкой для ВТВ, Величина этих резисторов определяетсяя соотношением неповторяющегося импульсного напряжения LlpsM одного тиристора и максимального тока удержания

IHMQK(: тиристоров, комплектующих ВТВ:

R (1) При известном способе защита ВТВ осуществляется с помощью нелинейных резисторов, подключенных к обмоткам трансформаторов или параллельно ВТВ, Нелинейные резисторы используются для защиты ВТВ в целом. а для индивидуальной защиты тиристоров нелинейные резисторы не применяются в силу малой рассеиваемой нелинейными резисторами мощности. В предлагаемом ВТПН индивидуальная защита тиристоров ВТВ с максимальным током удержания осуществляется введением линейных резисторов, величина которых определяется соотношением неповторяющегося напряжения одного тиристора и максимального тока удержания из группы тиристоров, комплектующих ВТВ, 5

Ток холостого хода трансформатора определяется параметрами намагничивания сердечника. Такая нагрузка для ВТВ является нелинейной и носит индуктивный характер, т.е, напряжение на BTB и ток через него не совпадают по фазе. Кроме этого, при работе тиристорного регулятора через трансформатор, неуправляемый выпрямитель на емкостную нагрузку ток через BTB определяется напряжением на емкостном накопителе и при напряжении на нем, близком к номинальному, ток через ВТВ проходит незначительную часть периода, а напряжение к ВТВ прикладывается весь период, т,е. при работе тиристорного регулятора через трансформатор, неуправляемый выпрямитель на емкостную нагрузку ситуация с перенапряжениями, связанными с уменьшением тока через ВТВ ниже максимального тока удержания тиристоров ВТВ, усугубляется, В предлагаемом тиристорном регуляторе включение линейных резисторов позволяет независимо от нагрузки пропускать через ВТВ ток, больший максимального тока удержания тиристоров BTB до напряжения íà ВТВ, равного неповторяющемуся напряжению одного тиристора, тем самым исключив перенапряжения на отдельныхтиристорах ВТВ регулятора, связанные с уменьшением тока через ВТВ, Таким образом, у предлагаемого тиристорного преобразователя появляются новые свойства: BTB собраны иэ тиристоров, подобранных по токам удержания; включены дополнительные резисторы, обеспечивающие ток через BTB !втв > IHM8Kc при

0втв UDsM; на тиристорах BTB при их работе на емкостную нагрузку не возникает перенапряжений; повышается надежность работы ВТПН.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого тиристорного преобразования напряжения; на фиг.2 — кривая напряжения на вентиле Мвту (а) и кривые тока через ВТВ (б) без резистора(сплошная линия) и с резисторами (пунктирная линия), Преобразователь собран на высоковольтных тиристорных вентилях 1-6, к которым по схеме треугольника подключены резисторы 7-9. Тиристорный преобразователь через трансформатор 10, неупраеляемый выпрямитель на диодах 11-16 подключен к емкостной нагрузке 17.

Преобразователь работает следующим образом.

При отсутствии дополнительных резисторов (прототип) при уменьшении тока через BTB до 1втв < IH тиристор с I„„, 1707717 выключается в момент времени tt (фиг.2б).

К выключившемуся тиристору прикладывается напряжение Ui, превышающее Upsy одного тиристора (фиг,2а). 8 предлагаемом способе (при включенных дополнительных 5 резисторах) ток через ВТВ возрастает до безопасной величины

UDSM

IBTB — + нмакс, R (пунктирная кривая, фиг. 26) и при выключе- 10 нии тиристора с l«>«в момент времени 12 к нему прикладывается напряжение, равное или меньшее UpsM, Таким образом, на тиристорах ВТВ исключено появление перенапряжений. 15

Все изложенное относится к любому иэ

ВТВ (1-6, фиг.1). Сами тиристоры ВТВ подбирают по току удержания в группы, комПлектующие ВТВ, что позволяет более точно подбирать дополнительные резисторы с 20 целью уменьшения рассеиваемой в них мощности.

Примером конкретного выполнения может служить ВТПК на среднюю мощность

15 МВт на напряжение 10 кВ. Каждый ВТВ 25 тагого преобразователя содержит 16 тиристоров типа T-630 20-го класса, соединенных последовательно, Токи удержания этих тиристоров измерялись по известной методикее. 30

В таблице приведены значения токов удержания для всех тиристоров ВТПН, сгруппированных по этому параметру в

ВТВ.

Исходя иэ измеренных значений токов 35 удержания и учитывая то, что для тиристоров Т-630 UosM = 2000 В, можно найти величину резисторов.

Для BTB 4. 3, 6, 1 нагрузкой служит резистор 7 и при 1юддк = 39 MA n0 Bblp3)Ke 40 нию (1) составляет 50 кОМ. Для ВТВ 1, 2, 4, 5 нагрузкой служит резистор 8 и при!нмакс=

- 150 МА равен 13 кОМ. Для ВТВ 2. 3, 5, 6 нагрузкой служит pe3HcTQp 9 и flpH 1нмакс

-150 МА равен 13 кОМ. 45

Мощность потерь в дополнительных резисторах 17,5 кВт, что уменьшает собственный КПД ВТПН с 0,997 до 0,996. т.е незначительно.

Исследования работы такого преобразователя показали, что при снижении тока через ВТВ на тиристорах не появляются перенапряжения, связанные с выключением ти рис торов.

Тем самым достигается поставленная цель: создание ВТПН, работающего на емкостную нагрузку беэ перенапряжений нв тиристорах регулятора. связанных с уменьшением токов ВТВ до значений, меньших максимальных токов удержания тиристоров

ВТВ.

Формула изобретения

Тиристорный преобразователь напряжения, содержащий соединенные попарно встречно-параллельно высоковольтные тиристорные вентили иэ последовательно соединенных тиристоров, образующие три фазных ключа, первые выводы которых соединены с выводами для подключения сооТветствующих фаэ питающей сети, а вторые выводы подключены к первичной обмотке трансформатора, которая включена по схеме треугольника, а вторичная обмотка через неуправляемый выпрямитель соединена с выводами для подключения емкостной нагрузки, отличающийся тем, что, с целью исключения перенапряжений на отдельных тиристорах высоковольтных тиристорных вентилей при выключении. введены три линейных резистора, которые подключены к фазным ключам по схеме треугольника, причем величина их сопротивления определяется соотношением неповторяющегося импульсного напряжения и максимального тока удержания из группы тиристоров, комплектующих высоковольтные тиристорные вентили соответствующих фазных ключей, при этом составляющие их тиристоры подобраны по току удержания.

1707717

Продолжение таблицы

О

МФС

42Л/Д е2

Составитель В, Синявский

Редактор И. Шмакова Техред М,Моргентал Корректор М. Демчик

Заказ 273 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москве, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101