Устройство для защиты от повреждения выпрямительного агрегата Советский патент 1992 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам защиты от повреждения силовых выпрямительных преобразователей при сквозном пробое их диодов.

Известны устройства для защиты диодов выпрямительных агрегатов тепловозов от пробоя. Они имеют низкую чувствительность.

Известна защита, которая имеет два трансформатора, два блока выделения модуля переменного напряжения, блок выделения разности переменных напряжений и пороговый элемент. Область применения такой защиты ограничена, она защищает от повреждения мощные генераторы и от возникновения в их обмотках витковых коротких замыканий.

Целью изобретения является повышение функциональных возможностей путем обеспечения защиты диодов выпрямителей агрегата.

На чертеже показано устройство защиты и защищаемый им объект- выпрямительный агрегат.

Выпрямительный агрегат состоит из двух соединенных в звезду трехфазных обмоток 1 и двух трехфазных мостовых выпрямителей 2. Эти выпрямители соединены между собой параллельно своими полюсами выпрямленного тока (наглухо, как показано на схеме, или через уравнительный реактор). Каждый выпрямитель 2 получает трехфазное переменное напряжение от одной звезды трехфазных обмоток 1. Нагрузкой выпрямителей 2 являются тяговые электродвигатели тепловоза, которые не показаны на схеме и подключены между положительными и отрицательными полюсами выпрямителей 2.

Устройство защиты включает в себя два однофазных мостовых выпрямителя 3 и 4, сглаживающие фильтры 5 и 6, резисторы 7 и 8, реле постоянного напряжения с катушкой 9 и трансформатор напряжения 10 Сглаживающие фильтры 5 и 6 имеют соот(Л

С

со

Х4

О

О

Ъ

ветственно конденсаторы 11 и 12, дроссели 13 и 14.

Последовательно включенные мостовой выпрямитель 3 сглаживающий фильтр 5 образуют функциональный блок 15 выделения модуля переменного напряжения. Выводы сглаживающего фильтра 5 являются выходом блока 15. Выводы переменного напряжения мостового выпрямителя 3 образуют вход функционального блока 15, подключаемый непосредственно к нулевым точкам звезд трехфазных обмоток 1.

Последовательно включенные вторичная обмотка трансформатора 10 напряжения, мостовой выпрямитель 4 сглаживающий фильтр 6 тоже образуют функциональный блок 16 выделения модуля переменного напряжения. Входом блока 16 является первичная обмотка трансформатора 10, которая предназначена для подключения между нулевыми точками трехфазных звезд обмоток 1. Выводы фильтра 6 образуют выход функционального блока 16.

Резисторы 7 и 8 образуют блок 17 выделения разности переменных напряжений, который подключен к выходам блоков 15 и 16 выделения модулей переменного напряжения. К выходам блоков 15-17 подключена обмотка 9 реле, выполняющего в схеме защиты функции порогового элемента. Контакты этого реле не показаны на схеме и находятся в цепи управления контактором тока возбуждения синхронного генератора.

На схеме обмотка 9 реле и резисторы 7 и 8 блока 17 соединены между собой по П-образной схеме. Блок 17 может быть выполнен таким образом, что его резисторы и обмотка реле соединяются между собой по Т-образной схеме.

Работа защиты определяется режимом работы выпрямительного агрегата и осуществляется в следующей последовательности.

В нормальных рабочих режимах защищаемый агрегат выпрямляет ток для питания тяговых электродвигателей тепловоза. В таком режиме между нулевыми точками звезд трехфазных обмоток 1 действует переменное напряжение, которое при отсутствии сквозного пробоя диодов в плечах мостовых выпрямителей 2 формируется из симметричных участков синусоид и поэтому не имеет постоянной составляющей. Наличие такого переменного напряжения обусловлено сдвигом по фазе между системами напряжений соединенных в звезду трехфазных обмоток 1, который для синхронных генераторов тепловозов составляет 30 град, эл.

Функциональные блоки 15 и 16 защиты формируют модули переменного напряжения, действующего между нулевыми точками звезд трехфазных обмоток 1. При

соответствующем выборе коэффициента трансформации трансформатора 10 напряжения, параметров сглаживающих фильтров 5 и 6 и блока 17 выделения разности переменных напряжений в нормальных ра0 бочих режимах агрегата напряжения на выходе блоков 15 и 16 имеют одинаковую величину. Поэтому на выходе блока 17 напряжение отсутствует, ток в цепи катушки 9 реле не протекает и оно не возбуждено,

5 В аварийном режиме выпрямительного агрегата, сопровождающемся сквозными пробоями диодов плеча его мостовых выпрямителей 2, нарушается симметрия участков синусоид, из которых формируется

0 напряжение между нулевыми точками звезд обмоток 1. После этого напряжение, которое дей- ствует между этими точками выпрямительного агрегата и прикладывается ко входам обоих блоков 15 и 16 выделе5 ния модулей переменных напряжений, имеет две составляющих: переменную и постоянную.

Подключенный непосредственно к нулевым точкам звезд обмоток 1 блок 15 выде0 ляет модуль переменной и постоянной составляющей напряжения, действующего между указанными точками схемы агрегата. Так как постоянная составляющая этого напряжения не передается во вторичную

5 обмоткутрансформатора 10 напряжения, то блок 16 выделяет модуль только переменной составляющей напряжения между нулевыми точками звезд обмоток 1.

В результате этого на выходе блоков 15

0 и 16 появляются напряжения разной величины и блок 17 выделяет разность этих напряжений, которая прикладывается к обмотке 9 реле. Это реле срабатывает и меняет положение своих контактов в цепи уп5 равления контактов, который после срабатывания реле перерывает ток возбуждения синхронного генератора выпрямительного агрегата.

После этого напряжение обмоток 1 син0 хронного генератора спадает к нулю, прекращается аварийный ток в обмотках 1, в диодах мостовых выпрямителей 2 и снимается напряжение с обмотки 9 реле. Это реле отпадает, меняет положение своих контак5 тов, защита таким образом переходит в исходное состояние и готова к повторному срабатыванию.

Формула изобретения Устройство для защиты от повреждения выпрямительного агрегата, состоящего из

двух трехфазных мостовых выпрямителей и синхронного генератора с двумя соединенными в звезду трехфазными обмотками, содержащее два блока выделения модулей переменного напряжения, один из которых выполнен в виде последовательно включенных вторичной обмотки трансформатора напряжения, мостового выпрямителя и сглаживающего фильтра, первичная обмотка трансформатора напряжения предназначена для включения между нулевыми точками звезд трехфазных обмоток, к выходам блоков выделения модулей переменных напряжений подключен блок выделения

0

разности переменных напряжений, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональных возможностей путем обеспечения защиты диодов выпрямителей агрегатов, второй блок выделения модуля переменного напряжения выполнен в виде последовательно соединенных мостового выпрямителей и сглаживающего фильтра, выводы последнего являются выходом блока выделения модуля переменного напряжения, выводы переменного напряжения мостового выпрямителя предназначены для подключения непосредственно к нулевым точкам звезд трехфазных обмоток.

Использование: Изобретение может использоваться в силовых выпрямительных агрегатах, например в тепловозах для защиты диодов от сквозных пробоев. Сущность изобретения заключается во введении в блоки выделения модулей переменного напряжения из трансформатора напряжения мостовых выпрямителей и фильтров блока выделения разности этих напряжений. 1 ил.