Устройство для защиты неуправляемого выпрямителя от сверхтоков Советский патент 1985 года по МПК H02H7/12 

N9 . ,1 Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в схемах защиты мощных неуправляемых выпрямителей, например для плавки гололеда на высоковольтных линиях, от сверхтоков. Известно устройство для защиты неуправляемого выпрямителя от внутренних коротких замыканий, содержащее трансформаторы тока в фазных ши нах выпрямителя, во -рторичной цепи каждого из которых включены измерительньгй и выходной органы 1 . Недостатками этого устройства являются снижение чувствительности при насьщении трансформаторов тока и низкое быстродействие. Наиболе.е близким техническим решением является устройство защиты преобразователя от внутренних корот ких замыканий, содержащее трансформаторы тока, предназначенные для включения в водные шины преобразова теля, промежуточные трансформаторы тока, вклк|ченные во вторичные цепи трансформаторов тока, измерительные органы, каждый из которых содержит два фильтра вторьгк гармоник, входы которых подключены к вторичной обмотке трансформатора тока, а выходы через выпрямительные мосты, ёглаживающие конденсаторы и резисторы -под ключены к выходному органу заш51ты. Устройство обладает высокой чувстви тельностью, так как при сильном наcьш eнии трансформаторов тока уровен второй гармоники во вторичном токе трансформатора тока достаточен для фиксации повреждения L2J. Недостатком известного устрой- . ства является низкое быстродействие так как по принципу действия устрой ства осуществляется сравнение уровней вторых гармоник в полуволнах фазных токов выпрямителя и необходи ма установка перед выходным органом защиты элемента задержки сигнала до прихода следующей полуволны. Это не обходимо и для отстройки от режима включения неуправляемого выпрямител в работу. Необходимая задержка составляет не менее полупериода. Цель изобретения - повьшение быстродействия устройства для защит неуправляемого выпрямителя от сверктокрв. Поставленная цель достигается тем, что, в устройстве для защиты не 16, 2 управляемого выпрямителя от сверхтоков , содержащее трансформаторы тока, предназначенные для включения в фазные шины выпрямителя, промежуточные трансформаторы тока, включенные во вторичные цепи трансформаторов тока, измерительные органы, каждый из которых содержит два фильтра второй гармоники, причем вход одного из фильтров второй гармоники подключен к вторичной обмотке соответствующего промежуточного трансформатора тока, а выход каждого из упомянутых фильтров через выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор и резистор подключен к входу выходного органа,во вгоричную цепь каждого трансформатора тока последовательно с промежуточным трансформатором тока включен трансреактор, к вторичной обмотке которого подключен другой фильтр.второй гармоники соответствующего измерительного органа, а резистор, к которому через выпрямительный мост и сглаживающий конденсатор подключен другой фильтр второй гармоники, выполнен регулируемым . На фиг.1 представлена схема устройства для защиты неуправляющего выпрямителя от сверхтоков; на фиг.2 - кривые фазного тока неуправляемого выпрямителя в нормальном (а) режиме и при возникновении короткого замыкания (б). Устройство содержит-промежуточный трансформатор 1 тока, трансреактор 2, подстроечные резисторы 3 и 4 фильтров второй гармоники, выполненных на дросселях 5 и 6 и конденсаторах 7 и 8-, выпрямительные мосты 9 и 10, подключенные к выходам фильтров, сглаживающие -крнденсаторы 11 и 12, нагрузочный резистор 13 фильтра промежуточного трансформатора 1 тока, регулирующий резистор 14 фильтра трансреактора, выходной орган 15 защиты. Устройство работает следующим образом. Для повьшения быстродействия устройства применен новый принцип идентификации сверхтоков в схеме преобразователя: контролируется соотношение мгновенных значений вторых гармоник в фазном токе выпрямителя и в производной этого тока. В, нормальных (рабочих) режимах неуправляемого выпрямителя его фазные токи имеют трапецеидальную форм (фиг.2а). Гармонический ряд для такого тока )t)r Z- co5fcfsin Sinl 0, M к J/yfгдё -jr - угол коммутации вентилей выпрямителя-, К - 1,3,5,7,11..., 1. - выпрямленный ток. Например, при 0,, безразмерное время U©)I(f,159sine-0,l9fesin5e-0,12tsin ...j. Как следует из уравнений (1) и (2), в рабочих режимах выпрямителя фазные токи А, В, С, и производdix dig dif ные этих токов ; практически-не содержат вторую гармонику. Поэтому на выходах фильтров второй гармоники (конденсаторы 7 и фиг.1) напряжение равно нулю. Выходной орган 15 защиты (использова но пофазное выполнение защиты) не срабатывает. При возникновении сверхтоков в схеме выпрямителя (пробой плеча, короткое замыкание,полюс - земля первые 2-3 периода фазные токи выпрямителя однополярны и содержат значительную апериодическую составляющую (фиг.26). Фильтр, включенный во вторичную цепь промежуточного трансформатора 1 тока (дроссель 5, конденсатор 7, фиг.1) вьщеляет вторую гармонику сверхтЬка с апериодической составляющей. Напр жение на выходе трансреактора 2, ка дифференцирующего элемента, практически не содержит апериодическую составляющую, поэтому уровень второй га1)моники на выходе фильтра (дроссель 6, конденсатор 8) ниже, чем на выходе фильтра промежуточного трансформатора 1 тока. Соотношение между амплитудами вторых гармоник на выходах фильтра трансформатора 1 тока I и трансреактора 2 f , )1ГП 1 можно получить, приближенно считая полуволну сверхтока однополярным броском тока намагничивания силового трансформатора (фиг.26): длительность полуволны, рад апериодический коэффициент (для мак с имапь ных сверхтоков в первом периоде ), Например, при D 4Jf/3 из равенства (3) получим соотношение между уровнями вторых гармоник приблизительно 1,4-1,5. С помощью регулировочного резистора 14 для повышения надежности устройства можно увеличить соотношение (3). Таким образом, при возникновении сверхтоков в схеме неуправляемого выпрямителя на входе выходного органа 15 защиты практически мгновенно появляется напряжение, равное разности вторых гармоник фильтров трансформатора 1 тока и трансреактора 2, и выходной орган 15 срабатывает. Изобретение отличается от известных устройств защиты неуправляемых выпрямителей от сверхтоков высоким быстродействием. Это позволяет уменьшить время протекания сверхтоков через вентили и повысить, тем самым, надежность основного технологического оборудования.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ НЕУПРАВЛЯЕМОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ ОТ СВЕРХТОКОВ, содержащее трансформаторы тока, предназначенные для включения в фазные шины выпрямителя, промежуточные трансформаторы тока, включенные во вторичные цепи трансформаторов тока, измерительные органы, каждьгй из которых содержит два фильтра второй гармоники, причем вход одного из фильтров второй гармоники подключен к вторичной обмотке соответствующего промежуточного трансформатора тока, а выход каждого из упомянутых фильтров через выпрямительньй мост, сглаживающий конденсатори резистор подключен к входу выходного органа, о тличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, во вторичную цепь каждого трансформатора тока последовательно с промежуточным трансформаторомтока включен трансреактор, к вторичной обмотке которого подключен другой фильтр второй гармоники соответсл ствующего измерительного органа,а резистор, к которому через выпрямительньп мост и сглаживающий конденсатор подключен другой фильтр второй гармоники, выполнен регулируемым.