Трансформаторно-тиристорный регуляторпеременного напряжения Советский патент 1976 года по МПК H02M5/12 G05F1/14 H02P13/16 

1

Изобретение отноеитея к силовым полупроводниковым преобразователям переменного напряжения, предназначенным для регулирования напряжения питания потребителей с повышенными требованиялП- к качеству электрической энергии.

Известен тра-нсформаторно-тириеторный регулятор переме-нного напряжения, содержащий трансформатор с регулируемой секционированной обмоткой, к выводам которой подключены пары рабочих тиристоров для переключения секций; блоки управления и максимальной токовой защиты, а также узел искусственной коммутации, состоящий из последовательно соединенных конденсатора и тиристорного ключа переменного тока.

Недостатком известного устройства является то, что защита рабочих тиристоров от перегрузок по току осуществляется путем снятия импульсов управления рабочих тиристоров, которые в этом случае запираются нри ближайшем переходе тока через нзлевое значение. При коротких замыканиях аварийный тоК регулятора может в 10-20 раз превышать номинальный, а длительность протекания аварийного тока за счет апериодической составляющей тока может оказаться более полупериода питающего «анряжения (12-15 мс при частоте 50 Гц). Тиристоры же обладают сравнительно малой перегрузочной способностыб,

поэтому их приходится выбирать по аварийному режиму работы регулятора. В результате установленная мощность тиристоров, масса стоимость и габариты регулятора увеличива ются, а в норМальном режил1е работы тири сторы недостаточно используются по току.

Целью изобретения является обеспечение защиты рабочих тиристоров регулятора от перегрузок по току и перенапряжений для уменьшения их установленной мощности. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве указанный узел искусственной коммутации включен между общей TOMKOII рабочих тиристоров и выводом секции регулируемой обмотки трансформатора с 1аибольщим числом витков, а параллельно упомянутому конденсатору подключен резистор.

На чертеже представлена приаципиальная электрическая схема одной фазы трансформаторно-тнрнсторного peгyvтятopa переменного напряжения.

Трансформаторно-тирнсторный регулятор переменного .напряжения содержит трансформатор 1 с нерегулируемой и регулируемой секционированной обмотками, выводы 2, 3 и 4 регулируемой секционированной обмотки, к которым присоединены пары 5 и 6 рабочих тиристоров; блок управления 7, блок максимальной токовой защиты 8. Узел искусственной коммутации регулятора содержит носледовательно соединенные конденсатор 9 с шунтирующим его резистором 10 и тиристорный ключ 11 переменного тока и включен между общей точкой рабочих тиристоров 5 и 6 и выводом 4 секции регулируемой обмотки трансформатора с наибольшим числом внтков.

Устройство работает следующим образом.

Блок 7 управления вырабатывает импульсы рабочих тиристоров 5, измеряет величину выходного напряжения регулятора и регулирует задержку но фазе импульсов управления рабочих тиристоров 6. Блок 8 максимальной токовой защиты контролирует величину тока регулятора и при перегрузках по току подает импульс запрета на блок 7 управления и вырабатывает имиульс управления тиристорным ключом 11 узла искусственной коммутации.

В нормальном режиме работы регулятора тиристорный ключ 11 заперт, конденсатор 9 разряжен, а пары 5, 6 рабочих тиристоров, получая сигналы управления с блока 7 управления, обеспечивают переключение выводов 2, 3 регулируемой секционированной обмотки и стабилизацию выходного напряжения регулятора при изменениях входного напряжения и тока нагрузки.

При коротком замыкании в иитаемой сети или при перегрузке регулятора в момент времени, когда мгновенное значение аварийного тока достигает значения уставки, блок 8 максимальной токовой защиты подает сигнал на снятие импульсов управления с рабочих тиристоров 5, 6. Одновремен.но или с некоторой задержкой по времени, как только полярности нанряжения и аварийного тока станут одинаковыми, блок 8 максимальной то-ковой защиты подает также импульс управления .на включение тиристорного ключа 11.

После включения тиристорного ключа 11 проводящий рабочий тиристор запирается обратным Напряжением между вывода-ми регулируемой обмотки трансформатора. Обратное напряжение к рабочим тиристорам прикладывается через конденсатор 9, который заряжается аварийным током. Емкость конденсатора выбирается из условия обеспечения обратного напряжения на рабочих тиристорах 5, 6 в течении времени восстановления их запирающей способности. Резистор 10 увеличивает затухание контура, по которому протекает аварийный ток, снижает перенапряжения на элементах регулятора и ограничивает ток через тиристорный ключ 11 после того, каК рабочие тиристоры 5, 6 закрылись, а конденсатор 9 зарядился. Запирается тиристорный ключ 11 в момент ближайшего перехода тока через нулевое значение.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивае г быстрое принудительное запиранне рабочих тиристоров через несколько десятков микросекунд после того, как аварийный ток достиг значения тока уставки. Это позволяет о ранкчить величину и длительность протекания аварийного тока, ограничить перенапряжения на элеметах схемы, выбирать рабочие тиристоры .не по аварийному режиму, а по току нормального режима, в 2-3 раза уменьшить установленную мощность тиристоров и тем самьш уменьшить габариты, массу и стоимость регулятора.

Формула изобретения

ТрансформаторНО-тнристорный регулятор переменного «а.пряжения, содержащий трансформатор с регулируемой секционированной обмоткой, к выводам которой подключены пары рабочих тиристоров для переключения секций, блоки управления и максимальной токовой защиты, а также узел искусственной коммутации, состоящий из последовательно соединенных ко.нде«сатора и тиристорного ключа переменного тока, отличающийся тем, что, с целью обеспечения повышения надежности и уменьшения их установленной мощности, указанный узел искусственной коммутации включен между общей точкой рабочих тиристоров н выводом секции регулируемой обмотки трансформатора с наибольшим числом витков, а параллельно упомянутому конденсатору подключен резистор.