Устройство для отключения цепи переменного тока Советский патент 1980 года по МПК H03K17/567 

f

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для отключения цепи переменного тока посредством принудительного запирания тиристоров при коротком замыкании в электрической сети.

Известии устройства для принудительного запирания тиристоров с 1рансФ9рматорным выводом и избыточной энергии из контура коммутации 1 ,

Эти устройства не обеспечивают снижения скорости нарастс ния тока d.K.i. )

Уменьшение скорости

dt

нарастания тока к.з. способствует , снижению времени отключения токов к.з. и снижению требования к мощности конденсаторной батареи (коммутация токов к.з. происходит при его меньшем значении).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство, кгикдая фаза которого выполнена в виде однофазного мостового выпрямителя, к зажимам постоянного тока которого подключен реактор и который снабжен блоком принудительной коммутации управляемых вентилей 2.

Недостаток этого устройства - большое время отключения токов к.з. (0,005 с).

Целью изобретения являются уменьшение времени отключения токов к.з. в электросети за счет быстрого снятия управлякяцих импульсов с силовых тиристоров, обнаружения к.з. в электросети по производной тока к.з., обеспечение быстрого затухания переходного процесса; путем введения активного сопротивления в цепь к.з.

Цель достигается тем, что устро ство для отключения цепи переменного

tS тока, содержащее однофазный полууправляеколй мостовой выпрямитель с блоком управления, тиристоры которого через дроссель, коммутирующий тиристор и разделительные диоды связаны с

20 коммутирующими конденсатором, шунтированным диодом и резистором, индуктивный реактор, выполненный в виде автотрансформатора с тремя обмотками и магнитопроводами, снабжено дву25 мя пороговьйми элементами контроля

di

уровней -rj- , двумя дополнительными резисторами, дополнительным конденсатором, шунтированным резистором 30 и диодом, дополнительными резисторами, дополнительным тиристором и двумя импульсными датчиками, причем первичная обмотка автотрансформатора включена в диагональ полууправляемого мостового выпрямителя, к средней точке которого через первый дополнительный резистор подключен дополнительный тиристор, управляющий переход которого подключен к первому импульсному датчику, включенному между коммутирующим тиристором и дросселем одна из вторичных обмоток реактора через пороговый элемент контроля

первого уровня .. подключена к блоку управления тиристорами мостового выпрямителя, а другая вторичная обмотка реактора через второй дополнительный резистор, -второй импульсный датчик, пороговый элемент контроdiля второго уровня

подключена к

dt

дополнительному конденсатору.

На чертеже представлена схема устройства.

Оно содержит тиристоры 1, и 2 моста , диоды моста 3 и 4, разделительные диоды 5 и б, присоединенные анодами к катодам диодов 3 и 4, первичные обмотки 7 и 8 автотрансформаторов, включенные в диагональ моста, вторичные обмотки 9 и 10. К обмотке 8 через первь й резистор 11 подключен тиристор 12, к обмотке 9 через резистор 13 - пороговый элемент 14

dk dt

а первый импульвторого уровня

сини датчик 15 подключен конденсатору 16, шунтированному резистором 17.

К катодам тиристоров 1,2 подключен коммутирующий конденсатор 18, шунтированный диодом 19, резистором 20-, через тиристор 21, второй импульсный датчик 22,дроссель 23. Вторичная обмотка автотрансформатора 10 через пороговый элемент первого уровня - подключена к блоку управления

cit тиристорами.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы электросети по обмоткам 7 и 8 автотранс.форматоров протекает выпрямленный ток (двухфазное выпрямление). Падение напряжения на автотрансформаторе практически равно нулю. Немагнитные зазоры в магнитопроводе обеспечивают ненасыщенное состояние стали автотрансформатора.

При возникновении к.з. в электросети на автотрансформатор подается напряжение, равное . -. , где

L - индуктивность обмоток 7 и 8 автотрансформаторов до момента насыщения, в этом режиме автотрансформатор работает как дроссель с воздушным зазором. Появляется напряжение

на обмотках 9 и 10 автотрансформатора, пропорциональное производной dt./

тока к.з. Если

превысит первую установку по производной тока, , то срабатывает пороговый элемент 24 и снимает в схеме управления 24 силовыми тиристорами 1 и 2 управляющие

импульсы. Если превышает и втоctt

рую установку по производной тока, 0 то срабатывает пороговый элемент 14. По обмотке 9 автотрансформатора fipoтекает ток, под действием которого срабатывает импульсный датчик 15 тока и подает импульсы в цепь управления тиристора 21. Последний открывается и происходит колебательный разряд предварительно заряженной конденсаторной батареи 18 по цепи 21,22,24, 1(2 , 5(6) .

Наблюдается явление искусственной коммутации тока из- цепи тиристора 1(2) в цепь конденсатора (батареи) 18. после запирания тиристора 1(2) ток к.з. протекает по цепи 5(б),18, 21,22,23, 8,3(4). Срабатывает импуль сный датчик 22, обеспечивая открытие тиристора 12 в цепи автотрансформаторной обмотки 8.

Диод 19 и резистор 20 снижают напряжение переразряда на коммутирующем конденсаторе 18. Резистор 13 и конденсатор 16 предназначены для защиты порогового элемента 14 от сверх токов. Резистор 17, разряжая конденсатор 16, возвращает схему измерения производной тока в исходное пол&жение.

В качестве пороговых элементов могут быть использованы встречно включенные лавинные диоды, стабилизаторы, переключающие диоды и т.д.

Данное устройство может применяться для бесконтактных выключателей переменного тока, защищающие оборудование от токов к.з.

Формула изобретения

Устройство для отключения цепи переменного тока, содержащее однофазный полууправляемый мостовой выпрямитель с.блоком управления, тиристоры которого через дроссель, коммутирующий тиристор, разделительные диоды связаны с комму.тируклцим конденсатором, шунтированным диодом и резистором, индуктивный реактор, выполненный в виде автотрансформатора с тремя обмотками и магнитопроводом, отличающееся тем, что, с целью снижения времени отключения, оно снабжено двумя пороговыми элементами контроля уровней, двумя дополнительными резисторами, дополнительным конденсатором, шунтированным резистором и диодом, дополнительным тиристором и двумя импульсными датчинами, причем первичная обмотка автотрансформатора включена в диагональ полууправляемого постового выпрямителя, к средней точке которого через первый дополнительный резистор подключен дополнительный тиристор, /управляющий переход которого подключен к первому импульсному датчику, включенному между коммутирующим тиристором и дросселем, одна из вторичных обмоток реактора через пороговый элемент контроля первого уровня -yf подключена к блоку управления тиристорами мостового выпрямите-;

ля, а другая вторичная обмотка реактора через второй дополнительный резистор, второй импульсный датчик пороговый элемент контроля второго

di

уровня g:r подключена к дополнительному конденсатору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 0 № 547907, кл. Н 01 Н 9/02, 1977.

2.Патент Японии № 50-24426, кл, 55 А, опублик.15.08.75.