Устройство для защиты от перенапряжений потребителя Советский патент 1988 года по МПК H02H7/12 

После запирания силовых тиристоров 7 рабочий ток протекает через индуктивность 4 и выключатель, шунтирующий цепь нагрузки потребителя 2,

1А27476

Дальнейший перевод потребителя 2 в заданный режим работы осуществляется путем размыкания контакта выключателя, шунтирующего потребитель 2. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты потребителей постоянного тока с индуктивностью в цепи питания,не допус- какяцих длительных перерывов питания. Цель изобретения - повьшение надежности электропитания потребителя путем автоматического выключения шунтирующих тиристоров после устранения перенапряжения. ,Устройство 1 дпя защиты от перенапряжений подключено к выводам. потребителя 2 и источника питания 3, подсоединенньтм через индуктивность 4 к общим выводам потребителя 2 и источника питания 3. При возникновении перенапряжений на потребителе 2 срабатывает пороговый датчик перенапряжения 8, который через первую управляющую цепь включает цепи 6 согласно-последовательно соединенных силовых тиристоров 7, что обеспечи вает защиту от перенапряжения. ,В момент повторного включения срабатывает цепочка, формирующая импульсы . включения тиристоров 33 и 34 коммутирующей цепи, включающей в себя реактор 35 и конденсатор 36. Тиристоры , 33 и 34 включаится, конденсатор 36, разряжаясь через силовые тиристоры 7, запирает последние. При этом тиристоры 33 и 34 запираются за счет колебательного процесса, возбуждаемого магнитной энергией реактора 35. СО 4ib Is9 4j tiii Od N

1

Изобретение относится к электро- (технике и предназначено для защиты |потребителей постоянного тока с ин- ;дуктивностью в цепи питания, не до- :пускающих длительных перерьгеов питания.

Цель изобретения - повышение на- |дежности электропитания потребителя jпутем автоматического выключе шя шун- I тирующих тиристоров после устранения перенапряжения,

На чертеже представлена схема ;предлагаемого устройства.

Устройство 1 для защиты от перенапряжений потреЬителя 2, оборудованного шунтирующим вьпшючателем с блок- контактом, первым выводом подключаемого к первому вьгаоду источника 3 постоянного тока через индуктивньй эле- иент 4, а вторым вьгеодом - к второму вьгаоду этого источника непосредственно, содержит тиристорный блок 5 защиты, включаюйщй в себя цепи 6 согласно-последовательно соединенных силовых тиристоров 7, каждая из которых имеет выводы для включения параллельно потребителю 2 согласно полярности источника 3 постоянного тока, пороговый датчик 8 перенапряжения, имеющий входные выводы 9 и 10 для подключения параллельно потребителю 2, выпол г ненный на трех резисторах 11, 12, 13, первом тиристоре 14, стабилитроне

15,импульсном первом трансформаторе

16,первом конденсаторе 17, шунтирующем первый резистор 11, и г первом диоде 18, шунтиру щем первичную об- мотку первого трансформатора 16, Первый 11 и второй 12 резисторы соединены последовательно между входными выводами 9 и 10 датчика 8 перенапряжения и первым резистором 11 подключаются к первому выводу потребителя 2, вторым резистором 12 - к второму выводу потребителя, а общей точкой зтих резисторов через последователь.но соединенные силовую цепь первого тиристора 14, включенного согласно полярности источника 3 постоянного тока, и первичную обмотку первого 5 трансформатора 16 - к входному выводу 9 для подключения к первому вьгаоду потребителя 2, к которому через последовательно соединенные третий резистор 13 и стабилитрон 15 подключен

0(управляющий электрод первого тиристора 14. Стабилитрон 15 и первый ди- .од 18 включаются встречно полярности источника 3 постоянного тока. В устройстве имеется первая управляющая

5 цепь, содержащая второй импульсный

трансформатор 19 с первичной обмоткой шунтированной вторым диодом 20, и числом вторичных обмоток, равным числу силовых тиристоров 7 блока 5 защи20 ты, второй тиристор 21, четвертый резистор 22, второй конденсатор 23 и пятый резистор 24. Первый вывод первичной обмотки второго трансформатора 19 имеет вывод для подключения к первому вьгаоду источника 3 постоянного тока через силовую цепь второго тиристора 21, включаемого согласно полярности источника постоянного тока и встречно полярности второго диода

30 20, второй вывод первичной обмотки второго трансформатора 19 соединен с первым выводом четвертого резистора 22, снабженного вторым вьгеодом для подключения к первому выводу

35 потребителя 2, каждая вторичная обмотка второго трансформатора 19 подключена к управляющему переходу соответствующего силового тиристора 7 блока 5 защиты. Вторичная обмотка

40 первого трансформатора 16 подключена к управляющему переходу второго тиристора 21, второй конденсатор 23 имеет первый вывод для подключения к первому выводу источника 3 постоян45 ного тока, а вторым выводом соединен ,с вторым выводом первичной обмотки

25

31

второго трансформатора 19. Пятый резистор 24 имеет первый вьтод для подключения к второму выводу источника 3 постоянного тока, а вторым выводом соединен с вторым выводом первичной обмотки второго трансформатора 19. В устройстве имеются вторая управляющая цепь, выполненная на третьем конденсаторе 25, третьем импульсном трансформаторе 26 с двумя вторичными обмотками, третьем диоде 27 и шестом резисторе 28. Третий конденсатор 25 имеет первый вывод для подключения к первому выводу источника 3 постоянного тока и первому выводу блок-контакта шунтирующего выключателя, а вторым выводом соединен с первым выводом первичной обмотки третьего трансформатора 26, вторым выводом соединенной с первым выводом шестого резистора 28, второй вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки второго трансформатора 19. Третий диод 27 включен согласно полярности источника ПОСТОЯННОГО) тока, а второй вывод первичной обмотки третьего трансформатора 26 имеет дополнительный вывод для .подключения к второму выводу блок-контакта шунтирующего выключателя. В устройстве имеется коммутирующая цепь, выполненная на четвертом 29 и пятом 30 диодах, седьмом 31 и восьмом 32 резисторах, третьем 33 и четвертом 34 тиристорах, реакторе 35 с первой и второй обмотками. и четвертом конденсаторе 36. Последо вательно соединенные четвертый диод 29, седьмой резистор 31, четвертый конденсатор 36, восьмой резистор 32 и пятый диод 30 имек-т вывод для подключения четвертого диода 29 к пер- |ВОму выводу источника 3 постоянного тока и вывод для подключения пятого диода 30 к второму выводу этого источника. Четвертый 29 и пятый 30 дио ды включаются согласно полярности источника 3. Общая тЪчка седьмого резистора 31 и четвертого конденсатора 36 через последовательно соединенные третий тиристор 33, включенный согласно четвертому диоду 29, и первую обмотку реактора 35 соединена с выводом для подключения пятого диода 30 к второму выводу источника 3 постоянного тока. Общая точка восьмого резистора 32 и четвертого конденсатора 36 через четвертый тиристор 34,

274764

включенный согласно пятому диоду 30, и вторую обмотку реактора 35 соединена с выводом для подключения к первому выводу потребителя 2, а управляющие переходы третьего 33 и четвертого 34 тиристоров соединены каждый с соответствующей вторичной обмоткой третьего трансформатора 26. В потре д бителе 2 дополнительно может быть установлен диод, включенный последовательно цепи нагрузки потребителя согласно полярности источника 3 питания. Устройство работает следующим об15 разом. .

В исходном состоянии выключатель, шунтирующий потребитель 2, замкнут. После включения источника 3 питания (начало пускового режима ток проте2Q кает через индуктивность 4., шунтирующий выключатель и диод, которыми оборудован потребитель. Увеличение тока происходит за счет увеличения напряжения источника 3. Конденсатор

25 25 разряжен, так как он шунтирован замкнутым блок-контактом выключателя. Конденсаторы 17, 23 и 36 заряжаются в момент включения источника питания. Все тиристоры устройства закрыты.

30 В момент, когда ток достигает значения, соответствующего значению тока дежурного режима, увеличение напряжения источника питания прекращается. Пусковой режим закончен, начался дежурный режим.

«5Ь

Переход к -номинальному режиму осуществляется следующим образом. Увеличением напряжения питания из исходно Q го состояния или из дежурного режима достигается номинальное значение тока в цепи: источник 3 питания, индуктивность 4, выключатель и диод потребителя 2, источник 3 питания. После

45 этого включается цепь нагрузки потребителя 2 (преобразователь постоянного тока в переменный) и размыкается шунтирующий выключатель. Ток протекает по цепи: источник 3 питания, ин50 дуктивность 4, цепь нагрузки потребителя 2. Конденсатор 25 заряжается от конденсатора 23. В .этом режиме, все конденсаторы заряжены, все тиристоры закрыты. Во всех режимах, кроме

gg останова, для шунтирующего выключателя преду смотрено автоматическое повторное включение (АТТВ), Длительность включения АПВ может регулироваться в заданных пределах.

При размыкании .цепи протекания тока возникает перенапряжение. Пороговый датчик 8 перенапряжения вьща- ет сигнал на управляющий переход ти- ристора 21 первой управляющей цепи. Тиристор 21 отпирается, и конденса- jTop 23 разряжается на первичную об- мотку трансформатора 19 на вторичных (обмотках которого формируются импуль- (сы для включения тиристоров 7 цепей б блока 5 защиты. Тиристоры 7 отпираются, шунтируя потребитель 2, Причиной перенапряжения может быть исчезновение напряжения питания при- 1вода шунтирующего выключателя в пусковом или дежурном режимах, а также (сбой в системе, управления преобразователем постоянного тока в переменный |например, в том хшучае, когда систе- ka управления не формирует управляющие импульсы дпя включения силовых тиристоров преобразователя, в связи t чем в момент переключения тока на цепь нагрузки потребителя шунтирующий выключатель размыкается раньше, Чем включается преобразователь, что приводит к перенапряжениям.

Если причина перенапряжения устраняется до момента автоматического повторного включения щунтирующегр Выключателя, устройство переводит цепь питания потребителя 2 в состоящие, в котором эта цепь находилась К моменту аварии и из которого автоматически осуществляется переход на заданный режим работы,

. В этом случае включение потребителя 2 в заданный режим работы осуществляется без отключения источника 3 питания. Максимальная дпительность перебоя электропитания определяется уставкой времени автоматического повторного включения выключателя,шун- .тирующего нагрузку.

При указанных вьше причинах возникновения перенапряжений выключатель, щунтирующий нагрузку, выключен, его блок-контакт разомк1гут. При этом конденсатор 25 второй управляющей цепи заряжается по цепи: источник питания, диод 27, резистор 28, резистор 22, резистор 24,

В момент автоматического повторного включения шунтирующего выключателя блок-контакт последнего замыкается и конденсатор 25 разряжается на первичную обмотку трансформатора, на вторичных обмотках которого формируются

0

5

0

0

управляющие импульсы для включения (тиристоров 33 и 34), Последние отпираются и конденсатор 36, разряжаясь через тиристоры 7 блока 5 защиты, запирает их,При этом тиристоры 33 и 34 запираются при колебательном процессе перезаряда конденсатора 36, возбуждающемся за счет энергии магнитного поля реактора 35, Разряду конденсатора 36 через шунтирующий выключатель препятствует диод, который дополнительно может быть установлен в потребителе 2, После коммутации тиристоров 7 блока 5 защиты рабочий ток протекает через индуктивность 4, щунтирующий выключатель и диод,

Далее автоматически реализуется заданный режим работы.

Если после замыкания контактов шунтирующего выключателя цепь для протекания рабочего тока не восстановлена, повторно возникшее перенапряжение явится причиной нового 5 срабатывания защитного устройства, при этом тиристоры 7 блока 5 защиты откроются и зашунтируют потребитель 2,

Диод, которым может быть оборудован потребитель, улучшает условия комму-тации тиристоров блока защиты при малых сопротивлениях цепи шунтирующего выключателя.

Предлагаемое устройство характеризуется повьш1ением надежности обеспечения электропитанием потребителя, :Что достигается за счет автоматического выключения шунтирующих тиристоров после устранения перенапряже- 0 ния.

Формула изобретения Устройство для защиты от перенапряжений потребителя по авт,св,

5 № 1317552, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности электропитания потребителя путем автоматического выключения шунтирующих тиристоров после устранения пере0 напряжения, в устройство введены вторая управляющая цепь, выполненная на третьем конденсаторе, третьем импульсном трансформаторе с двумя вторичными обмотками, третьем диоде и

5 шестом резисторе, причем третий конденсатор имеет первый вывод для подключения к первому выводу источника постоянного тока и первому выводу блок-контакта выключателя, шунтирую5

щего потребитель, а вторым выводом соединен с первым выводом первичной обмотки третьего трансформатора, вторым выводом соединенной с первым выводом шестого резистора, второй вы;- вод которого соединен с вторым выво- д,ом первичной обмотки второго транс форматора, при этом третий диод включен согласно полярности источника

;постоянного тока, а второй вывод первичной обмотки третьего трансформа тора имеет дополнительный вывод для подключения к второму выводу блок- контакта выключателя, шунтирующего потребитель, и коммутирующая цепь, выполненная на четвертом и пятом диодах, седьмом и восьмом резисторах, третьем и четвертом тиристорах, реакторе с первой и второй обмотками и четвертом-конденсаторе, последовательно соединенные четвертый диод, седьмой резистор, четвертый конденсатор, восьмой резистор и пятый диод имеют вывод для подключения чет-

вертого диода к первому выводу источника постоянного тока и вывод для подключения пятого диода к второму выводу источника постоянного тока, причем четвертый и пятый диоды включаются согласно полярности источника, общая точка седьмого резистора и четвертого конденсатора через последовательно соединенные третий тиристор, включенный согласно четвертому диоду, и первую обмотку реактора соединена с выводом для подключения пятого диода к второму выводу источника постоянного, тока, общая точка восьмого резистора и четвертого конденсатора через. четвертый тиристор, включенный согласно пятому диоду, и -вторую обмотку реактора соединена с .выводом для подключения к первому выводу потребителя, а управляющие переходы третьего и четвертого тиристоров соединены каждый с соответствующей вторичной обмоткой третьего трансформатора.