Устройство контроля величины и формы выпрямленного напряжения и напряжений на плечах высоковольтного преобразовательного моста Советский патент 1980 года по МПК G01R15/06 

ния на их анодах, что чаще всего имеет место при углах включения вентилей высоковольтного моста, превышающих 45-50 эл, способы вызывать несвоевременные включения тиристоровиизковольтного выпрямителя и обусловл вать тем самым отказы в работе устройства. Цель изобретения - повышение надежности устройства путем ликвидации токов, способных вызывать несвоевременные включё)гая тиристоров низковольтного выпрямителя, и получения возможности использования устройства как в выпрямительном, так и в инвертор ном режимах работьг высоковольтного моста. Указанная цель достигается тем, что в устр стве контроля величины и формы выпрямленно го напряжения и напряжений на плечах высо вольтного преобразовательного моста по основ ному авт. св., содержащем высоковольтный пр образовательный блок, состоящий из силового трансформатора и преобразовательного Моста, низковольтный управляемый выпрямитель, блок питания, состоящий из трех реакторов, трех вь1соковольтных трансформаторов тока и трех низковольтных трансформаторов тока, и бло с утфавлёнйя, выполненнШ на низковол ных трансформаторах тока, указанные транс4юрматорь1 тока снабжейь вспЬМоЙтёЯьШми обмотками, зашунтированными диодами, вклю ченными согласно с диодами, в свою очередь шунтирующими вторичные обмотки этих транс форматоров, Наличие вспомогательных обморок и щунтирующих диодов создает такой режим работы низковольтных трансформаторов Гокй, Яри котором намагничивающие токи трансформато ро1в, способные вызывать несвоевременные включения тиристоров, в цепях их управляющ электродов не протекают. На фиг. 1 изображена принципиальная элек трическая схема устройства и показано его включение в цепи высоковольтного преобразовательного моста; на фиг. 2 - токи, протекающие через вентили высоковольтного пре образовательного моста и через управляющие электродь тиристоров низковольтного выпрямителя. Устройство контроля величины и формы выпрямленного напряжения и напряжений на плечах высоковольтного преобразовательного блока, состоящего из силовых трансформаторов 1 и преобразовательного моста 2, содер)1мт низковольтный управляемый выпрямитель 3, блок 4 питания, блок 5 управления и тран форматоры б напряжения. При этом блок 4 питания моделирует схему замещения высоковольтных силовых трансформаторов 1, кото состоит из реакторов 7-9, Высоковольтных трансформаторов 10 тока и низковольтных трансформаторов 11 - 13 тока; Индуктивность реакторов 7 - 9 в заданном асштабе соответствуют индуктивностям расеяния силовых трансформаторов 1. Блок 5 управления состоит из низковольтых трансформаторов 14 - 19 и диодов 20-31. Трансформаторы 14 - 19 имеют по три обмотки: первичные 14-Г, 15-1 ... 19-1, вторичные 14-2, 15-2 ... 19-2 и вспомогательные 14-3, 15-3 ... 19-3i: Первичные обмотки 14-1 ... 19-1 соединяются по две обмотки последовательно и включаются пофазно в цепи высоковольтных трансформаторов 10 тока. Вторичные обмотки 14-2, 15-2... 19-2 соединяются с управляющими электродамн тиристоров 32-37 низковольтного выпрямителя 3 и шунтируются диодами 20-25, включенными встречно по отношению к управляющим электродам. При этом диоды и управляющие электроды, включенные в цепи вторичных обмоток двух трансформаторов, первичные обмотки кот°орых соединены между .собой последовательно, включаются по отношению друг к другу встречно. Вспомогательные обмотки 14-3 ... 19-3 шунтируются диодами 26-31, которые включены согласно с диода ш 20-25, шунтирующими вторичные обмотки своих трансформаторов. В предлагаемом устройстве осуществляется воспроизведение в заданном масштабе напряжений между полюсами и на отдельных плечах преобразовательного моста 2, а также напряженки, приложенных к преобразовательному мосту 2 со стороны переменного тока. С этой целью на входы 38-40 блока 4 питания через трансформаторы 6 напряжения подается напряжение высоковольтной сети, от которой. питаются силовые трансформаторы 1, а через реакторы 7 - 9 с помощью трансформаторов 10 - 13 тока пропускаются токи, протекающие по обмоткам трансформаторов 1. Напряжения, поданные на входы 38-40 блока 4 питания, суммируются с падениями напряжения на реакторах 7 - 9, в результате чего напряжения, на выходах 41-43 блока 4 питания воспроизводят по мгновенным значениям, в заданном масштабе, напряжения, приложенные к высоковольтному мосту 2 со стороны переменного тока Сточки 44-46). Напряжения с выходов блока 4 питания подаются на вход низковол1&тного выпрямителя 3. С помощью блока 5 управления осуществляется преобразование трех линейных токов Зд, tJg, с (фиг. 2) силовых трансформаторов 1 в шесть им11ульсрв тока положительной полярности ЗУ KjT и Эуа„, управляющих соответственно работой тнристоров катодиой и анодной групп йизковольтного выпрямителя 3. 5 С этой целью в блоке 5 управления одна из полуволн линейных токов Од, tie, 3с прох дит через диода а вторая - через управляющи электроды тиристоров. Так как полуволны линейных токов Од, tJg, 3с являются токами, протекающими через вентили 47-52 высоковольтного моста 2, моменты включения и отключения тиристоров 32 37 низковольтного выпрямителя 3 должны совпадать с моментами включения и отключени соответствующих вентилей высоковольтного моста 2. Поскольку напряжения, поданные на входы 41-43 низковольтного выпрямителя 3 воспроизводят в заданном масштабе напряжения, приложенные к высоковольтному мосту 2 со стороны переменного тока (точки 44 - 46), через тиристоры 32-37, проводящие токи в той же последовательности, что и вентили 47-52, к полюсам 53 и 54 и отдельным тиристорам низковольтного выпрямителя 3 будут прикладываться напряжения, соответствующие, с учетом выбраннбго масштаба, напряжениям полюсов 55, 56 и отдельных плеч высоковольтного моста 2. При этом вольтметр 57, ваттметр 58 и счетчик 59 электрической энергии, подключенные к полюсам 53, 54 низковольтного выпрямителя 3, будут измерять напряжение мехсду полюсами 55 и 56 высоковольтного моста 2, а электронный осциллограф (ЭО) 60 - регистрировать форму кривых напряжений между полюсами и на отдельных плечах этого моста. В цепях управляющих электродов тиристоров 32-37, кроме токов 3 И :.,.„, сфор мированиых из токов вентилей высоковольтного моста 2, после погасания второго вентиля данной фазы может протекать намагничиваю щий ток, обусловленный изменением магнитнот6 потока в сердечнике трансформатора, возНИкающим после исчезновения тока в его первичной цепи. Кроме того, в цепях управляющи электродов тиристоров может протекать намагничивающий ток, трансформированный из цепей высоковольтных трансформаторов 10 тока (например, в цепи управляющего электрода тиристора 32 возможно протекание намагничивающего тока в момент времени t, соответствующий отключению вентиля 48 (фиг. 2), в резул тате чего тиристор 32 может включиться не в момент ti(t5), соответствующий включению ве тиля 47, а примерно на 45-50 эл. раньше - в момент t4). В предлагаемом устройстве для ликвидации токов, способных вызывать несвоевременные включения тиристоров низковольтного выпрями теля 3, в трансформаторах тока 14-19 предусмотрены вспомогательные обмотки 14-3 - 19-3, замкнутые на диоды 26-31. 8 В связи с наличием вспомогательных обмоток, замкнутых на диоды, в трансформаторах 14-19 во время нерабочей части периода вторичный ток протекает через две обмотки вторичную и вспомогательную, а во время рабочей части периода - только через вторичную Л В результате этого в трансформаторах 14-19 создается асимметричный режим нагрузки, при котором сопротивлениявторичной цепи трансформаторов в рабочем и нерабочем полупериодах отличаются друг от друга. Под влиянием асимметрии нагрузок намагничивание сердечников трансформаторов 14-19 происходит по асимметричному циклу, вследствие чего намагничивающие токи, возникаюЩгзе в моменты отсутствия тока в первичной цепи, не меняют своего направления и протекают через диоды 20-31, не попадая в цепи управляющих электродов тиристоров 32-37. Например, в трансформаторе 14 в течение времени намагничивающий ток имеет то же направление, что и в течение времени t2-t3 и протекает через диоды 20 и 26, минуя цепь управляющего электрода тиристора 32. Если же намагничивающий ток положительной полярности трансформируется из цепей высоковольтных трансформаторов 10 тока, он оказывается направленным навстречу намагничивающему току соответствующего низковольтного трансформатора тока, и при сложении эти токи компенсируют друг друга. На фиг. 3 приведены осциллограммы, демонстрирующие работу схемы управления в предлагаемом устройстве. На осциллограмме 1 снято напряжение на управляющем электроде одного из тиристоров низковольтного выпрямителя 3 при разомкнутой вспомогательнойобмотке соответствующего низковольтного трансформатора тока, а на осциллограмме 2 - то же напряжение при замкнутой на диод вспомогательной обмотке. На осциллограммах 1 и 2 видно, что замыкание вспомогательной обмотки на диод привело к полному исчезновению несвоевременного импульса, при том амппитуда рабочего импульса почти не изменилась. Таким образом, использование в низковольтных трансформаторах тока блока 5 управления вспомогательных обмоток, замкнутых на диоды, обеспечивает своевременное включение тиристоров низковольтного выпрямителя 3 при любых углах включения вентилей высоковольтного моста 2 и позволяет применять устройство не только в выпрямительном, но и в инверторном режимах работы высоковольтного моста 2. При этом в инверторном режиме высоковольтного моста тирисоры низковольтного выпрямителя 3 работают а обратных анодных токах с использованием транзисторного эффекта. 74 Формула изобретения Устройство контроля величины и формы выпрямленного напряжения и напряжений на плечах высоковольтного преобразовательного моста по авт. св. № 274214, отличаю щ е ее я тем, что, с целью повьпыения надежности устройства путем пиквидащш токов, способных вызывать несвоевременные включения тиристоров низковольтного вьифямнтеля, и по.8 лучения возможности использования устройства как в выпрямительном, так и в инверторном peжимaxf высоковольтного мо(5та, низковольтные трансформаторы тока в блоке управления снабжень вспомогательными обмоткаМи, згшунтирова}шыми диодами, включенными согласно с диодами, в свою очередь шунтирующими вторичные обмоткн этих трансформаторов.

7 г i3

V-ff-yj

/

so I

SI

JL/

П

J

nr T r-y-i7-)(

,

I -. (

I I I I

e

Ш

S2

T

lytfom

it Л

I ч OH

Фиг. г