УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ШЕСТИФАЗНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА Российский патент 1995 года по МПК B60M3/02 

Изобретение относится к электрическим железным дорогам и предназначено для тяговых подстанций.

Известно устройство для защиты от перенапряжений шестифазного преобразовательного агрегата, выполненного на трансформаторе с вентильными обмотками и преобразовательной секции, содержащее да блока ограничения напряжения, каждый из которых включает в себя один и другой разрядники, соединенные с соответствующими гасящими резисторами, и диодную сборку, включенную между упомянутыми разрядниками, и подключен выводами, образованными выводами гасящих резисторов, к общей точке преобразовательного агрегата со стороны вентильных обмоток трансформатора, а выводами, образованными выводами общих точек диодной сборки, к выводам вентильных обмоток трансформатора с фазовым сдвигом напряжения на 60 градусов.

Недостаток известного устройства в том, что оно имеет большое количество диодов и недостаточную надежность. Последнее вызвано тем, что пауза между импульсами напряжения, которое прикладывается к разрядникам, имеет небольшую длительность (60 электрических градусов), недостаточную для восстановления электрической прочности искрового промежутка разрядника после его срабатывания.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является упрощение конструкции и повышение надежности путем увеличения до 120-180 электрических градусов длительности импульсов напряжения разрядников.

Для достижения технического результата в устройстве для защиты от перенапряжений шестифазного преобразовательного агрегата, выполненного на трансформаторе с вентильными обмотками и преобразовательной секции, содержащем два блока ограничения напряжения, каждый из которых включает в себя один и другой разрядники, соединенные с соответствующими гасящими резисторами, и диодную сборку, включенную между упомянутыми разрядниками, и подключен выводами, образованными выводами гасящих резисторов, к общей точке преобразовательного агрегата со стороны вентильных обмоток трансформатора, а выводами, образованными выводами общих точек диодной сборки, к выводам вентильных обмоток трансформатора с фазовым сдвигом напряжения 60 градусов, диодная сборка одного блока ограничения напряжения выполнена в виде однофазного моста, а диодная сборка другого блока ограничения напряжения в виде двух диодов, соединенных последовательно.

На фиг. 1 показан защищаемый преобразователь, который выполнен по схеме "две обратные звезды с уравнительным реактором" и имеет преобразовательный трансформатор 1 с сетевыми 2 и вентильными 3 обмотками, уравнительный реактор 4, преобразовательную секцию 5 и выводы 6 для подключения нагрузки (не показана). Преобразователь питается трехфазным переменным напряжением от сети (не показана), которая подключена к выводам обмоток 2. Напряжения на выводах обмоток 3 имеют фазовый сдвиг 60 электрических градусов и образуют шестифазную систему напряжений, которые питают секцию 5.

Устройство защиты выполнено из двух блоков ограничения напряжения. Один блок ограничения включает в себя однофазный диодный мост 7, два разрядника 9.1 и 9.2 и два гасящих резистора 10.1 и 10.2. Другой блок ограничения содержит диоды 8.1 и 8.2, которые включены встречно, разрядниками 9.3 и 9.4 и гасящими резисторами 10.3 и 10.4. Оба блока подключены к выводам обмоток 3, напряжения которых имеют фазовый сдвиг 60 электрических градусов, и к выводу 6 (общей точке) преобразователя, соединенному со средней точкой резистора 4.

На фиг. 2 показан защищаемый преобразователь, который имеет преобразовательный трансформатор с сетевыми и вентильными обмотками, преобразовательную секцию и выводы для подключения нагрузки. Питание преобразователя осуществляется трехфазным переменным напряжением. Напряжения обмоток, которые соединены по схеме "шестифазной звезды со средней точкой" образуют шестифазную систему напряжений, которые питают секцию. Устройство защиты содержит два блока ограничения напряжения, которые состоят из однофазного диодного моста, диодов, разрядников, гасящих резисторов, соединенных по схеме, аналогичной схеме соединения элементов, представленной на фиг. 1. Блоки ограничения подключены к обмоткам, напряжения которых сдвинуты по фазе на 60 электрических градусов, и к выводу (общей точке) преобразователя, соединенному со средней точкой звезды обмоток.

Устройства защиты работают следующим образом.

К разрядникам прикладывается напряжение периодической последовательности импульсов, которые формируются при помощи моста 7, диодов 8.1 и 8.2 из напряжения обмоток 3 и реактора 4 (см.фиг.1) и напряжения обмоток (см.фиг.2). Амплитуда импульсов напряжения пропорциональна (см.фиг.1), равна (см.фиг.2) амплитуде синусоид напряжения обмоток 3, в рабочих режимах преобразователя меньше пробивного напряжения искровых промежутков разрядников и они не срабатывают. К разрядникам, которые подключены к однофазным мостам, прикладываются импульсы напряжения длительностью 240 электрических градусов. Длительность пауз между импульсами напряжения составляет 120 электрических градусов. На разрядники, включенные в параллельные цепи диодов, действуют импульсы напряжения длительностью 180 электрических градусов. Паузы между импульсами напряжения имеют длительность 180 электрических градусов. Каждый разрядник контролирует мгновенное значение синусоидального напряжения обмоток 3 в течение определенных промежутков времени. Четыре разрядника обеспечивают в любой момент времени контроль мгновенного значения напряжения обмоток 3.

При появлении на любой из обмоток 3 перенапряжения пробивается искровой промежуток соответствующего разрядника, в его цепи появляется ток, ограниченный сопротивлением гасящего резистора. В гасящем резисторе рассеивается энергия перенапряжения и оно ограничивается на допустимом уровне. После этого под действием напряжения обмоток 3 в цепи разрядника протекает сопровождающий ток до тех пор, пока это напряжение не уменьшится до нуля и начнется пауза. За время паузы искровой промежуток разрядника восстанавливает электрическую прочность и соответственно способность выдерживать рабочее напряжение обмоток 3, и не пробивается, когда к нему прикладывается напряжение очередного импульса. Длительность протекания сопровождающего тока определяется моментом появления перенапряжения и не может превысить длительность импульсов напряжения, которые прикладываются к разрядникам. Время, предоставляемое для восстановления электрической прочности искрового промежутка, равно длительности паузы между импульсами напряжения.

Использование: для защиты от перенапряжений шестифазного преобразовательного агрегата. Сущность изобретения: устройство содержит два блока ограничения напряжения, каждый из которых содержит гасящие резисторы разрядники и диодную сборку, при этом диодная сборка одного блока выполнена в виде однофазного моста, а диодная сборка другого блока выполнена в виде двух диодов, соединенных последовательно. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ШЕСТИФАЗНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА, выполненного на трансформаторе с вентильными обмотками и преобразовательной секции, содержащее два блока ограничения напряжения, каждый из которых включает в себя два разрядника, соединенных с соответствующими гасящими резисторами, и диодную сборку, включенную между разрядниками, и подключен выводами, образованными выводами гасящих резисторов, к общей точке преобразовательного агрегата со стороны вентильных обмоток трансформатора, а выводами, образованными выводом общих точек диодной сборки - к выводам вентильных обмоток трансформатора с фазовым сдвигом напряжения на 60^o, отличающееся тем, что диодная сборка одного блока ограничения напряжения выполнена в виде однофазного моста, а диодная сборка другого блока ограничения в виде двух диодов, соединенных последовательно. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при выполнении преобразователя по схеме "две звезды с уравнительным реактором" общая точка преобразователя, к которой подключены выводы блоков ограничения напряжения, соединена со средним выводом уравнительного реактора. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при соединении вентильных обмоток по схеме шестифазной звезды со средней точкой общая точка преобразователя, к которой подключены выводы блоков ограничения напряжения, соединена со средней точкой звезды вентильных обмоток трансформатора.