Устройство для защиты от перенапряжений сети постоянного тока Советский патент 1985 года по МПК H02H9/04 

ЭО

;д

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите преобразователей, сетей постоянного тока

от коммутационных и атмосферных перенапряжений, и может быть использова- 5 но для защиты преобразователей тяговых подстанций электрических железных дорог постоянного тока.

По основному авт. св. Р 680105 известно устройство для защиты от 10 перенапряжений сети постоянного тока,

содержащее цепь для включения между полюсами сети, выполненную из последовательно соединенных тиристора и конденсатора, шунтированного ре- 15 зистором, и коммутирующий дроссель, дополнительно снабженное двумя лавинными диодами, резистором, блоком управления и дополнительными зажимами для подключения к полюсам сети, 20 причем катод одногб лавинного диода соедг.нен с дополнительным зажимом для подключения к сети к положительному полюсу сети, его анод соединен с вьтодом дополнительного резистора, 25 второй вывод которого соединен с выводом шунтирующего резистора, к точке- соединения диода с дополнительным резистором подсоединен вывод блока управления, второй вьшод которого зо ПЬдсоединен к катоду тиристора, второй лавинньй диод соединен с катодом тиристора, а его анод соединен С дополнительным зажимом для подключения к сети к отрицательному полюсу сети, при этом коммутирующий дроссель включен между выводом конденсатора с дополнительным зажимом для подключения к отрицательному полюсу сети jjj .

Цел. изобретения - повьшение на- 0 дежности и эффективности защиты от перенапряжений.

На фиг. 1 и фиг. 2 приведены варианты предлагаемой защиты. 45

Устройство содержит клеммы .1 и 2 . для подключения к положительному и отрицательному полюсу защищаемой сети, тиристор 3, варистор 4, соединенный со стабилитроном 5 лавинньй диод 50 6, резистор 7, последовательный резонансный контур 8, выполненный на дросселе 9 и конденсаторе 10, параллельно которому включена дополнительная длинная линия 11, выполненная 55 изпоследовательно соединенных пороговых элементов 12 - 14 и конденсаторов 15 - 17.

На фиг. 2 пороговые элементы 12 14 соединены последовательно с соответствующими конденсаторами 15 - 17, образуя цепи 18 - 20, включенные параллельно одна другой. В качестве пороговых элементов 12 - 14 используются лавинные диоды, которые подключены своими катодами к конденсатору 10 и анодами - соответственно к конденсаторам 15 - 17. Если пороговые элементы выполнены на -основе тиристоров , то они своими анодами соединены с конденсатором 10 и своими катода- . ми - соответственно с конденсаторами 15 - 17.

Устройство (фиг. 1) работает слеДующим образом.

Б нормальных рабочих режимах защищаемой сети тиристор 3 находится в непроводящем состоянии, пороговые элементы заперты и конденсаторы 10 и 15 - 17 разряжены. Напряжение сети постоянного тока поступает на клеммы 1 и 2 и приложено к тиристору 3 и варистору 4, который выполняет функции чувствительного к величине напряжения в защищаемой сети элемента и обеспечивает отпирание тиристора 3.

При возникновении в защищаемой сети перенапряжения, уровень которого превьшает пороговое напряжение варистора 4, последний начинает проводить ток, которьй протекает по цепи: клемма 1 - варистор 4 - стабилитрон 7 - клемма 2 и ограничивается сопротивлением резистора 7. Указанный ток создает на стабилитроне 5 напряжение, которое отпирает тиристор 3. При этом стабилитрон 5 защищает управляющий электрод тиристора 3 от появления на этом электроде напряжений недопустимой величины. После включения тиристора 3 конденсатор 10 начинает заряжаться через дроссель 9. В результате этого энер-гия перенапряжения накапливается в конденсаторе 10, напряжение на нем растет и достигает порога срабатывания порогового элемента 12, который срабатывает и подключает конденсатор 15 параллельно конденсатору 1О .Далее по мере роста напряжения на конденсаторе 15 срабатьшает пороговый элемент 13 и конденсатор 16 подключается параллельно к конденсаторам 10 и 15. Напряжение конденсатоjpa 16 начинает расти, достигает порога срабатывания элемента 14 и последний срабатьгаает. После срабатывания порогового элемента 14 к конденсаторам 10, 15 и 16 подключается конденсатор 17 и начинает заряжаться. Если энергия перенапряжения име ет такую величину, что напряжение на конденсаторе 10 достигает напряжения лавинообразования диода 6, то он стабилизирует величину наибольше го напряжения, которое пpиклaдывaet ся к защищаемой сети, и при этом рассеивает неболыщпо часть энергии перенапряжения. Последнее объясняет ся тем, что подключение в описанной последовательности к конденсатору 10 дополнительных конденсаторов 15, 16 и 17, осуществляемое в процессе ограничения перенапряжения, обеспечивает поглощение конденсаторами 10 15, 16 и 17 большей части энергии импульса перенапряжения, имеющего любые временные параметры После прохождения импульса перенапряжения уровень напряжения на конденсаторе. 10 оказывается больше напряжения сети. Это приводит к запиранию тиристора 3 обратным напряжением, рав 504ным разности напряжения на конденса торе 10 и напряжения сети. Дроссель 9ограничивает скорость нарастания тока тиристора 3, осуществляет дозаряд конденсатора 10 до напряжения, превьппающего сетевое, и обеспечивает таким образом надежное запирание тиристора 3. Резистор 7 служит для гашения энергии, запасенной конденсаторами 10, 15, 16 и 17. При ограничении перенапряжений защитой (фиг. 2) по Мере роста напряжения на конденсаторе 10 к нему поочередно подключаются конденсато- ры 15-17 цепей 18 - 20. Особенность работы этой защиты состоит в том, что очередность подключения конденсаторов 15 - 17 к конденсатору 10определяется величиной порогов срабатьшания пороговых элементов 12 14, Первым подключается конденсатор цепи с элементом, который имеет наименьший порог срабатьшания, последним - конденсатор той цепи, пороговьй элемент которой имеет наибольший порог срабатывания, В остальном работа защиты по фиг. 1 и защиты по фиг.2 не отличается.

1. УСТРОЙСТВО ДЛ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА по авт.св. № 680105, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности, оно снабжено дополнительными цепями из последовательно соединенных конденсатора и порогового элеMeHta, причем одна из цепей подключена параллельно конденсатору последовательного резонансного контура, . а каждая последующая цепь - параллельно конденсатору предыдущей цепи. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что все дополнительные цепи соединены между собой параллельно и подключены к конденсаii тору последовательного резонансного контура. . ; -0 +