Устройство для управления тиристорным вентилем статического компенсатора реактивной мощности Советский патент 1988 года по МПК H02M1/08 H02M5/257 

Изобретение относится к электротехнике н может быть применено для управления высоковольтными тиристор- ными вентилями, используемыми в статических тиристорньк .компенсаторах (СТК).

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение.

15

На фиг.1 приведен блок-схема уст- ю запрета. Для этого на выходе системы

автоматического управления и защиты (СУРЗ) следует установить инвертор или использовать в качестве выходного уже имеющийся инвертированный сигнал.

Каналы передачи импульсов могут быть выполнены световыми (фиг.1 и 2) или виде СВЧ-каналов (фиг.З), которые обеспечивают высокую помехозащищец- ,. ность и одновременность включения последовательно соединенных тиристоров.

Формирователи 9 и 10 импульсов управления могут быть вьшрлнены например, с отбором мощности от потенциала тиристоров соответствующей группы 1 или с передачей энергии с пот енциа1 дIt

20

ройства, выполненная для одной из двух встречно-параллельно включенных тиристоров вентиля СТК; на фиг.2 - схема одного из возможных вариантов выполнения управляемого автогенератора; на фиг.З - вариант вьшолнения устройства с использованием СВЧ-ка- нала передачи импульсов.

Устройство для управления тирис- торным вентилем статического компенсатора реактивной мощности, включающего последовательного цепочку из групп 1 встречно-параллельно включенных тиристоров 2 и 3, зашз нтированных блоком 4 защиты, содеряснт источник 5 им- 25 пульсов управления, выход которого подключен к входам каналов 6 передачи импульсов по числу групп 1, выходы которых подключены к входам блоков 7 управления, казкдый из которьк вы- 30 полнен в виде управляиого автогенератора 8, управл яюпщй вход которого является входом блока 7 управления, входы питания подключены к силовым выводам соотввтствуюв|ей .группы 1 ,, а выходы подключены к входам формирователей 9 и 10 импульсов, выходы ко- торьк являются выходами блока 7 управления и подключены к управляющим переходам тиристоров 2 и 3 соответственно.

Управляемый автогенератор 8 7 выполнен в виде диодного моста 11, между катодами вентилей катодной груп- пы и между анодами вентилей, анодной g группы которого включены обмотки импульсных трансформаторов 12 и 13, вторичные обмотки которых подключены к входам формирователей 10 и 9 соответственно. Вход моста 11 подключен параллельно конденсатору 14, один вывод которого непосредственно, а другой через ограничительный резистор 15 образуют выходы литания автогенератора 8. Параллельно вентилям одной фазы моста 11 включен пороговый элемент 16, а параллельно вентилям другой фазы моста 11 включен ключевой элемент 17, управляющий вход кото р ого

ла земли

Устройство работает следующим образом.

При появлении напряжения на вентилях конденсатор 14 заряжается. При достижении напряжением порога переключения срабатывает пороговый эле - 35 мент 16. В результате запускается один из формирователей 9 и 10, включающий, в зависимости от полярности напряжения, один из вентилей. Если на светодиод 19 поступает от генератора 5 импульсов запрета импульс света, соответствующий диапазону времени, когда вентиль СТК должен быть закрыт, транзистор 18 шунтирующего элемента 17 отпирается и не позволяет зарядиться конденсатору 14 до напряжения переключения порогового элемента 16.

40

50

В режиме, когда вентили СТК должны работать с полными углами горения, импульсы от генератора 5 вообще не подаются на фотодиод 19. Для ограничения длительности горения вентиля СТК необходимо на фотодиод 19 подать импульс света в течение соответствующего промежутка времени.

Рассмотрим некоторые режимы работы вентиля СТК в линии электропередачи (ЛЭП).

является входом блока 7. Элемент 17 может быть вьтолнен, например, на транзисторе 18, в цепь базы которого включен либо фотодиод 19 (фиг.2), либо приемная СВЧ-диодная камера 20 (фиг.З).

Источник 5 импульсов управления вьтолнен в виде генератора импульсов

ла земли

Устройство работает следующим образом.

При появлении напряжения на вентилях конденсатор 14 заряжается. При достижении напряжением порога переключения срабатывает пороговый эле - мент 16. В результате запускается один из формирователей 9 и 10, включающий, в зависимости от полярности напряжения, один из вентилей. Если на светодиод 19 поступает от генератора 5 импульсов запрета импульс света, соответствующий диапазону времени, когда вентиль СТК должен быть закрыт, транзистор 18 шунтирующего элемента 17 отпирается и не позволяет зарядиться конденсатору 14 до напряжения переключения порогового элемента 16.

g 0

В режиме, когда вентили СТК должны работать с полными углами горения, импульсы от генератора 5 вообще не подаются на фотодиод 19. Для ограничения длительности горения вентиля СТК необходимо на фотодиод 19 подать импульс света в течение соответствующего промежутка времени.

Рассмотрим некоторые режимы работы вентиля СТК в линии электропередачи (ЛЭП).

При включении вентиля СТК на ненагруженную линию СУРЗ не должна формировать сигналов. Пока напряжение на линии не установится и не потребуется его снижать или регулировать, СУРЗ в работу не включается. Включен ньй вентиль самостоятельно обеспечивает диодный режим работы СТК. Какой бы сложной ни была форма напряжения на СТК в ЛЭП при отсутствии импульса запрета от СУРЗ вентиль всегда включается и будет самостоятельно включаться столько раз, сколько раз на вентиле будет появляться положительное напряжение.

Обеспечение перевода СТК в режим потребления реактивной мощности по возможности должно осуществляться заблаговременно, до отключения или включения линейных выключателей. Это обеспечивает снижение максимального значения перенапряжений на 28-34% в зависимости от вида коммутации. Дан- ньй режим обеспечивается снятием им- пульсов СУРЗ. При этом отпадает необходимость следить за формой напряжения и моментом перехода через нуль напряжения на вентиле и формировать в этот момент сигнал управления.

При отказе СУРЗ вентиль СТК работает в диодном режиме, который не ведет к аварийному состоянию, возникающему при невключении вентиля СТК, когда возможны пробои изоляции, выход из строя оборудования и аварийные отключения из-за возникающих перенапряжений. При этом остается возможность его отключить при необходимости с помощью выключателей, включенных последовательно в каждой фазе СТК.

При использовании следящей системы управления конденсатор 14 и резистор 15 автогенератора 8, являясь одновре- менно частью блока 4 защиты, который может быть выполнен на RC-цепочке, шунтирующей тиристоры для защиты от перенапряжений и выравнивания напряжения по последовательно включенным тиристорам, вьшолняет слежение за

0

5

0

5

0

5

0

g

0

напряжением на тиристорах 2 и 3. В течение проводящей зоны, когда от СУРЗ нет сигнала, любое положительное напряжение на аноде тиристора того или инного направления ведет к заряду конденсатора 14 и переключению порогового элемента 16, что ведет к включению соответствующего тиристора 2 или 3.

Таким образом, при вьшолнении источника импульсов управления в виде генератора импульсов запрета повьппа- ется надежность работы и упрощается система управления вентилем СТК.

Формула изобретения

Устройство для управления тиристор- ным вентилем статического компенсатора реактивной мощности встречно-параллельно включенных тиристоров, содержащее источник первичньк импульсов, подключенный к входу канала передачи импульсов, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента блока управления, включающего резистор, конденсатор и диодный .мост, в два плеча которого включены согласующие элементы, в выходную диаго- . наль - пороговый элемент, а один вывод входной диагонали предназначен для подключения к одному силовому выводу тиристоров вентиля, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, блок управления снабжен двумя выходными формирователями импульсов управления, выходы которых предназначены для подключения к управляющим переходам тиристоров, а входы подключены к выходам согласующих элементов, выполненных в виде импульсных трансформаторов, причем входная диагональ диодного . моста защунтирована конденсатором и другой вывод ее предназначен для подключения к другому силовому вьшоду тиристоров вентиля через ризистор, а ключевой элемент каждого блока управления подключен параллельно диодам плеч моста с согласующими элементами.

d

3

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повьшение надежности и упрощение. Ти- ристорный вентиль снабжен управляемым aBToreHepatopoM, включенным между изолирующим каналом управления и формирователем импульсов управления тиристорами вентиля и представляющим собой релаксационный автогенератор, который формирует с определенной скважностью импульсы запуска блоков управления тиристорами. На входе автогенератора установлен приемный узел. обеспечивающий срыв автогенерации при наличии сигнала запрета от системы управления и защиты. Введение управляемого автогенератора позволяет всегда быть вентидю готовым работать в диодном режиме, что важно при включении холостой линии, особенно линии сверхвысокого напряжения. В тиристор- ном вентиле автоматически ведется слежение за включенным состоянием тиристоров. Управляемьо автогенератор запускает блоки управления тиристорами, как только на них появится напряжение, то есть он вьЕПолняет одновременно две функции: источника регулярных импульсов управле р€я и источника следящих импульсов в зоне проводимости. Ложное включение вентиля исключено, так как при отсутствии сигнала запрета вентиль находится во включенном состоянии, выключить тиристоры помехой невозможно ложно ВКЛЮЧИТЬ вентиль при наличии сигнала запрета помехой также невозможно, так как сигнал запрета намного больше по величине и длительности сигнала помехи. 1 с.п. ф-лы, 3 ил. Ш (Л 4 СО О

J

Lin

«f

//.

p

I -П

I I

W

4i

г/г. /

П/

fU2. Z