Устройство для защиты тиристорного преобразователя от внешних коротких замыканий Советский патент 1988 года по МПК H02H7/12 

4

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в энергосистемах для защиты тиристор- ных преобразователей синхронных генераторов от внешних коротких замыканий.

Цель изобретения - повьшение надежности устройства защиты тиристор- ного преобразователя.

На чертеже изображена схема системы возбуждения генератора с устройством для защиты тиристорного преобразователя от внешних коротких замы- каний.

Выход генератора 1 подключен трем фазами к входу преобразователя 2, снабженного входом снятия управляющих импульсов, подключенным к выходу блока размножения импульсов 3. Выход преобразователя 2 подключен к нагрузке 4 (обмотке возбуждения генератора) . Генератор прямоугольных импулсов тока 5 одним из выводов соединен с анодным выходом преобразователя, а другим выводом через диоды 6, 7, 8 подключен к фазам преобразователя на стороне переменного тока.

Генератор 5 вьшолнен-в виде тирис ,тора 9, конденсатора JO, параллельно которому включены диод 11 и источник постоянного напряжения J2, и двух контуров, первый из которых состоит из дросселя 13, резистора 14 и конденсатора 15, а второй из дросселя 16, резистора 17 и конденсатора 18,

Цепи, состоящие из включенных последовательно управляемых коммутаторов 19, конденсаторов 20 и плавких предохранителей 21, соединены в треугольник, подключенный параллельно входу преобразователя на стороне переменного тока,

В цепь нагрузки 4 включен датчик тока 22, выход которого соединен с входом формирователя импульсов 3. Выходы формирователя импульсов 3 соединены, соответственно, с управляющим входом генератора 5, управляющими входами коммутаторов 19, и с входом снятия управляющих импульсов преобразователя 2.

Устройство работает следующим образом.

После момента короткого замыкания (к,з.) во внешней цепи преобразователя с незначительным запаздьюанием (единицы микросекунд) от датчика 22 подаются одновременно сигналы через

0

5

0

блок 3 на включение управляемых коммутаторов 19, на включение вспомогательного тиристора 9 генератора прямоугольных импульсов тока и на снятие управляюпщх импульсов с тиристоров преобразователя 2.

При подключении конденсаторов 20 на входе преобразователя напряжение мгновенно снижается до нуля. Напряжение на входе преобразователя повторяет форму напряжения на конденсаторе 20, Под воздействием этого напряжения через тиристоры преобразователя проходит прямой ток, форма которого определяется формой напряжения на конденсаторе 20 во время его заряда. Ток в конденсаторе 20 в момент окончания заряда конденсатора становится равным нулю и отключается коммутатором 19, С целью более надежного его отключения устанавливается предохранитель 21,

Для принудительного выключения ти- 5 ристоров преобразователя встречно прямому току от генератора прямоугольного импульса 5 направляют прямоугольный импульс тока. Амплитуда этого импульса должна быть выше значения прямого тока в момент подключения формирователя этого импульса, осзгществля- емого включением вспомогательного тиристора 9. Разряд накопительного кон- денсатора 10 на элементы 13 - 18 определяет прямоугольную форму тока разряда, а запаздывание начала разряда определяет требуемую амплитуду импульса тока, В зависимости от времени запаздывания изменяется значе-. ние напряжения на конденсаторе 20 и, соответственно, значение прямого тока через тиристоры преобразователя. Чем меньще время запаздьшания, тем меньше должна быть амплитуда встречного импульса тока. При заданном времени запаздывания амплитуда встречного импульса зависит от величины емкости конденсатора 20. Чем больше будет эта емкость, тем меньше будет скорость нарастания на ней напряжения и значение прямого тока в тиристорах преобразователя. Минимальная скорость восстановления напряжения на конденсаторе 20 может быть достигнута при выполнении условий

0

5

0

5

0

5

С0о W со ; « «сОоЗ О) R/2L,

где со - угловая скорость частоты

источника ЭДС;

L и R - индуктивность и активное сопротив ление источника ЭДС и соединительных шин. Длительность прямоугольного импульса тока должна быть в пределах 3000 МКС, т.е. 1/6 периода промышленной частоты, в течение которого в мостовой схеме проводит одно плечо моста.

Таким образом, подобрав емкость конденсатора 20, можно обеспечить минимальную скорость восстановления напряжения на ней и на выходе преобразователя, минимальное значение прямого тока через тиристоры преобразователя и, соответств1енно, минимальное значение амплитуды встречно- го импульса тока. При этом обеспечивается высокая надежность защиты мощного тиристорного преобразователя.

Формула изобретения

1.. Устройство для защиты тиристорного преобразователя от внешних коротких замыканий, содержащее узел принудительной коммутации, выполненный в виде генератора прямоугольных импульсов тока, один из выходных выводов которого предназначен для подключения, к выходному выводу преобразователя, а другой выходной вывод со динен с катодами, диодов, аноды которых предназначены для подключения к соответствующим входным выводам переменного тока преобразователя, и предназначенный для включения в цепь нагрузки преобразователя датчик тока

выход которого соединен с входом блока размножения импульсов, первый вы0

5

0

5

0 -

ход которого соединен с управляющим входом генератора прямоугольных импульсов тока, а второй предназначен для подключения к входу снятия управляющих импульсов преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, введены по числу фаз преобразователя управляемые коммутаторы и конденсаторы, а блок размножения импульсов снабжен третьим выходом, соединенным с управляющими входами коммутаторов, при этом цепи, состоящие из конденсаторов с включенными последовательно соответствующими коммутаторами соединены по схеме треугольника, выводы которого предназначены для подключения к входным выводам переменного тока

преобразователя.

I

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что генератор

,прямоугольных импульсов тока выполнен в виде тиристора, трех конденсаторов, диода, двух резисторов, двух дросселей и источника постоянного напряжения, причем первый, второй дрос- ,сели, первый конденсатор и тиристор включены последовательно, цепь из Соединенных последовательно первого резистора и второго конденсатора подключена параллельно первому дросселю, второй резистор и третий конденсатор включены параллельно второму дроссе- лю, а диод и источник постоянного напряжения подключены параллельно

о

первому конденсатору.

3.Устройство по ПП.1 и 2, о т - личающееся тем, что введены по числу фаз преобразователя плавкие, предохранители, включенные пос- педовательно с коммутаторами.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности устройства для защиты тиристорного преобразователя. При возникновении внешнего короткого замыкания по сигналу датчика тока 22 через блок размножения импульсов 3 запускаются тиристор 9 и ко 1мутаторы 19. Одновременно снимаются импульсы управления с преобразователя 2. Генератор 5 формирует мощный прямоугольный импульс гашения тиристоров преобразователя 2. Одновременное подключение параллельно входу преобразователя 2 батареи конденсаторов 20 по- . вьшает надежность защиты. 2 з.п.ф-лы, § 1 ил. (Л