Высоковольтный тиристорный вентиль Советский патент 1980 года по МПК H02M1/18 H02H7/12 H02M7/10 

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ВЕНТИЛЬ

1

Изобретение относится к силовой преобразовательной Технике, а именно к высоковольтным тиристорным венти- лям для линии передач электроэнергии постоянным током.5

Известны высоковольтные тиристорные вентили (ВТВ), в которых с цепью обеспечения контроля за количеством пробитых тиристоров в каждой его части - модуле - образуют мостовую О схему с помощью параллельно подсоединенного делителя -напряжения и замеряют напряжение разбаланса моста в каждом модул.е. Например, японские фирмы выполняют НТВ -следующим об-15

разом, В каждом ВТВ содержится 24 или 16 модулей, в которых последовательно включено 8 или 12 тиристоров.- Параллельно модулям установлен делитель напряжения. Средняя точка 20 цепочки тиристоров модуля соединена со средней точкой делителя через сигнальную лампу, которая загорается при пробое тиристора..

Недостатком такого модуля .являет- 25 ся то, что при пробое второго тиристора в том же модуле, в том же плече моста, лампа продолжает по-прежнему светиться. Следовательно, в этом случае информация о количестве про- 30

битых тиристоров будет неверной. Для того, чтобы избежать указанного недостатка, измерительный мостик делают неравноплёчим. Два низковольных плеча моста составляют примыкающие к катодному выводу ВТВ тиристорная ячейка и низковольтное плечо делителя напряжения, адва высоковольтных, плеча-цепочка тиристорных ячеек, за исключением катодной, и высоковольтное плечо делителя. Катодную тиристорную ячейку называют чаще опорной. С целью увеличения надежности снижают ее рабочее напряжение, элементы резервируют и специально Недогружают. Однако следует отметить, ЧТО снижение рабочего напряжения на опорной ячейке приводит к снижению полезного сигнала. Обычно его снижают не более, чем на 50%. Поскольку показания прибора в диагонали мостика пропорциональны не только числу пробитых тиристоров-, но и напряжению на ВТВ, точность контроля тиристоров такого вентиля оказалась низкой.

С целью устранения этого недостатка измеряют величину напряжения на ступени делителя и по отношению упомянутого напряжения раз3,

баланса k полученной величине напряжения контролируйт число пробитых тиристоров. Высоковольтный тиристорный вентиль, в котором этот способ реализуется, содержит последовательно соединенные тиристорные ячейки в частном случае с R и RC-делитель- , ными цепочками, опорную катодную тиристорную ячейку, высоковольтный делитель напряжения, включенный параллельно цепи тиристорных ячеек, и преобразователь, включенный в диагональ моста, образованного делите Лём, тиристорных ячёек , опорной тиристорной ячейкой и ступенью делителя. Однако такая система контроля также имеет недостатки..

Точность контроля тИристОрОв в таких ВТВ невысока, .поскольку напряжение в диагонали измерительного мостика при пробое тиристорных ячеек сравнимо с напряжением помехи. Напряжение на опорной тиристорной ячейке дб б т аточн овелико, что снижает ве роятность безотказной работы системы

контроля. : .

Цель настоящего изобретения состоит в увеличении точности и надежности контроля -тиристоров в ВТВ путем изменения электрической схемы вентиля,за счет чего увеличивается величина полезного сигнала в диагонали измерительного моста, а напряжение на опорной тиристорной ячейке снижается на порядок по ср)аВнению с напряжением на рабочейтиристорной ячейке ВТВ (при пробое избыточного числа тиристоров) или становится равным н.улю (если все тиристоры ВТВ целы). Для этого -измерительный мост делается равнойлечим за счет выполнения делителя напряжения R и НС-тип причем активное, реактивное и полное сопротивление последнего равны актив нойу, реактивному и полному сопротивлению цепочки тиристорных ячеек. При этимцепь последовательно соеди нённйхтИристбрных ячеек р азделена на Две равные части, между которыми включена опорная ячейка.Высоковольтный делитель также разделен на две равные части, одна из которлх включей а й §жду ан ныйвыв од и катодом опорной тиристорной ячейки авторая - между анодом опорной тиристорной ячейки И катодНым выводом вентиля. При этом ин;Ь;икатб1:) напряже1йИя подключен параллельно опорной тиристорной ячейке.Г

Принципиальная схема ВТВ (или модуля если контроль осуществляется пoмoдyльнoJ показана на чертеже .

Равные части 1 и 2 цепи последоватёлЬнО йОёдиненных тиристорных ячеек с парамётроами R,, Н, С и Сл и равные части 3 и 4 высоковольт738064

ного делителя R и RC-типа с парам; - рами R3, R4; Cj и С образуют мост, в диагональ которого включена опорная тиристорная ячейка 5 с подключенным параллельно индикатором напржения 6..

Определение количества пробитых тиристоров в ВТВ (или модуле) производится следующим образом.

Если все ячейки целы, то мост уравновешен и напряжение на опорной тиристорной ячейке 5 равно- нулю. Есл пробиваются тиристорные ячейки модуля, то напряжение на опорной тиристоной ячейке 5 и на входе индикатора . напряжения б увеличивается.

Такое решение применимо и выполнении сигнализации помодульно. В этом случае в качестве индикатора напряжения б можно использовать либо преобразователь отношения двух напряжений вчастоту, либо жидкокристаллическую ячейку в качестве модулятора света и т.д.

Увели- ёние надежности контроля ВТ происходит вслёдствИе снижения напряжения на рпорной тиристорной ячейке (если все тиристоры целы, то напряжение равно нулю; если пробито резернЬе количество тиристоров, например 10%, то напряжение равно приблизительно 0,1. и.г.я Известно,что зависИмость Интесивности отказов тиристоровОт приложенного напряжения является примерно прямопропорциональной. Расчеты поКазываю т, что интенси.ность отказов опорной тиристорной ячейки снизится в 2-3 раза. Среднее время наработки на отказ четырехмостового преобразователя из-за отказа опорных тиристорных ячеек возрастет от 3500 ч до 7000-10000 ч.

Формула изобретения

Высоковольтный тиристорный вентиль, содержащий две равных группы последовательно включенных тиристорных ячеек с делительными цепочками, опорную тиристорную ячейку, высоковольтный делитель напряжения, разделенный на две равные части, и индикатор напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности- и надежности контроля тиристоров каждая часть высоковольтного делителя выполнена с импедансом, равным импедансу, группы тиристорных ячеек, причем опорная тиристорная ячейка с параллельно подключенным индикатором напряжения включена между указанными группами ячеек, а часть делителя включена одна между анодными, а вторая между катодными выводами групп тиристорных ячеек.