Устройство контроля величины и формы выпрямленного напряжения и напряжений на плечах высоковольтного преобразовательного моста

 

Ь

О П И-C A-НИ.Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«» 746298

Союз Советсиик

Социалистичесимк

Республик (63) Дополнительное к авт. свид-ву и 274214 (22) Заявлено 20,02.78 (2! ) 2582911/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень Рм 25 (51) М. Кл .

G 01 Я 15/02//

Н 02 М 13/16

Гееударстевииый комитет

СССР (58) УДК 621317. .7 (088,8) ло делам изебретеиий и еткрытий

Дата опубликования описания 07.07.80 (72) Авторы изобретекия

В. Б. Петроканская и И. И. Виленкина (7I) Заявитель

Научно-исследовательский институт постоянного тока (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЕЛИЧИНЫ

И ФОРМЫ ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

И НАПРЯГ НИЙ НА ПЛЕЧАХ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО МОСТА

Изобретение относится к импульсной тех-" нике и может быть использовано для измерения напряжений высоковольтных преобразовательных мостов, работающих в схемах многомостовых преобразовательных подстанций электропередач постоянного тока высокого напряжения, и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт. св.

)1е 274214.

По основному авт. св. N 274214 известно ® устройство контроля величины и формы выпрямленного напряжения и напряжений на плечах высоковольтного преобразовательного моста, s котором напряжения между полюсами и на отдельных плечах высоковольтного пре; образовательного моста воспроизводятся в заданном масштабе с помощью низковольтного управляемого выпрямителя, выполненного на тиристорах, вход переменного тока которого подключен через трехфазный трансформатор напряжения и фазные реакторы к высоковольтной сети переменного тока, а вход управления подключен к фазным трансформаторам тока.

В блоке управления этого устройства токи, протекающие в фазах высоковольтного моста и получаемые от трансформаторов тока, преобразуются в шесть импульсов тока положительной полярности,.управляющих работой тиристоров низковольтного выпрямителя.

Указанйое преобразование выполняется с помощью блока управления, содержащего шесть диодов и шесть низковольтных трансформаторов тока, первичные обмотки которых соединены по две обмотки последовательно и включены в цепи высоковольтных трансформаторов тока, а вторичные нагружены на управляющие электроды тиристоров и включенные им навстречу диоды.

Однако такое выполнение блока управления обеспечивает надежную работу устройства при углах включения вентилей высоковольтного моста, не превышающих 45-50 эл, т. е. в о выпрямительйом режиме работы моста. Причиной такого ограничения являются намагничивающие токи трансформаторов тока, которые, попадая в цепи управляющих электродов тиристоров в момент положительного напряже746298

3 ния на их анодах, что чаще всего имеет место при углах включения вентилей высоковольтного моста, превышающих 45-50 эл, способы вызывать несвоевременные включения тиристоров низковольтного выпрямителя и обусловли5 вать тем самым отказы в работе устройства.

Цель изобретения - повышение надежности устройства путем ликвидации токов, способных вызывать несвоевременные включения тиристоров низковольтного выпрямителя, и получения воэможности йспользования устройства как в выпрямительном, так и в инверторном режимах работы высоковольтного моста.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве контроля величины и формы выпрямленного напряжения и напряжений на плечах высоко. воль|ного преобразовательного моста по основному авт. св., содержащем высоковольтный преобразовательный блок, состоящий из силового трансформатора и преобразовательного моста, низковольтный управляемый выпрямитель, блок питания, состоящий из трех реакторов, " трех высоковольтных трансформаторов тока и трех низковольтных трансформаторов тока, и блок управления, выполнейный йа ййзковольт-25 ных трансформаторах тока, укаэанные трансформаторы тока снабжены вспомогательными обмотками, эашунтированными диодами, включенными согласно с диодами, в свою очередь шунтирующими вторичные обмотки этих трансформаторов, Наличие вспомогательных обмоток и шунтирующих диодов создает такой режим работы низковольтных трансформаторов тока; при

II котором намагничивающие токи трансформато35 ров, способные вызывать несвоевременнъ е включения тиристорбв, в цепях их управляющих электродов не протекают.

На фиг. 1 изображена принципиальная элек-" трическая схема устройства и показано его

40 включение в цепи высоковольтного преобразовательного моста, на фиг. 2 - токи, протекающие через вентили высоковольтйого преобразовательного моста и через управляющие электроды тиристоров низковольтного выпря45 мителя.

Устройство контроля величины и формы выпрямленного напряжения и напряжений на плечах высоковольтного преобразовательного блока, состоящего из силовых трансформаторов 1 и преобразовательного моста 2, содер жит низковольтный управляемый выпрямитель

3, блок 4 питания, блок 5 управления и трансформаторы б напряжения. При этом блок 4 питания моделирует схему замещения высоковольтных силовых трансформаторов 1, которая состоит из реакторов 7 - 9, высоковольтных трансформаторов 10 тока и низковольтных трансформаторов 11 - 13 тока.

Индуктивность реакторов 7 - 9 в заданном масштабе соответствуют индуктивностям рассеяния силовых трансформаторов l.

Блок 5 управления состоит из низковольтных трансформаторов 14 - 19 и диодов 20-31.

Трансформаторы 14 - 19 имеют по три обмотки: первичные 14-1, 15-1 ... 19-1, вторичные 14-2, 15-2 ... 19-2 и вспомогательные 14-3; !

5-3 ... 19-3.

Первичные обмотки 14-1 ... 19-1 соединяются по две обмотки последовательно и включаются пофазно в цепи высоковольтных трансформаторов 10 тока. Вторичные обмотки 14-2, 15-2...

19-2 соединяются с управляющими электродами тиристоров 32-37 низковольтного выпрямителя

3 и шунтируются диодами 20-25, включенными встречно по отношению к управляющим электродам. При этом диоды и управляющие электроды, включенные в цепи вторичных обмоток двух трансформаторов, первичные обмотки которых соединены между собой последовательно, включаются по отношению друг к другу встреЧно.

Вспомогательные обмотки 14-3 ... 19-3 шунтируются диодами 26-31, которые включены согласно с диодами 20-25, шунтирующими вторичные обмотки своих трансформаторов.

В предлагаемом устройстве осуществляется воспроизведение в заданном масштабе напряжений между полюсами и на отдельных плечах преобразовательного моста 2, а также на-! пряжений, приложенных к преобразовательному мосту 2 со стороны переменного тока.

С этой целью на входы 38-40 блока 4 питания через трансформаторы 6 напряжения подается напряжение высоковольтной сети, от которой питаются силовые трансформаторы 1, а через реакторы 7 - 9 с помощью трансформаторов 10 - 13 тока пропускаются токи, протекающие bio обмоткам трансформаторов 1.

Напряжения, поданные на входы 38 - 40 блока 4 питания, суммируются с падениями напряжения на реакторах 7 - 9, в результате чего напряжения на выходах 41 - 43 блока 4 питания воспроизводят по мгновенным значениям, в заданном масштабе, напряжения, приложенные к высоковольтному мосту 2 со стороны переменного тока (точки 44"-"- 46), Напряжения с выходов блока 4 питания подаются на вход низковольтного выпрямителя 3.

С помощью блока 5 управления осуществляется преобразование трех линейных токов (фиг. 2) силовых трансформаторов 1 в шесть иьйульсов тока положительной полярности Эу а и игуану управляющих соответственно работой тирйсторов катодной и анодной групп Низковольтного выпрямителя 3.

746298

Таким образом, использование в низковольтных трансформаторах тока блока 5 управления вспомогательных обмоток, замкнутых на диоды, обеспечивает своевременное включение тиристорав низковольтного выпрямителя 3 при любых углах включения вентилей высоковольтного моста 2 и позволяет применять устройство не только в выпрямительном, но и в инверторном режимах работы высоковольтного моста 2. При этом в инверторном режиме высоковольтного моста тиристоры низковольтного выпрямителя 3 работают на обратных анодных токах с использованием транзисторного эффекта. с, 5

С згой целью в блоке 5 управления одна из полуволн линейных токов 3А, 3в, 3g проходит через диоды, а вторая - через управляющие электроды тиристоров.

Так как полуволны линейных токов ЗА, Зв, 3g являются токами, протекающими через вентили 47-52 высоковольтного моста 2, моменты включения и отключения тиристоров 3237 низковольтного выпрямителя 3 должны совпадать с моментами включения и отключения 10 соответствующих вентилей высоковольтного моста 2.

Поскольку напряжения, поданные на входы

41 - 43 низковольтного выпрямителя 3 воспроизводят в заданном масштабе напряжения, приложенные к высоковольтному мосту 2 со стороны переменного тока (точки 44 - 46), через тиристоры 32-37, проводящие токи в той же последовательности, что и вентили

47-52, к полюсам 53 и 54 и отдельным тиристорам низковольтного выпрямителя 3 будут прикладываться напряжения, соответствующие, с учетом выбранного масштаба, напряжениям полюсов 55, 56 и отдельных плеч высоковольтного моста 2. 25

При этом вольтметр 57, ваттметр 58 и счетчик 59 электрической энергии, подключенные к полюсам 53, 54 низковольтного выпря,мителя 3, будут измерять напряжение между полюсами 55 и 56 высоковольтного моста 2, а электронный осциллограф (ЭО) 60 - регистрировать форму кривых напряжений между полюсами и на отдельных плечах этого моста.

В цепях управляющих электродов тиристоров 32-37, кроме токов Э „и 3„„, сформированных из токов вентилей высоковольтного моста 2, после погасания второго вентиля данной фазы может протекать намагничивающий ток, обусловленный изменением магнитного потока в сердечнике трансформатора, возникающим после исчезновения тока в его первичной цепи. Кроме того, в цепях управляющих электродов тиристоров может протекать намагничивающий ток, трансформированный из цепей высоковольтных трансформаторов 10 тока 4 (например, в цепи управляющего электрода тиристора 32 возможно протекание намагничивающего тока в момент времени т, соответствующий отключению вентиля 48 (фиг. 2), в результате чего тиристор 32 может включиться не в момент t> (t,), соответствующий включению вентиля 47, а примерно на 45-50 эл. раньше - в момент p).

В предлагаемом устройстве для ликвидации токов, способных вызывать несвоевременные включения тиристоров низковольтного выпрямителя 3, в трансформаторах тока 14-19 предусмотрены вспомогательные обмотки 14-3 - 19-3, замкнутые на диоды 26-31.

В связи с наличием вспомогательных обмоток, замкнутых на диоды, в трансформаторах

14-19 во время нерабочей части периода вторичный ток протекает через две обмоткивторичную и вспомогательную, а во время ðàбочей части периода - только через вторичную .

В результате этого в трансформаторах 14 - 19 создается асимметричный режим нагрузки, при котором сопротивления вторичной цепи трансформаторов в рабочем и нерабочем полупериодах отличаются друг от друга.

Под влиянием асимметрии нагрузок намагничивание сердечников трансформаторов 14-19 происходит по асимметричному циклу, вследствие чего намагничивающие токи, возникающие в моменты отсутствия тока в первичной цепи, не меняют своего направления и протекают через диоды 20-31, не попадая в цепи управляющих электродов тиристоров 32-37.

Например, в трансформаторе 14 в течение времени t4-tz намагничивающий ток имеет то же направление, что и в течение времени

t,-t3 и протекает через диоды 20 и 26, минуя цепь управляющего электрода тиристора 32.

Если же намагничивающий ток положительной полярности трансформируется из цепей высоковольтных трансформаторов 10 тока, он оказывается направленным навстречу намагничивающему току соответствующего низковольтного трансформатора тока, и при сложении эти токи компенсируют друг друга.

На фиг. 3 приведены осциллограммы, демонстрирующие работу схемы управления в предлагаемом устройстве. На осциллограмме 1 снято напряжение на управляющем электроде одного из тиристоров низковольтного выпрямителя 3 при разомкнутой вспомогательной обмотке соответствующего низковольтного трансформатора тока, а на осциллограмме 2 - то же напряжение при замкнутой на диод вспомогательной обмотке. На осциллограммах 1 и 2 видно, что замыкание вспомогательной обмотки на диод привело к полному исчезновению несвоевременного импульса, при том амплитуда рабочего импульса почти не изменилась.

Формула изобретения

Устройство контроля величины и формы вь прямленного напряжения и напряжений на плечах высоковольтного преобразовательного моста по авт. св. и 274214, о т л и ч а ющ е е. с я тем, что,с целью повышения надежности устройства путем ликвидации токов, способных вызывать несвоевременные включе тиристоров низковольтного выпрямителя, и по746298 . 8 лучения воэможности использования устройства как в выпрямительном, так и в инверторном режимах высоковольтного моста, низковольтные трансформаторы тока в блоке управ5 ления снабжены вспомогательными обмоткаМи, зашунтированными диодами, включенны- i мн согласно с диодами, в свою очередь шунния тирующими вторичные обмотки этих трансформаторов.

ЮВВЙМФМэйВФФИЖ*Ы «»» . »;.«» —.:« ФЙ Ф» »« .» .,-:= .».:.%»:».»»» -„, =....:;: »« «

746298

UHHHIIH Заказ 3931/31

Тираж 1019 Подписное

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

tg 83

1ч В Ю

О8 (Я

Iy пч <.