Устройство для защиты тиристорного преобразователя

(51)М. КН 02 Н 7/10 Н 02 М 1/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ленинградский ордена Ленина институт инженеровжелезнодорожного транспорта им.академика В. Н. Образцова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Изобретение относится к электротехнике, а точнее к полупроводниковой преобразовательной технике, и может быть использовано, в частности, для зрмиты силовых высоковольтных тиристорных преобразователей от аварийного режима, возникающего при прорывах тиристорных плечИзвестно устройство для защиты преобразователя, в котором параллель О но тиристорному плечу преобразователя включен аварийный коммутирующий контур состоящий из предварительно заряженного нужной полярностью конденсатора, дросселя и защитного ти ристора рассчитанного на полное напряжение источника питания 1 ).Недостатком известного устройства является то, что в аварийном режиме порыва плеча отпирание защитного ти ристора происходит лишь в конце процесса прорыва, т.е. при неуправляемом включении всех тиристоров.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты, в ко тором управляющие переходы тиристоров защищаемого плеча подключены к формирователю импульсов управления, запускаемому по сигналу любого из индивидуальных датчиков прорыва отдель 2ных тиристоров 2, При неуправляемомвключении одного из тиристоров плечаостальные тиристоры включаются принудительно, не дожидаясь их неконтролируемого переключения.Недостатком этого устройства является низкая эффективность защиты,связанная с тем,что элементы схЕмыпреобразователя, в том числе и тиристоры, все же испытывают перегрузочныевлияния аварийного режима, хотя длябольшинства тиристоров в случае срабатывания защиты имеет местд управляемый переходный процесс включения.Цель изобретения - повышение эффективности защиты тиристорного преобразователя,Поставленная цель достигается тем,что устройство снабжено формирователем защитных импульсов, счетчиком числа прорывов, двумя элементами выдержки времени и трансформатором, причемвторичная обмотка трансформаторавключена последовательно с тиристорным плечом, первичная соединена с выходом формирователя защитных импульсов, связанного своим входом с первымвыходом блока несовпадения, второйвыход которого через первый элементвыдержки времени подключен ко второ 77381620 50 му входу Формирователя импульсов управления тиристорами, связанного своим третьим входом через счетчик числапрорывов со вторым элементом выдержки времени, третий же выход блока несовпадения соединен со вторым элементом выдержки времени и со вторым входом счетчика,На чертеже представлено предлагаемое устройство,8 цепь тиристорного плеча 1, состоящего из последовательно соединенных тиристоров 2 с индивидуальными датчиками 3 анодного тока,а такжеактивных 4 и активно-емкостных 5 делителей напряжения последовательновключена вторичная обмотка б трансформатора, первичная обмотка 7 которого подключена к выходу формирователя 8 защитных импульсов, Вход Формирователя 8 связан с первым выходомсхемы 9 несовпадения, К первому входу схемы 9 несовпадения подключенывыходы индивидуальных датчиков 3анодного тока тиристоров плеча, а ковторому подключен выход Формиронателя 10 импульсов управления тиристорным плечом, который. своим первымвходом связан с блоком 11 управленияпреобразовательной установки. Второйвыход схемы 9 несовпадения подключенчерез элемент 12 выдержки времени ковторому входу формирователя 10 импульсов управления тиристорным плечом. Третий выход схемы 9 несовпадения подключен к счетчику 13 числааварийных прорывов плеча и к Элементу 14 вьдержки времени, который подключен к счетчику 13, связанномусвоим выходом с третьим входом Формирователя 10 импульсов управления тиристорами плеча.Устройство работает следующим образом,В нормальном эксплуатационном режиме импульсы Формирователя 10 совпадают по времени с сигналами, поступающими от индивидуальных датчиков3 анодного тока тиристорон плеча 1.При этом на всех выходах схемы 9 несовпадения сигнал отсутствует, и воздействия на формирователь 8 не происходит, В начале аварийного режимапереключения тиристоров плеча 1 "поаноду" сперва всегда происходит прорыв одного из тиристоров 2, которыйимеет наибольшее время выключения.Костальным тиристорам 2, имеющимменьшее время выключения и поэтомуне потерявшем еще запирающей способности в прямом направлении , по мере открывания аварийного тиристораначинает прикладываться дополнительное положительное анодное напряжениес определенной скоростью нарастания,что вызывает увеличение тока черезколлекторный переход закрытых тиристоров и при отсутствии защитноговоздействия на тиристорное плечо 1 привело бы к поочередному переключению "по аноду" всех тиристорон 2, т.е. к тяжелому аварийному режиму как для тиристоров плеча, так и для всей преобразовательной установки.В устройстве в процессе неконтроВ лируемого переключения аварийного тиристора индивидуальный датчик 3 фиксирует появление тока, протекающего через этот тиристор 2 и через активные 4 и активноемкостные 5 делители напряжения, и подает сигнал на вход схемы 9 несовпадения. Так как переключение аварийного тиристора происходит "по аноду" и сигнал на втором входе схемы 9 несовпадения отсутствует, то на каждом выходе этой схемы появляется сигнал, Запущенный сигналом от схемы 9 несовпадения формирователь 8 выдает на первичную обмотку 7 трансформатора импульс, фоРмиРуя с помощью вторичной обмотки б защитный импульс отрицательного напряжения на тиристорах защищаемого плеча. В результате этого положительное анодное напряжение, а следовательно, и ток коллекторного перехода у еще невключившихся тиристоров плеча снижается. Этим ликвидируются предпосылки для поочередного неконтролируемого переключения всех тиристоров. Отрицательный импульс, формируемый защитой в цепи тиристорного плеча, имеет длительность, превышающую время выключения применяемых тиристоров, и амплитуду, превышающую величину прямого напряжения на каждом тиристоре в нормальном режиме. Одновременно с воздействием защитного импульса элемент 12 выдержки времени, запущенный от схемы 9 несовпадения, во избежание подачи на тиристоры плеча управляющего сигнала блокирует работу формирователя 10 рабочих импульсов управления,От сигнала с выхода схемы 9 несовпадения элемент 14 выдержки времвни запускает на время, большее, чем время выдержки элемента 12, счетчик 13, который в случае отсутствия понторного сигнала от схемы 9 в течение времени выдержки элемента 14 не воздействует на работу формирователя 10 импульсов управления плечом, в противном же случае он полностью блокирует формирователь 10, т.е, прекращает работу преобразовательной уста- нонки. Технико-экономический эффект предлагаемого устройства выражается н том, что используя естественные различия нремен выключения последовательно соединенных тиристоров, оно создает возможность предотнращения аварийного режима, связанного с прорывом тиристорного плеча преобразовательной установки, что и уменьшает общее количество аварийных Режимов.773816 Формула изобретения ИИПИ Заказ 7523/73 Тираж 783 Подписное пиал ППП"Патент",г.ужгород,ул,ПРоектная,Кроме того, предлагаемое устройство улучшает условия работы тиристоров в аварийных режимах, так как оно допускает лишь однократноев определенном интервале времени)переключение "по аноду" только одного тиристора, имеющего наибольшее время выключения, а также улучшает условия работы других тиристоров вследствие уменьшения количества самих перегру. зочных влияний при сквозном прорыве тиристорного плеча преобразовательной установки, что обусловливая уменьшение числа отказов тиристоров в эксплуатации, повышает надежность эксплуатации преобразовательной установки. Устройство для защиты тиристорного преобразователя от прорыва тиристорного плеча, содержащее индивидуальные датчики анодного тока тиристоров и последовательно соединенные блок управления, формирователь импульсов управления тиристорами и блок несовпадения, ко второму входу которого подключены выходы датчиков анодного тока тиристоров, о т л и ч а ю"щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено формирователем защитных импульсов, счетчиком числа прорывов, двумя элементами5 выдержки времени и трансформатором,причем вторичная обмотка трансформатора включена последовательно с тиристорным плечом, первичная соединена с выходом формирователя защитныхО импульсов, связанного своим входомс первым выходом блока несовпадения,второй выход которого через первыйэлемент выдержки времени подключенко второму входу формирователя им 15 пульсов управления тиристорами, связанного своим третьим входом черезсчетчик числа прорывов со вторым элементом выдержки времени, третий жевыход блока несовпадения соединен совторым элементом выдержки времени исо вторым входом счетчика,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Труды ЛИИЖТа, Л., 1974, вып.368, с.7.25 2. "Электротехника", 1966, М 5,с.42.