Вентильный преобразователь с защитой

(57) Изобретение ротехиике и може для контроля пер телей в параллел вях плеч многофа лей. Целью изобр т носит элек ол ьэ овано, р едохранильных ветт быть исег оранияьных вентэных преетения явл бразоватеяется унроШ 61 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ У СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Производственное объединение "Уралэиергоцветмет" и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно- конструкторский институт металлургической теплотехники, цветной металлургии и огнеупоров(53) 621.314.572:621.316.925.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 783906, кл. Н 02 Н 7/10, 1980.Авторское свидетельство СССР У 892570, кл. Н 02 Н 7/10, 1981,щение идентификации поврежденной вен.тильной ветви. Концы катушек 10.110.п подключены к источнику 11 питания через контакты герконов 9.19.п так, что создаваемый катушкамимагнитный поток при срабатывании герконов 9,1-9.п направляется встречномагнитному потоку, создаваемому током токоведущей шины контролируемойвентильной ветви в рабочем режиме.Срабатывание соответствующего геркона9.1(9.2-9.п) происходит за счет нарушения баланса магнитных потоков ввоздушном зазоре разомкнутого С-об-.разного магнитопровода 8,1(8,2-8.п)при любой неисправности в контролируемой вентильной ветвиСоответствуюший поврежденной вентильной ветвигеркон 9,1(9.2-9.п) после срабатывания становится на самоблокировку отвоздействия магнитного потока собственной катушки 10,1(10.2-10.п).Включается индикатор 12, 1 (12.2-12,п)и одновременна посылается сигнал наисполнительный орган 15. 3 ил.контроля перегорания предохранителейв параллельных вентильных ветвях плеч5многофазных преобразователей.Целью изобретения является упрощение идентификации поврежденной вентильной ветви.На фиг. 1 приведена электрическаясхема одного плеча вентильного преобразователя с защитой, выполненногопо схеме с замкнутой цепочкой; нафиг.2 - выполнение индуктивного делителя тока; на фиг.3 в временн диаграммы магнитных потоков,Вентильный преобразователь с защитой содержит в каждом плече и параллельных вентильных ветвей с тиристорами 1.1-1 л, предохранителями2.1-2.п и индуктивными делителями тока в каждой ветви. Магнитопровод каждого индуктивного делителя тока состоит из замкнутого сердечника 3,1-3.пс одновитковыми обмотками 4.1-4,п и5.1-5.п, к которым подключены соответствующие токоведущие шины 6,1-6,п. и 7.1-7.п смежных ветвей, и разомкнутого С-образного сердечника 8.1-8.п,в воздушном зазоре которого установлен герметиэированный магнитоуправляемый контакт (геркон) 9,1-9.п, накорпус которого намотана катушка10.1-10.п индуктивностиОдин из контактов каждого геркона9.1-9.п, подключен к отрицательномуполюсу источника 11 питания постоян" Вентильный преобразователь с защитой (фиг.1) работ,ает следующим образом.При нормальном режиме работы параллельных ветвей, через две обмоткикаждого делителя текут равные по величине и противоположные по направлению токи. В результате этого соз"даваемые ими магнитные потоки взаимно компенсируются и в воздушном зазоре разомкнутого С-образного магни"топровода 8.1-8.п каждого делителярезультирующий магнитный поток близок к нулю. Любой из герконов 9. 1" 9.п находится в разомкнутом состоянии что соблюдается вне зависимости от величины, формы и частоты тока вентильных ветвей.При любой неисправности в одном из вентильных ветвей; исчезновении управляющих импульсов, неотпирании управляемого вентиля, обрыве цепи, "тихом" перегорании без протекания аварийных токов (что возможно при длительных перегрузках по току),контролируемая вентильная ветвь обесточивается и в воздушном зазоре разо" мкнутого С-образного магнитопровода нарушается нулевой баланс магнитных потоков, в результате чего срабатывает размещенный в этом зазоре геркон. Регулировка ампер-витков срабатывания геркона и устранение вероятности его ложного срабатывания при отклонении параметров геркона и деления токов от расчетных значений осуного напряжения, а другой контакт - кодному из концов собственной катушки10.1-10.п, другой конец каждой изкатушек 10,1-10.п подключен к положительному .полюсу источника 11 питания,Параллельно каждой катушке 10.1-10.пподключены индикаторы, например последовательно соединенные цепочки:светодиод 121-12.п - токоограничивающий резистор 13. 1-13 .и, а к каждому ществляется известными методами, например ориентацией продольной оси гер 40 45 кона относительно оси магнитного потока в зазоре С-образного магнитопровода путем вращения геркона со своей катушкой вокруг поперечной оси их симметрии.1Пусть неисправность возникла, напиз резисторов 13. 1-13.п последователь- ример, в вентильной ветви управляемого вентиля 1.2. В этом случае обес О точатся токоведущие шина 6.2, проходящая через ра.эомкнутый магнитопроно подключены электроды развязывающих диодов 14.1 - 14.п, вторые электроды которых объединены между собой и подключены к одному выводу питания вод 8. 2, и шина 7. 1, проходящая через разомкнутый магнитопровод 8.1, обмотка 4.2 замкнутого магнитопровода3.2 и обмотка 5.1 замкнутого магнито.провода 3,1. В воздушном зазоре разомкнутого магнитопровода 8.2 возникает нескомпенсированный магнитный исполнительного органа 15 защиты, например реле, второй вывод питаниякоторого подключен к положительномуполюсу источника 11 питания, Конструкция индуктивного делителя тока(фиг.2) такова, что может быть использована в цепи любой вентильной поток ф 7,2, создаваемый током, про 1 1328901 2Изобретение относится к электро- ветви (фиг.1), в связи с чем его элетехнике и может быть использовано для ментам присвоен индекс20 3 13289 текающим через токоведущую шину 7.2 от вентиля 1;2 следующей по порядку номеров вентильной ветви. Магнитный поток Ф 7.2 вызывает срабатывание геркона 9.2, в результате чего его кон 5 такты замыкаются и начало катушки 10.2 подключается к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения.1 ОЧерез катушку 10,2 начинает протекать ток, создающий магнитный поток Ф 10.2, коллинеарный потоку ф 7.2. При замыкании контакта геркона 9.2 через последовательно соединенные светодиод 12.2 и токоограничивающий резистор 13.2 протекает ток от источника постоянного напряжения и светодиод 12.2 начинает светиться,Одновременно нарушается баланс магнитных потоков в воздушном зазоре разомкнутого магнитопровода 8.1 и срабатывает установленный в нем геркон 9.1. Начало катушки 10.1 подключается к отрицательному полюсу источ ника постоянного напряжения и через катушку 10.1 начинает течь ток, создающий магнитный поток Ф 10.1, направленный встречно магнитному потоку Ф 6,1, создаваемому током, протекающим через токоведущую шину 6.1 неповрежденной вентильной ветви с вентилем 1.1. В результате взаимной компенсации этих потоков геркон 9,1 отключается, затем вновь кратко 35 временно включается, отключается и т.д., а светодиод 12.1 горит мигающим светом, краткими вспышкамиНарушение баланса магнитных потоков в замкнутых магнитопроводах 3.2 и 3.1 приводит к нарушению работы схемы деления тока во всем плече вьп- рямпенного моста вентильного преобразователя, т.е. к перегрузке исправных вентильных ветвей, что недопустимо и преобразователь должен быть отключен до устранения неисправностиЭто и происходит после срабатывания геркона 9.2. Обмотка исполнительного органа защиты - реле 15 че 50 рез развязывающий диод 14.2 и замкнутый контакт геркона 9.2 подключается к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения, в результате чего срабатывает защита и силовые цепи преобразователя, включая параллельные вентильные ветви на тиристорах 1.1-1.п, обесточиваются. Геркон 9.1 прекращает включатьО 1 4ся, а геркон 9.2 остается включенным, так как его замкнутое состояние поддерживается потоком Ф 10,2 и светодиод 12,2 продолжает светиться, Аналогичным образом осуществляется идентификация неисправной вентильной ветви и защита преобразователя при возникновении неисправности в любой другой вентильной ветви.При пробое вентиля в одной из ветвей возникает аварийное короткое замыкание и преобразователь с защитой в этом режиме работает следующим образом.При выходе вентиля, например, 1.2 из строя в проводящем состоянии (пробой и сплавлении от перегрузки, из-за внутренних дефектов кремниевой структуры и т.д.) в мойент времени С, (фиг.З) состояние преобразователя да момента времени С остается неизменным, так как вентили других ветвей плеча преобразователя также находятся в проводящем состоянии, После смены полярности переменного напряжения, питающего преобразователь, на обратную ток короткого замыкания начинает протекать по цепи: шина постоянного тока плеча преобразователя обмотка 5.1 замкнутого магнитопровода 3.1 - токоведущая шина 7.1 разомкнутого магнитопровода 8.1 - обмот ка 4.2 замкнутого магнитопровода 3,2 - токоведущая шина 6.2 разомкнутого магнитопровода 8.2 - предохранитель 2.2 - управляемый вентиль 1.2 Остальные вентильные ветви обесточены, Магнитные потоки в интервале временив воздушных зазорах магнитод 3проводов 8.2 и 8,1 (фиг.З в.д.) определяются магнитным потоком токоведущих шин 6.2 и 7.1 (фигЗа), создаваемьм током короткого замыкания.От воздействия этих потоков в момент времени СЗ срабатывают герконы 92 и 9,1 и включаются катушки 10.2 и 10.1, создавая в воздушных зазорах свои магнитные потоки (фиг.З б.г). Магнитный поток Ф 10.2 суммируется с потоком Ф 6.2, магнитный поток Ф 10.1 вычитается из потока Ф 7.1, однако ток короткого замыкания нарастает достаточно быстро и геркон 9.2 остается в замкнутом состоянии. Одновре- . менно с включением герконов 9.2 и 9.1 подается сигнал на исполнительный орган 15 защиты, а от тока короткого замыкания начинает плавиться плав 5 13 кая вставка предохранителя 2.2 В момент временицепь короткого замыкания разрывается сгоревшим предохранителем 2.2, а затем срабатывает защита, отключая питающее напряжение сети. Ток короткого замыкания спадает до нуля достаточно быстро, но не мгновенно, так как некоторое время поддерживается энергией, запасенной в индуктивностях силового трансФорматора (не показан), соединительных итоковедущих шин, индуктивных делителей тока и за счет которой возникает, дуга в предохранителе при перегорании плавкой вставки или между контактами коммутирующего аппарата защиты при их раэмыкании. В момент времениразность магнитных потоков Ф 7,1 и ф 10.1 становится равной потоку отпускания геркона 9.1 и он размыкается, а в момент времени поток ф 6,2 станоьится равным нулю и геркон 9,2 остается замкнутым, поддер живаемый в этом состоянии потоком собственной катушки 10,2. При этом светится светодиод 12.2.Таким образом, благодаря введению катушки управления герконом с подключенным к ней индуктором упрощается индентийикация поврежденной ветви. вентильного преобразователя,формула изобретенияВентильный преобразователь с защитой, содержащий в каждом плече па2 В 901 6 раллельные вентильные ветви и по числу вентильных ветвей индуктивные делители тока, магнитопровод каждого из которых охватывает токоведущие шины двух смежных вентильных ветвей и состоит из замкнутой части и разомкнутой С"образной части, в воэдуш" ном зазоре которой установлен геркон, одним выводом подключенный к одному Ю полюсу источника питания, другой полюс которого подключен к одному выводу питания исполнительного органа защиты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения иденти фикации поврежденной вентильнай ветви, он снабжен по числу вентильных ветвей диодами, индикаторами и катушками индуктивности, каждая иэ которых намотана на корпус соответствующего 20 геркона и подключена параллельно соответствующему индикатору, один вывод которого подключен к другому полюсу источника питания, а другой - к другому выводу соответствующего геркона 25 и через соответствующий диод - к дру" гому выводу питания исполнительного органа защиты, причем начало и конец каждой катушки индуктивности подключены к полюсам источника питания та" ЗО ким образом, чтобы создаваемый ею при срабатывании геркона магнитный поток был направлен встречно магнитному потоку, создаваемому током токоведущей шины контролируемой вентильной 35 ветви в рабочем режиме,Ф1328901 Составитель В.ЖмуровТехр ед Л. Сердюкова лкова писное 1130 оектная, 4 ическое предприятие, г. Ужгор Произво енно-поли 910 УЮ 1 Редактор Г. Заказ 3495/ 5 Тираж 659НИИПИ Государственного по делам изобретений35, Москва, Ж, Рауш комитета СССРи открьггийкая наб д. 4 орректор Г.Решетник