Устройство суммирования токов электродов в токосъемной зоне секционированного магнитогидродинамического генератора Советский патент 1993 года по МПК H02K44/08 

ел С

Использование в системах суммирования токов электродов и нагружения МГД,1 генератора. Сущность изобретения:, устройство суммирования токов электродов содержит тиристорные мосты (4), состоящие из тиристоров (5,6). Цепи первых диагоналей тиристорных мостов включают электрод (1), выключатель постоянного тока (11), сглаживающий реактор (10) и приемник электрической энергии (8). Во вторые диагонали тиристорных мостов включены коммутирующие конденсаторы (15), двухоб- моточные трансформаторы связи (16), трансформаторы переменного тока (17), С блока управления (18) на катушки включения (12) выключателей постоянного тока сигналы подаются с соответству- ющихтрансформаторов переменного тока 3 ил. ..

оо

о

о

00

VJ

со

:

Изобретение относится к магнитргид- родинамйческой технике, в частности к системе суммирования токов электродов и нагружения МГДГ и может быть использовано в промышленных МГД-установках. 5

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства суммирования токов электродов в токрсъемной зоне.

На фиг. 1 показано устройство суммирования токов шести электродов, на фиг,2 - 10 схема замещения двух пар тиристорных мостов; на фиг.З -схема, реализующая работу блока автЬмати и/- , V; -.//.: : -;.:;;..; ; : К электродам 1 анодной группы канала 2 ЦГДГ подключено суммирующее устрой- 15

ство 3, Мосты 4 суммирующего устройства : состоят из тиристоров 5 и б. Точки 7, объединяющие катоды тиристоров 5 и 6 в мостах 4, являются первыми точками первой диаго -;-йали мостов 4 и подключаются к приемнику /20 электрической энергии 8. Точк 9. объедйнЯ-: Ющие аноды тиристоров $ и б в мостах 4, V являются вторыми точками первой диагон -;

ли мостов 4 л подключаются к электродам 1 .- , :;через цепочки, состоящие из; последова, 25 тельнр включенных сглаживающих: pea кто-;; ров 10 и выключателей постоянного тока 11:; ; 6 катушками включений 12, / : ;: й:; &- Н:: Точки 13,14 объединяют аноды с като-г; дайи тиристоров 5, 6 в мостах 4 и являются 30 Точками второй диагонали мостов 4. Во втр-: рые диагонали мостов 4 включены цепочки, 1 состоящие из последовательно включенных ; коммутирующих конденсаторов 15, обмоток трансформаторов связи 1 б и трансформато- 35 ров переменного тока 17. К блоку автрмати- ки 18 подключены с одной стороны выходы трансформаторрв тока 16, а с другой ctOfliO, ны-катушки включения 12 выключателей 11. ; ; / - Электроды 19 катодной группы канала 2 40 череЭ суммирующее устройство-.20, выпйлт. ненное аналогично суммирующему устррйству 3, подключены к приёмнику электрической Г

энергий 8. У: - Л:Ш у -- } :.-: -: }1 ::/ -с J v: .:;: Предлагаемое(устрбйство работает еле- 45

.;ДуюЩйм Обра;зЪм.-,;;-/:г- й-;у--:;л;-:Л: - ;-- }.ff i::

По сигналу с Btixoiia блока автоматики 18 включаются выключатели 11, подклю- ;

Цая пары электродов 1 канала 2 МГД-геНё- ратора к парам тиристорных мостов 4, 50 объединенных с помощью двухобмртбчйргб трансформатора связи16. Тиристорные мо- v : сты4 работают в двуЯпбпуперибднрм режиме. В первый полупёриод открыты и проводят ток тиристоры 5, а во второй пол- 55 упериод открыты и провидят ток тиристоры 6. В первый полупериод ток пары электродов 1 протекает через выключатели 11, сглаживающие реакторы 10, тиристоры 5, трансформаторы тока 17, обмотка транс-.

форматоров связи 16, коммутирующие конденсаторы 15, заряжая их,приемник электрический энергии 8, аналогичное устройство суммирования 20 и пару электродов 19.

Во второй полупериод работы тиристорных мостов 4 ток пары электродов 1 протекает через выключатели 11, сглаживающие реакторы 10, тиристоры 6, коммутирующие конденсаторы 15, перезаряжая их обмотки трансформаторов связи 16, трансформатор переменного тока 17, приемник электрической энергии 8, аналогичное устройство суммирование 20 и пару электродов

,, -/:-:- - . .

Если обмотки трансформаторов связи 16 включены встречно и , то токи распределяются по паре электродов равномер- нр. В случае срыва коммутации тока, например, в одном из рассматриваемых тиристорных мостов 4 на выходе еобтвётству- ющих трансформаторов тока 17 сигнал Становится равным нулнэ и по команде с блока автоматики 18 происходит ртключе- .ние с помощью выключателей 11 той пары тиристорных мостов, где произошла авария. В этом случае развала системы не происходят И закон распределения тока rio электродам токосъемнри зоны не нарушается.

: Все вышеизложенное позволяет сделать однозначный вывод о том, что предлагаё моё: устройство суммирование является более: надежным в работе, чём прототип.; :;;iv Рассмотренная система помимо выср- кой надежности обладает еще. возможность ю реал из ац ий не кото р ы х Зй ко но в раепределения тока по электродам токо- ;съёмной зрны, которую можно осуществ- лятб не только с пбмощью изменения Ктр; но и также р помощью изменения величин ком- мутирующих конденсаторов при нёизменном Ктр. Последнее обстоятельство может быть весьма удобным при реализации тра- пецёидального законй распределения тока по электродам токосьемной зоны. Рассмотрим это на конкретном примере. На фиг.2 показана схема замещения на. одном из по лулериодов работы двух пар тиристрр- ны х мостов, объединенных с помощью трансформаторов связи. Обмотки трансформаторов связи включены встречно. Коэффициент трансформации равен 1.

. -. . .. ,: -/. - -. Пусть величина коммутирующих конденсаторов, включенных в диагональтиристорных мостов, на входе которых действует напряжение 11э2 tb-i. Меньше, чем величина коммутирующих конденсаторов в тиристорных мостах, на входе которых действует напряжение UsiИз схемы замещения видно, что одни выводы коммутирующих конденсаторов жестко объединены между собой и подключены к приемнику электрической энергии, а другие выводы конденсаторов также можно 5 считать объединенными, поскольку потенциалы их близки друг к другу. Равенство потенциалов обеспечивается с помощью трансформаторов связи, компенсирующих неодинаковость величин межэлектродных 10

напряжений;: - .: ;.у-;-; ;. ; -, ,vv: . Д:-;;---ад :Л

Таким образом, можно считать, что Коммутирующие конденсаторы в данной схеме включены параллельно и напряжения на них вне зависимости от иХ величины долж- 15 ны быть одинаковыми. При одинаковых пол- -; упериодах работы тиристоров мостов в;v; цепях, где величины коммутирующих конденсаторов меньше, протекают и меньшие1 ; (10 величине токи. :; : л;;;;:. ,20/: й;;: Следовательно, при пропорциональном у- - уменьшении значений коммутирующих.кон-vД денсаторрв по мере удаления от то- ; осъемнрй зоны будет реализовывавьс Г ; трапецеидальный закон распределения то- 2ё

ка по электродам токосъемной зоны. ; Д -

: -л На фиг.З представлена одна из врзмоМс :: : ных схем, реализующих работу блока авто-: х ; матикй. На схеме; показаны цепи, которйе ; J; позволяют включать и выключать пару вы- 30 ключателей постоянного тока (Ва и В 2); Для; V:; остальных пар выключателей цепи строятся; ;: аналогичным ббразрмУ Рассмотрим работу К схемы, прёдставлейнбй на фиг.3; С

. При. подаче питания в блок а грмаТй ; 3S

увклнэчается Транзистор tin срабатывает ре- |;f ле Рз, замыкая свои («бнтакты в цепи вклю-; Эч чёнйя реле PL На выходе компаратора К :; ;

/присутствует сигнал низкого уровня, и ТраИ--. зистор Т2 выключен. При наисатии кнопки 40 Вкл. выкл. срабатывает промежуТочное ре- 5 ле PI ;и удерживается своим контактом во ; включенном состоянии. На катушки в ключе- ния Раи Р 2выключателрй В аподается И напряжение и происходит включение вы- 45 ключателей, блок-контакты которых замы- :;

;каются в цепи включения реле Р4. ;На J; выходах трансформаторов переменного тб- / ка формируется напряжение, прОпорцио- ; нальное току, протекающему через 50 первичную обмотку трансформаторов. Это: Д: напряжение выпрямляется и поступает на . вход компаратора, где сравнивается с Unop.

При равенстве входных сигналов невыходе компаратора появляется сигнал 55 высокого уровня. Включается транзистор; Т, срабатывает реле РА, замыкая свои кон- ; такты в цепи базы транзистора TL подкл р- чая его к выходу компаратора, замыкается . контакт РА параллельно транзистору 2.

В случае.срыва коммутации в каком-либо тиристорном мосте сигнал, поступающий на вход компаратора, становится равным нулю, на выходе компаратора появляется сигнал низкого уровня, по которому выключаются транзисторы Тц иТ2. Реле Рз обесточивается, размыкая свои контакты в цепи включения реле Pi. Реле Pi отключается, снимается напряжение с катушек включё- ния выключателей Ва и В 2. Выключатели отключаются, размыкая свои блок-контакты в цепи включения реле Р, реле отпада- .ёт. Размыкаются контакты в цепи базы транзистора Ti и параллельно транзистору . Включается транзистор, срабатывает ре- ;ле Рз замыкая свои контакты в цёои включения реле Pi. Схема автоматики готова к . в к л ю ч ё н и ю вы к л юч ат е л ей по к но ri k ё

В к л вы Л У Д К Г

, Ф о р м у л;а и зоб ре тения ; л v v; Устройство суммирования тркрв элбк - тродбв в токосъемной зоИё сейцйрнйро- ванногйi магнитогйдродинамйчёсйргр;- генератора, содержащее тиристорнйё ., ты, первые точки первых диагоналей кото- ; р.ых объединены собой и подключены.;. к приёмнику электрической энергий, а вто- рые точки первых диагоналей подключены Х0 ерответствующим электродам МГД -генера : тора, коммутирующее кондейсаторь и двух- обмоточные трансформаторы, связи; включенные во вторые диагонали тиристор- ;ных мострв, от л и ч а ю щ е е с я тем, что; ; : с целью повышения надежности работы, ус- тройство дополнительно снабжено сглажй-;./ вающйми реакторами,; выключателями -1 постоянного тока с катушками включения трансформаторами переменного Тока и; блоком .айтрматикй, причем тиристорные 1: мосты, подключённые к электродам, распо- ложен н ые симмётрич но относите л ь н о цент- ра Токосъемной зоны, попарно связаны двухобмоточнымй трансформаторами связи, у которых каждая обмотка включена последр-т; ватёльнб.с коммутирующим конденсатором й трансформаторам переменного тока во вторую диагональ соответствующего тиристрр- ного моста, при этом вторые точки первых диагоналей тиристорных мостов подклю-: чёны к соответствующим электродам 1ИГД- генераторй через цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных сглаживающего реактора и вы- -д кл ючатёл я постряннргр то ка, кату ш ка включения которого подключена к соот- : ветствуюЩему выходу блока автоматики, а входы блока артоматики подключены к соответствующим трансформаторам гтеремен- нЬготока . ;-;v;;; :- .- :: ;-- . . . .-;,-,..., ,

:Т

/5

4; vt;«f

ВХЛ.быЫ. :

:JL

А.

/

1Г

. /V

Я

л .: