Устройство для защиты тиристоров преобразователя от самоотпирания Советский патент 1984 года по МПК H02H7/12 H02M1/18 

О1

со Ч

О5 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты высоковольтных тиристорных вентилей. Известно устройство для защиты тиристоров от самоотпирания, содержа щее счетчики импульсов, схемы запоми нания и формирователь импульсов, кот рый вьщает сигнал на включение всего вентиля, если прямое напряжение воз растает до критической величины и в то время, когда только незначительно )число тиристоров восстановили свою блокирукяцую способность 11 3. Недостаток устройства - низкое быстродействие Известно устройство для защиты тиристоров от с.амоотпирания, содерж щее задатчик временного интервала, компаратор и измеритель временного интервала между моментами окончания прямого тока и приложения прямого напряжения .2 Недостатком устройства является недоиспользование свойств тиристоров поскольку во многих случаях прямое напряжение, появляющееся на вентиле в опасном переходном интервале, существенно меньше предельно допустимого, что влечет за собой частые включения без крайней на то необходимости и снижает надежность работы вентиля. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство для защиты тиристоров от са моотпирания, содержащее делитель на пряжения, подключенный параллельно одному или группе последовательно соединенных тиристоров, трансформатор тока, первичная обмотка которог включена последовательно с тиристорами, а вторичная обмотка через однопол упер йодный выпрямитель подключена к задающе1.{у конденсатору, зашу тированному стабилитроном и резисто ром, пороговьй элемент, диоды и фор мирующий конденсатор, зашунтированный стабилитроном f3j. Однако у известного- устройства низкая надежность из-за необходимос заряжать конденсаторы до большого напряжения, что особенно затрудните но в некоторых переходных режимах, сопровождаюш;ихся малыми токами. Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что, устройство для защиты тиристор)ов преобразователя от самоотпирания снабжена вспомогательным тиристором, а трансформатор тока снабжен дополнительной вторичной обмоткой, подключенной через вьтрямительный диод к формирующему конденсатору, подключенному через последовательно соединенные развязывающий диод и вспомогательный тиристор к цепи управления тиристора (тиристоров), причем плюсовой вывод задающего конденсатора через диод подключен к аноду и через пороговый элемент - к управляющему электроду вспомогательного тиристора, а его минусовый вывод - к точке соединения плеч делителя напряжения. На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 кривые вьщерживаемого (сплошная линия) и обеспечиваемого устройством (штриховая линия) напряжений на защищаемых тиристорах в относительных единицах. Устройство для защиты тиристоров 1 от самоотпирания содержит делитель напряжения 2, подключенный параллельно одному или группе последовательно соединенных тиристоров 1, трансформатор тока 3, первичная обмотка которого включена последовательно с тиристорами 1, вторичная обмотка 4 через однополупериодный выпрямитель 5 подключена к задающему конденсатору 6, зашунтированному стабилитроном 7 и резистором 8, а дополнительная вторичная обмотка 9 подключена через выпрямительный диод 10 к формирующему конденсатору 11, зашунтированному стабилитроном 12 и подключенному через последовательно соединенные развязывающий диод 13 и вспомогательный тиристор 14 к цепи управления тиристоров 1. Плюсовой вывод конденсатора 6 через диод 15 подключен к аноду, а через пороговый злемент 16 - к управляющему электроду тиристора 14. Минусовый вывод конденсатора 6 подключен к точке соединения высоковольтного 17 и низковольтного 18 плеч делителя 2. Устройство работает следующим образом. Во время протекания силового тока от обмотки 9 трансфо;:магора 3 через диод 10 заряжается конденсатор 11 до напряжения, определяемого стабнлитроном 12. Полярность напряжения на конденсаторе показана на схеме. Емкость конденсатора 11 и уровень напряжения на нем выбираются таким образом, чтобы после включения вспомогатель- ного тиристора 14 в цепи управления силового тиристора (тиристоров) 1 сформировался импульс зправлания требуемых параметров. Целесообразно полярность обмотки 9 выбрать такой, чтобы заряд конденсатора 11 осуществлялся на этапе нарастания силового тока, тогда трансформатор 3 может быть вьшолнен насыщающимся. На этапе Ьпада силового тока от обмотки 4 через выпрямитель 5 заряжается конденсатор. 6 до напряжения, определяемого стабилитроном 7, причем уровень лавинообразования этого стабилитрона выбирается несколько меньшим напряжения срабатывания порогового элемен та 16. После окончания силового тока в течение некоторого времени напряже ние на конденсаторе 6 поддерживается на уровне лавинообразования стабилитрона 7 за счет энергии, накопленной в индуктивности обмотки 4. Выбором соотношения L и R, где Ц - индуктивность обмотки, а Rg - динамичес|кое сопротивление стабилитрона, можно добиться, чтобы на конденсаторе 6 поддерживалось постоянное напряжение вплоть до момента t (фиг. 2). С момента времени t, соответствующего окончанию прямого тока, и до момента t тиристоры не способны держать пря мое напряжение, а с момента t их блокирующая способность экспоненциально возрастает по мере рекомбинации накоппенных в р-п-р-п-структуре зарядов и к моменту t тиристоры спо собны вьщерживать воздействие предельно допустимого напряжения - U (фиг. 2). С момента времени t начинается разряд конденсатора 6 на резистор 8, причем постоянная времени разряда выбирается такой, чтобы разряд полностью закончился к моменту t-. Допустим, что в переходном интервале времени t к тиристору (тиристорам) 1 приложено прямое напряжение. Часть этого напряжения, вьадепившаяся на низковольтном плече 18 делителя 2, сложившись с напряжением на конденсаторе 6, приложится к пороговому элементу 16. Если эта сумма окажется больше его напряжения переклю чения, то это приведет к включению вспомогательного тиристора 14, после чего в цепь управления, благодаря энергии конденсатора 11, поступит сигнал, обеспечивающий принудительное включение тиристоров 1. Амплитуда напряжения, с которого происходит включение, зависит от момента его приложения, причем в интервале t,- t она тем больше, чем больше времени пропшо с момента окончания силового тока. После момента времени t , т.е. когда конденсатор 6 полностью разрядился, включение тиристора (тиристоров) от устройства защиты будет происходить при напряжении U ц КАРА п р коэффициент деления делителя напряжения, а U - напряжение переключения порогового элемента. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет полностью использовать возможности тиристоров в переходном интервале восстановления блокирующей способности, обеспечивая их включение, когда напряжение достигает опасной величины. При этом удается обеспечить импульс управления с необХОДГО1ЫМИ параметрами практически во всех переходных режимах. Таким образом, использование изобретения позволяет повысить надежность высоковольтных преобразовательных устройств и соответственно в целом передачи постоянribro тока, где они используются.

П

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ОТ САМООТПИРАНИЯ, содержащее делитель напряжения, подключенный параллельно одному или группе последовательно соединенных тиристоров, трансформатор тока, первичная обмотка которого включена последовательно с тиристорами, а вторичная через однополупериодный вьтрямитель подключена к задающему конден-. сатору, зашунтированному стабилитроном и резистором, пороговый элемент, диоды и формирующий конденсатор, зашунтированный стабилитроном, о, т л ичающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено вспомогательным тиристором, а трансформатор тока снабжен дополнительной вторичной обмоткой, подключенной через вьшрямительный диод к формирующему конденсатору, подключенному через последовательно соединенные развязывающий диод и вспомогательный тиристЬр к цепи управления тиристора (тиристоров) , причем плюсовой вывод задающего конденсатора через диод подключен к аноду и через пороговый элемент - к управляющему электроду вспомогатель- i ного тиристора, а его минусовой вы- 2 вод - к точке соединения плеч делите- g ля напряжения.

1

j5l

(put.1