Устройство для защиты тиристоров преобразователя от самоотпирания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 110596 Н 02 Н 7/12; Н 02 АНИЕ ИЗ ТЕНИЯ ВТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТВ 88.8):Ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРыт(72) В.Ф. Баракаев, А.А. Маслов, О.П. Нечаев и А.И. Федотов (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В,И. Ленина(53) 621.316.925.4.621.314.572(0 (56) 1. Патент Швеции В 364826, кл. Н 02 М 1/08, 1972.2. Заявка ФРГ У 2000422, 1970.3. Авторское свидетельство СССР В 639376, кл. Н 02 Н 7/10, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ТИРИСТОРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ОТ САМООТПИРАНИЯ, содержащее делитель напряжения, подключенный параллельно одному или группе последовательно соединенных тиристоров, трансформатор тока, первичная обмотка которого включена последовательно с тиристорами, а вторичная через однополупериодный выпрямитель подключена к задающему конденсатору, зашунтированному стабилитроном и резистором, пороговый элемент,диоды и формирующий конденсатор, зашунтированный стабилитроном, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности, оно снабженовспомогательным тиристором, а транс"форматор тока снабжен дополнительнойвторичной обмоткой, подключенной через выпрямительный диод к формирующему конденсатору, подключенному черезпоследовательно соединенные развязывающий диод и вспомогательный тиристбк цепи управления тиристора (тиристоров), причем плюсовой вывод задающего конденсатора через диод подключенк аноду и через пороговый элемент -к управляющему электроду вспомогательного тиристора, а его минусовой вывод - к точке соединения плеч делите"ля напряженияИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты высоковольтных тиристорных вентилей.Известно устройство для защиты тиристоров от самоотпирания, содержащее счетчики импульсов, схемы запоминания и формирователь импульсов, который выдает сигнал на включение всего вентиля, если прямое напряжение воз- .1 О растает до критической величины и в то время, когда только незначительное число тиристоров восстановили свою блокирующую способность 1 3.Недостаток устройства - низкое быстродействиеИзвестно устройство для защиты тиристоров от самоотпирания, содержащее задатчик временного интервала,г компаратор и измеритель временного 20 интервала между моментами окончания прямого тока и приложения прямого напряжения 2Недостатком устройства является недоиспользование свойств тиристоров,поскольку во многих случаях прямое напряжение, появляющееся на вентиле в опасном переходном интервале, существенно меньше предельно допустимого, что влечет за собой частые включения без крайней на то необходимости и снижает надежность работы вентиля.Наиболее близким по технической35 сущности к изобретению является устройство для защиты тиристоров от самоотпирания, содержащее делитель напряжения, подключенный параллельно одному или группе последовательно соединенных тиристоров, трансформатор тока, первичная обмотка которого включена последовательно с тиристорами, а вторичная обмотка через однополупериодный выпрямитель подключена к задающему конденсатору, зашунтированному стабилитроном и резистором, пороговый элемент, диоды и формирующий конденсатор, зашунтированный стабилитроном 33.50Однако у известного устройстванизкая надежность из-за необходимости заряжать конденсаторы до большого напряжения, что особенно затруднительно в некоторых переходных режимах, 55 сопровождающихся малыми токами.Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что,устройство для защиты тиристоров преобразователя от самоотпирания снабжена вспомогательным тиристором, а трансформатор тока снабжен дополнительной вторичной обмоткой, подключенной через выпрямительный диод к формирующему конденсатору, подключенному через последовательно соединенные развязывающий диод и вспомогательный тиристор к цепи управления тиристора (тиристоров), причем плюсовой вывод задающего конденсатора через диод подключен к аноду и через пороговый элемент - к управляющему электроду вспомогательного тиристора, а его минусовый вывод - к точке соединения плеч делителя напряжения.На фиг, 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - кривые выдерживаемого (сплошная линия) и обеспечиваемого устройством (штриховая линия) напряжений на защищаемых тиристорах в относительных единицах.Устройство для защить 1 тиристоров 1 от самоотпирания содержит делитель напряжения 2, подключенный параллельно одному или группе последовательно соединенных тиристоров 1, трансформатор тока 3, первичная обмотка которого включена последовательно с тиристорами 1, вторичная обмотка 4 через однополупериодный выпрямитель 5 подключена к задающему конденсатору 6, зашунтированному стабилитроном 7 и резистором 8, а дополнительная вторичная обмотка 9 подключена через выпрямительный диод 10 к формирующему конденсатору 11, зашунтированному стабилитроном 12 и подключенному через последовательно соединенные развязывающий диод 13 и вспомогательный тиристор 14 к цепи управления тиристоров 1. Плюсовой вывод конденсатора 6 через диод 15 подключен к аноду, а через пороговый элемент 16 - к управляющему электроду тиристора 14.Минусовый вывод конденсатора 6подключен к точке соединения высоковольтного 17 и низковольтного 18плеч делителя 2,Устройство работает следующим образом.Во время протекания силового токаот обмотки 9 трансфер,егора 3 черездиод 10 заряжается конденсатор 11 донапряжения, определяемого стабилитро3 11059 ном 12. Полярность напряжения на конденсаторе показана на схеме. Емкость конденсатора 11 и уровень напряжения на нем выбираются таким образом, чтобы после включения вспомогательного тиристора 14 в цепи управления силового тиристора (тиристоров) сформировался импульс управления требуемых параметров. Целесообразно полярность обмотки 9 выбрать такой, 10 чтобы заряд конденсатора. 11 осуществлялся на этапе нарастания силового тока, тогда трансформатор 3 может быть выполнен насыщающимся. На этапе пада силового тока от обмотки 4 чеез выпрямитель 5 заряжается конденсатор. 6 до напряжения, определяемого стабилитроном 7, причем уровень лавинообразования этого стабилитрона выбирается несколько меньшим напряжения срабатывания порогового элемен" та 16. После окончания силового тока в течение некоторого времени напряжение на конденсаторе 6 поддерживается на уровне лавинообразования стабилитрона 7 за счет энергии, накопленной в индуктивности обмотки 4. Выбором соотношения Ь и К, где Ь - индуктивность обмотки, а К 9 - динамическое сопротивление стабилитрона, можно добиться, чтобы на конденсаторе 6 поддерживалось постоянное напряжение вплоть до момента й (фиг. 2), С момента времени Во, соответствующего окончанию прямого тока, и до моментатиристоры не способны держать пря 35 1мое напряжение, а с моментаих блокирующая способность экспоненциально возрастает по мере рекомбинации накопленных в р-и-р-и-структуре40 зарядов и к моменту С тиристоры спо 2собны выдерживать воздействие нредельно допустимого напряжения - П(фиг. 2).С момента времениначинается45 разряд конденсатора 6 на резистор 8, причем постоянная времени разряда 76 4 выбирается такой, чтобы разряд полностью закончился к моменту й . Допустим, что в переходном интервале времени 1 - с к тиристору (тиристорам) 1 приложено прямое напряжение, Часть этого напряжения, выделившаяся на низковольтном плече 18 делителя 2, сложившись с напряжением наконденсаторе 6, приложится к пороговому элементу 16. Если эта сумма окажется больше его напряжения переключения, то это приведет к включению вспомогательного тиристора 14, после чего в цепь управления, благодаря энергии конденсатора 11, поступит сигнал, обеспечивающий принудительное включение тиристоров 1. Амплитуда напряжения, с которого происходит включение, зависит от момента его приложения, причем в интервале С - С она тем больше, чем больше времени прошло с момента окончания силового тока. После момента времени С , т.е, когда конденсатор 6 полностью разрядился, включение тиристора (тиристоров) от устройства защиты будет про" исходить при напряжении О ркд Кде Уп ,где Ке- коэффициент деленияПор фделителя напряжения, а 0- напряжение переключения порогового элемента. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет полностью использовать возможности тиристоров в переход. ном интервале восстановления блокирующей способности, обеспечивая их включение, когда напряжение достигает опасной величины, При этом удается обеспечить импульс управления с необходимыми параметрами практически во всех переходных режимах. Таким образом, использование изобретения позволяет повысить надежность высоковольтных преобразовательных устройств и соответственно в целом передачи постоянГого тока, где они используются.1105 97 б едактор Т, Парфенов Тлско акаэ 5610/43 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, МосквСоставитель, В. ВмуровТехред М.Куэъма , Еоррект Тираа 614 Подписиарственного комитета СССРэобретений и открытий