Способ защиты тиристорного преобразователя постоянного напряжения

(46) 07. (72) В.ф (71) Чув верситет (53) 621 (56) 1. Р 630701 жи ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЪГПМ 3607287/24-0717.06.8309.84. Бюл, Р 33(54)(57) 1. СПОСОБ ЗАЦ 1 ИТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯ-,.ЖЕНИЯ, подключенного к источнику питания через С-фильтр и входной реактор и снабженного по меньшей мереодной вентильной цепью возврата илирассеяния энергии, подключенной кконденсатору ЬС -фильтра или входномуреактору, заключающийся в том, чтопри срыве работы преобразователя формируют на его тиристорах отрицательное напряжение путем колебательногоперезаряда конденсатора )С -фильтра и блокируют импульсы управления преоб-. разователем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, контролируют величину и полярность напряжения на конденсаторе 1 С -фильтр и дополнительно блокируют вентильные цепи возврата или рассеяния энергии, причем блокирующее воздействие на указанные цепи вырабатывают на начальном этапе колебательного перезаряда конденсатора С -фильтра до момента смены полярности напряжения на нем с положительного значения на отрицательное. 2. Способ по п,1 о т л и ч а ю -е щ и й с я тем, что подачу импульсов управления преобразователем возобновляют в момент достижения напряже- еаав нием на конденсаторе 1.С -фильтра за-, %вфн данного положительного значения, а блокирование вентильных цепей прекра щают после момента смены полярности напряжения на конденсаторе) С;.фильтра с отрицательного значения на полотельное к моменту подачи импульсов управления преобразователем.Изобретение относится к преобразовательной технике и касается защитытиристорного преобразователя постоянного напряжения. Известен способ защиты тиристорного преобразователя постоянного напряжения, по которому при срыве работыпреобразователя формируют отрицательное напряжение на его тиристорах и блокируют импульсы управления преобразователем 11 и 2 .Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 10 ного напряжения, подключенного к источнику питания через 0 -фильтр и входной реактор, заключающийся в том,что при срыве работы преобразователяформируют на его тиристорах отрицательное напряжение путем колебатель 20 ного перезаряда конденсатора 4 С -фильтра и блокируют импульсы управления преобразователем 2., Известный способ является достаточно простым, поскольку не требует применения дополнительных защитных устройств, однако он неприменим для защиты тиристорного преобразователя постоянного напряжения, снабженного вентильными цепями возврата энергии, подключенными к конденсатору входно 30 го фильтра, или вентильной цепью рассеяния энергии, шунтирующей входной реактор преобразователя.В преобразователях, снабженных указанными вентильными цепями, в случае срыва их работы возникает процесс колебательного перезаряда конденсатора входного фильтра черезвходной реактор и короткозамкнутуюцепь пРеобразователя. Однако колебательный переэаряд конденсатора фильтра длится лишь до момента переходанапряжения на нем до нуля. 40 При смене полярности напряжения на конденсаторе фильтра открываются вентили в цепях возврата или рассеяния энергии, при этом ток входного реактора замыкается через указанные вентильные цепи, минуя конденсатор входного фильтра, и процесс его ко 50 лебательного перезаряда прекращается. С этого момента напряжение на конденсаторе устанавливается равным нулю,аварийный входной ток замыкается через тиристоры преобразователя и са-Мрвосстяновления преобразователя не к изобретению является способ защитытиристорного преобразователя постоян происходит. Для прерывания аварийного тока в таких преобразователях необходимо принять дополнительные быстродействующие защитные устройства, что усложняет защиту и снижает ее надежность.Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей способа защиты тиристорного преобразователя постоянного на,пряжения.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу защиты тиристорного преобразователя постоянного напряжения, подключенного к источнику питания через С фильтр и входной реактор и снабженного по меньшей мере одной вентильной цепью возврата или рассеяния энергии, подключенной к конденсатору С -фильтра или входному реактору, заключающемуся в том, что при срыве работы преобразователя формируют на его тиристорах отрицательное напряжение путем колебательного перезаряда конденсатора С - фильтра и блокируют импульсы управления преобразователем, контролируют величину и полярность напряжения на конденсаторе 4 С -фильтра и дополнительно блокируют вентильные цепи возврата или рассеяния энергии, причем блокирующее воздействие на указанные цепи вырабатывают.на начальном этапе колебательного перезаряда конденсатора С -фильтра до момента смены полярности напряжения на нем с положительного значения на отрицательное.Кроме того, подачу импульсов управления преобразователем возобновляют в момент достижения напряжением на конценсаторе С -фильтра заданного положительного значения, а блокирова" ние вентильных цепей прекращают после момента смены полярности напряжения на конденсатореС -фильтра с отрицательного значения на положительное к моменту подачи импульсов управления преобразователем. На фиг.1 представлена структурная схема тиристорного преобразователя постоянного напряжения с вентильными цепями возврата энергии, реализующая предлагаемый способ защиты, на фиг.2 - схема преобразователя с вентильной цепью рассеяния энергии, на фиг.З - временные диаграммы токов и напряжений, характеризующие аварийный режим работы преобразователя при111248 блокировании вентильных цепей возврата и рассеяния энергии; на фиг.4 временные диаграммы, характеризующие аварийный режим преобразователя при отсутствии блокирующего воздействия на указанные вентильные цепи.Устройство (фиг. 1) содержит силовой преобразовательный блок 1, реактор 2 с основной обмоткой 3, включен,ной в цепь постоянного тока преобра О зователя, входной 1 С -фильтр, состоящий из дросселя 4 и конденсатора 5, цепи возврата энергии, состоящие из трансформатора 6 сброса с обратным выпрямителем 7 и дополнительной обмотки 8 реактора 2 с обратным диодом 9. Обе цепи возврата подключены к конденсатору 5 входного фильтра через управляемый ключ 10. Блок 11 управления предназначен для управления 2 О тиристорами силового блока 1, блок 12 - для управления ключом 10, блок 13 - для контроля срыва работы преобразователя, а блок 14 - для контроля величины и полярности напряжения 25 на конденсаторе 5.В преобразователе (фиг.2) вентильная цепь рассеяния представлена в виде обратного диода 9, подключенного ,через управляемый ключ 10 параллель- ЗО но обмотке 3 входного дросселя 4.В нормальном режиме работы преобразователя (фиг.1) конденсатор 5 входного фильтра заряжен до номинального значения, блок 11 управления вырабатывает импульсы управления тиристорами силового блока 1, а блок 12 - импульсы управления ключом 10, поддерживая его в замкнутом состоянии.В этом режиме избыточная эчергия 140 накапливаемая в коммутирующих элементах преобразователя, возвращается в конденсатор 5 через трансформатор 6 сброса и обратный выпрямитель 7, а также через вторичную обмотку 8 реактора 2 и обратный диод 9. При срыве работы преобразователя в момент 1 (фиг3) возникает режим колебательного перезаряда конденсатора 5 через обмотку 3 реактора 2 и 50 короткозамкнутую цепь силового блока 1, При этом по сигналу, поступающему с блока 13, в блоках 11 и 12 произво. дится блокирование импульсов управления тиристорами силового блока 1 55 и ключом 10. Причем блокирующее воздействие в блоках 11 и 12 производится не позднее момента 1, сиены поляр 0 4ности напряжения ( на конденсаторе 5 с положительного значения на отрицательное. В момент 1, ток 1 обмоткИ 3 реактора 2, равный сумме токов дросселя 4 и тока разряда конденсатора 5, достигает максимального значения 1 . При разомкнутом состоянии ключа 10 процесс колебательного перезаряда конденсатора 5 продолжается до момента 12 за счет энергии, накопленной в индуктивности реактора 2. С момента 12, когда токреактора 2 достигнет нулевого значения, характер изменения напряжения 05 будет определяться только током дросселя входного фильтра. В течейие интервала времени 1-к тиристорам силового блока 1 прикладывается обратное напряжение 05 , под действием которого происходит выключение тиристоров и "самовосстановление" работоспособности преобразователя.В моментсмены полярности напряжения 05 с отрицательного значения на положительное в блоке 12 по сигналу с блока 14 снимается блокирующее воздействие. В момент 1 , когда напряжение 05 достигает заданного положительного значения Оп р снимается блокирующее воздействие в блоке 11 и возобновляется подача импульсов на тиристоры силового блока 1. В результате повторное включение преобразователя производится на начальном этапе нарастания положительного напряжения на входе преобразователя и, тем самым, исключаются опасные перенапряжения на конденсаторе 5, возникающие за счет заряда конденсатора током 4 дросселя 4 входного фильтра.Аналогично протекают аварийные процессы и в преобразователе с вентильной цепью рассеяния энергии (фиг.2). Если при возникновении аварийного процесса, вызванного срывом работы преобразователя, по меньшей мере одна из рассмотренных вентильных цепей возврата или рассеяния энергии не блокируется, то "самовосстановления" работоспособности преобразователя не происходит. Действительно, в случае, когда обратный выпрямитель 7 в схеме (фиг. 1) или обратный диод 9 в схеме (фиг.2) остаются подключенными в течение всего периода аварий=, ного процесса, то ток 1 реактора 21112480 6465/39 Тираж 613 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РауПодписноемитета СССР открытии шская наб., д.4 Патент", г.ужгород, улЛроектная, 4 Составитель В.ШироковРедактор Н.Данкулич Техред М,Гергель Корректор М.Максимишенец