Устройство для управления последовательно соединенными управляемыми вентилями

 

п т;-. с -;

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

1 л. 211-, 12. 03

Заявлено 12.!.1968 (№ 1209767(24-7) с присоединением заявки ¹ 1226074/24-7

Приоритет

Опубликовано 04.Х!.1969. Бюллетень М 34

Дата опубликования описания 8.1\ .1970.ЧП1 Н 02m

УДК 621.314.58 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете министров

СССР,Авторы изобретения

В. М. Тучкевич, А. И. Уваров, H. С. Яковчук, Л. Л. Балыбердин, В. Я. Меньшиков, А. В. Миронов, Л. P. Нейман и Н. А. Шипулина

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе, Научно-исследовательский институт постоянного тока и ордена Ленина Ленинградский политехнический институт

Заявители

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО

СОЕДИНЕННЫМИ УПРАВЛЯЕМЫМИ ВЕНТИЛЯМИ

Известны устройства для управления последовательно сосдиненными управляемыми вентилями, содержащие в цепи управлеш.я трансформаторы тока с общей первичной обмоткой в виде петли кабеля с нисходящей и восходящей ветвями и генератор импульсов с симметричным выходом. Но на работу этих устройств влияют емкостные токи, которые возникают при резких изменениях напряжения

B паразитных емкостях элементов цепи управления (например, емкость между первичной и вторичной обмоткой трансформатора). Это в свою очередь приводит к ложному .включеш1ю вентилей, что опасно для преобразователей, работающих при напряжениях порядка десятков и сотен киловольт.

Особенность описываемого устройства состоит в том, что цепь управления каждого вентиля снабхкена вторым трансформатором тока.

Сердечники трансформаторов расположены симметрично относительно вершины петли кабеля, которая соединена со средней точкой указанного генератора. Такая схема включения позволяет устранить влияние емкостных токов и исключить ложные включения вентилей при резких изменениях напряжения.

Вторичная обмотка трансформатора включена параллельно или последовательно со вторичной обмоткой первого трансформатора и согласно по отношсшно к управляющему импульсу.

Для повышения симметрии управляюгцих и отп с льcов каждая пар и .казанных тр а1тсформаторов тока имеет общую вторичную обмот»у. Эти обмотки могут быть включены в цепь управляющего перехода вентиля через двухполупериодный выпрямитель. что позволяет расширить длительттость управляющих им10 пульсов.

На фиг. 1 показана принципиальная схема блока; на фиг. 2 — вариант схемы с параллельным сосдпнением вторичных обмоток трансформаторов тока; на фиг. 3 — варианг

15 схемы для получения широких управляющих ихтпульсов; на фпг. 4 — упрощенный вариант схемы с общей для обеих сердечников вторичной обмоткой.

Рассмотрим работу схемы. Первичная об20 мотка 1, общая для всех трансформаторов 2, 8, 4 тока, выполнена в виде высоковольтного одножильного кабеля. Обмотка 1 подключена симметрично относительно потенциала, на котором установлен генератор управляющих им25 пульсов 5. Вторичные обмотки 6 трансформаторов 2, 8, 4 тока намотаны на тороидальные магнитные сердечники 7, в окнах которых пропущена первичная обмотка 1. Вторичные обмотки 6 каждой пары трансформаторов, предназначенных для управления соответствующими тиристорами 8 —:10, соединяются последовательно (см. фиг. 1) или параллельно (см. фиг. 2). Но в обоих случаях выполняется согласованное соединение обмотки для управляющего сигнала I,, (это условно показано на схеме обозначением, начала обмотки в виде точки). Если вентильный блок не связан непосредственно с землей, то в контур емкостных токов входят паразитные емкости 11 или

12 (см, фиг. 1).

Для нормального распределения электрического потенциала на изоляции кабеля по его длине сердечники и экраны трансформаторов соединены с элементами тиристорного блока, обеспечивающими деление напряжения RCцепочками и шунтирующими резисторами

18 — 15. Жила высоковольтного кабеля образует паразитные емкости 1б и 1б|, 17 и 17|, 18 и 18| относительно вторичных обмоток трансформаторов и их сердечников. Поскольку все трансформаторы, используемые в системе управления, конструктивно одинаковы, то паразитные емкости у. всех трансформаторов равны. Эти емкости на схемах изображены пунктиром. Процесс управления тиристорами заключается в том, что сигнал синхронизации запускает генератор 5, который:вырабатывает импульс управления 1 в первичную обмотку трансформаторов — кабель. Каждый тиристор включается сигналом, снимаемым со вторичных обмоток, пары трансформаторов, установленных у данного тиристора. Емкостные токи I, и 1;, которые возникают за счет большой скорости изменения анодного напряжения на паразитпых емкостях, протекают по направлению к вершине петли в каждой ветви кабеля. Эти токи практически равны по величине и противоположны по направлению в ветвях первичной обмотки. Поэтому э. д. с. вторичных обмоток, наведенные емкостными токами в каждой паре трансформаторов, вычитаются и на тиристоры не воздействуют.

Если вентильным блоком требуется управлять при помощи широких:импульсов управления, состоящих из пакетов коротких импульсов или имеющих высокочастотное заполнение, используется схема, показанная на фиг.3.

Здесь представлены только два трансформатора из общей серии п-пар, включенных в систему управления. Вторичные обмотки обоих трансформаторов имеют средние выводы — 19 и 20, которые соединяются между собой. Диоды 21 и 22 служат для двухполупериодного выпрямления управляющего сигнала, который может быть или в виде широких .импульсов с высокочастотным заполнением, или в виде серии коротких знакопеременных импульсов.

После выпрямления управляющий сигнал одной полярности подается на тиристор.

Повышению степени симметричности системы управления способствует равенство ветвей первичной обмотки и идентичность трансформаторов управления по электрическим:| коч5

65 структнвпым параметрам. С этой целью coI3мещают сердечники двух трансформаторов в один (см. фиг. 4). Сердечник выполнен в виде

«восьмерки».

Вторичная обмотка 28 в этой конструкции наматывается в средней части «восьмерки», а жила кабеля пропускается сквозь окна сердечника. В трансформаторе с совмещенными сердечниками или с общим сердечником в виде

«восьмерки», благодаря симметричному подключению первичных обмоток и генератору управляющих импульсов, наведенные от тока управления I,, магнитные потоки складываются, а магнитные потоки от емкостпых токов I, вычита|отся. В этой конструкции резко повышается степень симметричности системы учравления и, следовательно, увеличивается возможность работы на более высоких напряжениях.

Объединение двух трансформаторов в один позволяет уменьшить габариты, повысить прочнссть и надежность конструкции.

Для уменьшения отношения числа трансформаторов управления к числу тиристоров, управляемых этими трансформаторами, трансформаторы тока могут быть выполнены с несколькими вторичными обмотками. Такая схема включения применяется, если на каждом из тиристоров блока действует анодное напряжение, меньшее по величине допустимого пробивного напряжения между смежными вторичными обмотками, намотанными на одном трансформаторе. В этом случае можно использовать один трансформатор с сердечником в виде «восьмерки» и несколькими вторичными обмотками.

Предмет изобретения

1. Устройство дчя управления последовательно соединенными управляемыми вентилями, содержащее трансформаторы тока, например с общей первичной обмоткой в виде петли кабеля с восходящей и нисходящей ветвями, и генератор импульсов с симметричным выходом, отличающееся тем, что, с целью устранения влияния емкостных токов и исключения ложных включений вентилей при резких изменениях напряжения, цепь управления каждого вентиля снабжена вторым трансформатором тока, причем сердечники первого и второго трансформаторов расположены симметрично относительно вершины петли кабеля, которая соединена со средней точкой указанного гснер атор а.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вторичные обмотки симметрично расположенных трансформаторов соединены между собой последовательно и согласно по отношению к управляющему импульсу, 3, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вторичные обмотки симметрично расположенных трансформаторов сосдинены между собой параллельно.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, 256049 сР Ю /

Фиг. 3 Риг. 4 что, с целью повышения симметрии управляющих импульсов и упрощения, каждая пара указанных трансформаторов тока имеет общую вторичную обмотку.

5. Устройство по п. 1 — 4, отличающееся тем, что, с целью расширения длительности управляющих импульсов, втори гные обмотки указанных трансформаторов тока включены в цепь управляющего перехода вентиля через

5 двухполуперподный выпрямитель.