Токоограничивающее и коммутирующее устройство Советский патент 1978 года по МПК H03K17/56 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для коммутации и ограничения переменных токов.

Известно коммутирующее и регулирующее устройство с естественной коммутацией вентилей, функции токоограничения в котором выполняют реакторы 1.

Эти устройства громоздки и инерционны.

Известно также устройство, в котором использов; н принцип естественной комь утации вентилей, а токоограничивающие свойства выполняет реактор 2 Устройство содержит четыре управляемых вентиля, включенных по мостовой схеме, на зажимах постоянного тока которой включены реактор и дирднореэисторная цепь.

Недостатками этих устройств являются значительные габариты вентилей и реактора и низкая надежность.

С целью повьапения надежности устройства и снижения габаритной мощности управляемых вентилей и реактора в предлагаемом токоограничивакицем и кOMMJтирующем устройстве реактор выполнен сдвоенным со средней точкой, которая подключена к одному из входов устройства, каждая из ветвей сдво енного реактора подключена к другому входу устройства через последовательно и согласно включенные управляемый вентиль и выпрямитель, причем полярность вентилей в ветвях реактора встречная, диод и резистор соединены последовательно и включены параллельно ветвям сдвоенного реактора, а анод диода подключен к той же ветви сдвоенного реактора, к которой подключен анод управляемого вентиля vcтDoйcтвa.

На чертеже представлена схема описываемого устройства, которое содержит управляемые вентили 1 и 2, включенные согласно с ними выпрямители Л и 4, питающиеся от трансформатора 5, сдвоенный реактор 6 и последовательно соединенные диод 7 и резистор 8. Устройство включается в рассечку фазиой цепи переменного тока, например в цепь связи шин одинакового напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Для установления нормального режима следует подать управляющие импульсы на вентили 1 и 2 и напряжение питания на выпрямители 3 и 4. Тогда в контуре, образованном двумя ветвями реактора 6, вентилями 1 и 2 и выпря 4ятелями 3 ч 4 будет протекать постоянныя ток, величину которогоD ро можно регу/ нровать, например путем установлений соответствующего напряжения питания выпряш{телей. Вентили 1 и 2 при этом будут непрерывно находиться Б проводящем состоянии, а ветии реактора - закорочены. Индуктивное сопротивление, вносимое устройством в цепь переменного тока в нормал1ном режиме, составляет величину X нр р (1 с )/2 , т.е. оно при реально достижимой величине коэффициента электромагнитной связи между обмотками с ,95 и, пр достаточно большой величине сопротив ления ветвей реактора р (0,2-0,3) S ц , составит несущественную величину. Непрерывная проводимость вентилей 1 и 2 сохранится при протекании между полюсами устройства тока с амплитудой 3 j , удовлетворяющей условию П „ 2 Оро . При выполнении указанного равенства, по ветвям реактора и по вентилям протекают равные по величине токи, имеющие постоянную составляющую рд- 3,/2 И синусоидаль ную составляющую П . bin (t-Ynp). 2П( t пр) В номинальном режиме целесообразно иметь Зр . Благодаря встречному включению вы прямителей 3 и 4, пульсации напряжения на зажимах устройства, обусловленные действием выпрямителей, отсутствуют. Мощность выпрямителей 3 и 4 соста ляет лишь несколько процентов от про ходной мощности устройства, поскольк контур, в котором развивается постоянный ток - низкоомный. В нормальном режиме диод 7 заперт импульсы управления на вентили можно не подавать. Для отключения устройства достаточно снять питание со всп могательных выпрямителей 3 и 4. В аварийном режиме короткого за мыканкя составляющая переменного fo ка от питающей сети, протекающая по ветвям сдвоенного реактора, резко ув личивается и, один из управляе№лх ве тилей устройства запирается. В цепь короткого закикания, через продолжа1рг«Шй проводить улгравляемый вентиль, включается индуктивное сопротивление одной ветви реактора, ограни гивающее ударное значение, тока. После достиже ИЯ первой, ограниченной по величине, олуволновой ток короткого за1 ыкания остигает своего максимума, на зажимах диода 7 появляется положительное напряжение и ветви реактора закорачиваются через резистор 8. Эквивалентное сопротивление сдвоенного реактора при этом резко уменьшается и, тем caNbiM, обеспечивается быстрый спад аварийного тока цепи. Отключение второго управляемого вентиля и . самого устройства при соответствующем выборе величины резистора 8 может быть произведено за время, не превышающее 0,015 сек, с момента возникновения аварии. После отключений цепи образуется замкнутый через резистор 8, диод 7 и ветви сдвоенного реактора 3 и 4 автономный контур, в котором ток быстро затухает, вследствие рассеяния энергии электромагнитного поля реактора в резисторе. Преимущества токоограничивающего и коммутирующего устройства по сравнению с известными устройствами состоит в уменьшении вдвое чйсла управляемых вентилей, габаритов и активных потерь в устройстве. Формула изобретения Токоограничивающее и коммутирующее устройство, содержащее управляемые вентили, выпрямители, реактор, диод и резистор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и снижения габаритной мсадиости управляемых вентилей и реактора, реактор выполнен сдвоенным со средней точкой, которая подключена к одному из входов устройства, каждая из ветвей сдвоенного реактора подключена к другому входу устройства через последовательно и согласно включенные управляемый вентиль и выпрямитель, причем полярность вентилей в ветвях реактора - встречная, диод и резистор соединены последовательно и включены параллельно ветвям сдвоенного реактора, а анод диода подключен к той же ветви сдвоенного реактора, к которой подключен анод управляемого вентиля устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе; 1.Авторское свидетельство СССР 353349, кл, Н 03 17/56, . 2.Авторское свидетельство СССР № 491213,клН 03 К 17/56, 1973 ,