Устройство для защиты неуправляемого выпрямителя от сверхтоков

(5)Н 02 Н 7 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСК(71) Севастопольский прительный институт(56) 1. Глух Е,М. и ЗелеЗащита полупроводниковыхзователей. М., "Энергия"с. 117. ростроив В,Е,реобра1970,во ССС1976,е свидетель Н 02 Н 7/10 2. Авто750640,(54)(57) УСТРОЙСТВО . НЕУПРАВЛЯЕМОГО ВЫПР ТОКОВ, содержащее т тока, предназначенн ния в фазные шины в промежуточные транс включенные во втори форматоров тока, из ны, каждый из котор ДЛЯ ЗАЩИТЫМИТЕЛЯ ОТ СВЕРХансформаторые для включепрямителя,орматоры тока,чные цепи трансмерительные орга х содержит два ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИИ фильтра второй гармоники, причемвход одного из фильтров второйгармоники подключен к вторичнойобмотке соответствующего промежуточного трансформатора тока, авыход каждого из упомянутых фильтровчерез выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор и резистор подключен к входу выходного органа, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения быстродействия, вовторичную цепь каждого трансФорматора тока последовательно с промежуточм трансформатором тока включен трансреактор, к вторичной обмотке которого подключен другойфильтр второй гармоники соответствующего измерительного органа,арезистор, к которому через выпрямительньп мост и сглаживающий конденсатор подключен другой фильтр второй гармоники, выполнен регулируемым.166216 2 5 1 О 15 20 30 35 40 55 1 1Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в схемах защиты мощных неуправляемых выпрямителей, например для плавки гололеда на высоковольтных линиях, от сверхтоков.Известно устройство для защиты неуправляемого выпрямителя от внутренних коротких замыканий, содержащее трансформаторы тока в фазных шинах выпрямителя, во вторичной цепи каждого из которых включены измерительный и выходной органы 1 1.Недостатками этого устройства являются снижение чувствительности при насыщении трансформаторов тока и низкое быстродействие.Наиболее близким техническим решением является устройство защиты преобразователя от внутренних коротких замыканий, содержащее трансформаторы тока, предназначенные для включения в водные шины преобразователя, промежуточные трансформаторы тока, включенные во вторичные цепи 2 трансформаторов тока, измерительные органы, каждый из которых содержит два Фильтра вторых гармоник, входы которых подключены к вторичной обмотке трансформатора тока, а выходы через выпрямительные мосты, сглаживающие конденсаторы и резисторы подключены к выходному органу защиты. Устройство обладает высокой чувствительностью, так как при сильном насыщении трансформаторов тока уровень второй гармоники во вторичном токе трансформатора тока достаточен для фиксации повреждения Г 23.Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, так как по принципу действия устройства осуществляется сравнение уровней вторых гармоник в полуволнах фазных токов выпрямителя и необходи-ма установка перед выходным органом защиты элемента задержки сигнала до прихода следующей полуволны. Это необходимо и для отстройки от режима включения неуправляемого выпрямителя 50 в работу. Необходимая задержка составляет не менее полупериода.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства для защиты неуправляемого выпрямителя от сверхтоков.Поставленная цель достигается тем, что, в устройстве для защиты неуправляемого выпрямителя от сверхтоков, содержащее трансформаторытока, предназначенные для включенияв фазные шины выпрямителя, промежуточные трансформаторы тока, включенные во вторичные цепи трансформаторов тока, измерительные органы,каждый из которых содержит двафильтра второй гармоники, причемвход одного из фильтров второй гармоники подключен к вторичной обмотке соответствующего промежуточного трансформатора тока, а выходкаждого иэ упомянутых фильтров через выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор и резистор подключенк входу выходного органа,вовгоричную цепь каждого трансформатора тока последовательно с промежуточным трансформатором токавключен трансреактор, к вторичнойобмотке которого подключен другойФильтр, второй гармоники соответствующего измерительного органа, арезистор, к которому через выпрямительный мост и сглаживающий конденсатор подключен другой Фильтрвторой гармоники, выполнен регулируемым.На Фиг.1 представлена схемаустройства для защиты неуправляющего выпрямителя от сверхтоков; нафиг,2 - кривые фазного тока неуправляемого выпрямителя в нормальном (а)режиме и при возникновении короткого замыкания (б),Устройство содержит промежуточный трансформатор 1 тока, трансреактор 2, подстроечные резисторы3 и 4 фильтров второй гармоники,выполненных на дросселях 5 и 6 иконденсаторах 7 и 8; выпрямительные мосты 9 и 10, подключенные квыходам фильтров, сглаживающие конденсаторы 11 и 12, нагрузочный резистор 13 фильтра промежуточноготрансформатора 1 тока, регулирующий резистор 14 филтра трансреактора, выходной орган 15 защиты.Устройство работает следующимобразом. Для повышения быстродействия устройства применен новый принцип идентификации сверхтоков в схеме преобразователя: контролируется соотношение мгновенных значений вторых гармоник в фазном токе выпрямителя и в производной этого то3 11662ка, В, нормальных (рабочих) режимахнеуправляемого выпрямителя его фазные токи имеют трапецеидальную форму(фиг.2 а). Гармонический ряд длятакого тока 58 у . 1 уф" 021=1созе - БФ - эв 10, (Я126 2где у - угол коммутации вентилейвыпрямителя;К - 1,3,5,7,11,1, - выпрямленный ток.Например, при у= 0,1 У, О=ЖСбезразмерное время19)=1 (ИзЬВ 0,196% Я,126 э 76),Как следует из уравнений (1) и(2), в рабочих режимах выпрямителяфазные токи А, В, С, и производд. сдВ,ные этих токов, с , и практически не содержат вторую гармонику. Поэтому на выходах фильтроввторой гармоники (конденсаторы 7 и 8фиг,1) напряжение равно нулю. Выходной орган 15 защиты (использовано пофазное выполнение защиты) несрабатывает.При возникновении сверхтоков всхеме выпрямителя (пробой плеча,, короткое замыкание, полюс - земля )130первые 2-3 периода фазные токивыпрямителя однополярны и содержатзначительную апериодическую составляющую (фиг.26). Фильтр, включенный во вторичную цепь промежу- Ыточного трансформатора 1 тока(дроссель 5, конденсатор 7, фиг.1),выделяет вторую гармонику сверхтЬкас апериодической составляющей, Напря.жение на выходе трансреактора 2, как 4 Одифференцирующего элемента, практически не содержит апериодическуюсоставляющую, поэтому уровень второй гаРмоники на выходе фильтра(дроссель 6, конденсатор 8) ниже, 4чем на выходе фильтра промежуточно 16 4го трансдюрматора 1 тока. Соотношение между амплитудами вторых гармоник на выходах фильтра трансформатора 1 тока 1 и трансреактора 2(й11 можно получить приближенноФсчитая полуволну сверхтока однополярным броском тока намагничивания силового трансформатора (фиг.26): Л - длительность полу. волны, рад гдг 1 еапериодическийв чст коэффициент (длямаксимальных сверхтоков в первом периоде 1 с,=2),Например, при Л = 43 из равенства (3) получим соотношение между уровнями вторых гармоник приблизительно 1,4-1,5.С помощью регулировочного реэйстора 14 для повышения надежности устройства можно увеличить соотношение (3). Таким образом, при возникновении сверхтоков в схеме неуправляемого выпрямителя на входе выходного органа 15 защиты практически мгновенно появляется напряжение, равное разности вторых гармоник фильтров трансформатора 1 тока и трансреактора 2, и выходной орган 15 срабатывает.Изобретение отличается от известных устройств защиты неуправляемых выпрямителей от сверхтоков высоким быстродействием, Это позволяет .уменьшить время протекания сверхтоков через вентили и повысить, тем самым, надежность основного технологического оборудования.1166216 оставитель О. ехред С,йовжий Редактор И к Заказ 4318/49 огний Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Филиал аж 620ударствеи иэобрева, ЖВНИИПИ Гпо дел13035, Мо щеряковаКорректор А. ОбрМ Подписноекомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5