Вентильный преобразователь с защитой

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, .для контроля перегорания предохранителей в параллельных вентильных ветвях плеч многофазных преобразователей Целью изобретения является упрощение идентификации поврежденной вентильной ветви. Концы катушек 10.1- 10.П подключены к источнику 11 питания через контакты герконов 9.1- 9.П так, что создаваемый катушками магнитный поток при срабатывании герконов 9.1-9.П направляется встречно магнитному потоку, создаваемому током токоведущей шины контролируемой вентильной ветви в рабочем режиме. Срабатьтание соответствующего геркона 9.1(9.2-9.п) происходит за счет нарушения баланса магнитных потоков в воздушном зазоре разомкнутого С-образного магнитопровода 8.1(8.2-8.п) при любой неисправности в контролируемой вентильной ветви. Соответствующий поврежденной вентильной ветви геркон 9.1(9.2-9.п) после срабатьюания становится на самоблокировку от воздействия магнитного потока собственной катушки 10.1(10.2-10.п). Включается индикатор 12.1 (12.2-12.п) и одновременно посылается сигнал на исполнительньй орган 15. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECtlYBflVIH (19) (11) А1 (Ю4 Н02M7 00 7 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ptj с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 399 6 6 53/24-0 7 (22) 08. 10. 85 . (46) 07.08.87. Бюл. N 29 (71) Производственное объединение

"Уралэиергоцветмет" и Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт металлургической теплотехники, цветной металлургии и огнеупоров (72) О.А.Неуймин, В.А.Городецкий, В.А.Бобков и А.Г.Бахарев (53) 621.314.572:621.316.925.4(088.8)

{56) Авторское свидетельства СССР

В 783906, кл. Н 02 Н 7/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 892570, кл. Н 02 Н 7/10, 1981. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С

ЗАЩИТОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано. для контроля перегорания предохранителей в параллельных вентильных ветвях плеч многофазных преобразователей. Целью изобретения является унрощенне идентификации поврежденной вентильнай ветви. Концы катушек 10.110.п подключены к источнику 11 питания через контакты герконов 9.19.п так, чта создаваемый катушками магнитный поток при срабатывании герконов 9.1-9.п направляется встречно магнитному потоку, создаваемому токам токоведущей шины контролируемой вентильнай ветви в рабочем режиме.

Срабатывание соответствующего геркона

9.1(9.2-9.п) происходит за счет нарушения баланса магнитных потоков в воздушном зазоре разомкнутого С-об-. разнага магнитапровада 8.1(8.2-8.п) при любой неисправности в контролируемой вентильнай ветви ° Соответствующий поврежденной вентильной ветви геркан 9.1(9.2-9.п) после срабатывания становится на самоблокиравку от воздействия магнитного потока собственной катушки 10.1(10.2-10.п) °

Включается индикатор 12. 1 (12.2-12.п) и одновременна посьлается сигнал на исполнительный орган 15. 3 ил. контроля перегорания предохранителей в параллельных вентильных ветвях плеч

5 многофазных преобразователей.

Целью изобретения является упрощение идентификации поврежденной вентильной ветви.

На фиг. 1 приведена электрическая схема одного плеча вентильного преобразователя с защитой, выполненного по схеме с замкнутой цепочкой; на фиг.2 — выполнение индуктивного делителя тока; на фиг.3 †временн диаг- 15 раммы магнитных потоков.

Вентильный преобразователь с защитой содержит в каждом плече п параллельных вентильных ветвей с тиристорами 1.1-1,п предохранителями

2.1-2.п и индуктивными делителями тока в каждой ветви. Магнитопровод каждого индуктивного делителя тока состоит из замкнутого сердечника 3.1-3.п с одновитковыми обмотками 4.1-4,п и

5.1-5.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 на корпус которого намотана катушка

10.1-10.п индуктивности.Один из контактов каждого геркона

9.1-9.п, подключен к отрицательному полюсу источника 11 питания постоян"

Вентильный> преобразователь с защитой (фиг.1) работает следующим образом.

При нормальном режиме работы параллельных ветвей, через две обмотки каждого делителя текут равные по величине и противоположные по направлению токи. В результате этого создаваемые ими магнитные потоки взаимно компенсируются и в воздушном зазоре разомкнутого С-образного магнитопровода 8.1-8.п каждого делителя результирующий магнитный поток близок к нулю. Любой из герконов 9.t"

9.п находится в разомкнутом состоянии что соблюдается вне зависимости от величины, формы и частоты тока вентильных ветвей.

При любой неисправности в одном иэ 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 — к одному из концов собственной катушки

10.1-10.п другой конец каждой из катушек 10,1-10.п подключен к положительному .полюсу источника 11 питания.

Параллельно каждой катушке 10.1-10.п подключены индикаторы, например последовательно соединенные цепочки: светодиод 12 ° 1 12.n — токоограничивающий резистор 13.1-13.п, а к каждому ществляется известными методами, например ориентацией продольной оси гер40

45 кона относительно оси магнитного потока в зазоре С-образного магнитопровода путем вращения геркона со своей катушкой вокруг поперечной оси их симметрии.

Пусть неисправность возникла, напиз резисторов 13.1-13.п последователь- ример, в вентильной ветви управляемоro вентиля 1.2. В этом случае обес5р 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 магнитопр овод 8. 1, обмотка 4.2 замкнутого магнитопровода

3.2 и обмотка 5.1 замкнутого магнитопровода 3.1. В воздушном зазоре разомкнутого магнитопровода 8.2 возникает нескомпенсированный магHHTHblH исполнительного органа 15 защиты, например реле, второй вывод питания которого подключен к положительному полюсу 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 2

Изобретение относится к электро- ветви (фиг.1), и связи с чем его элетехнике и может быть использовано для ментам присвоен индекс

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 кон5 такты замыкаются и начало катушки

10.2 подключается к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения.

Через 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- 25 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 кратко35 временно включается, отключается и т.д., а светодиод 12.1 горит мигающим светом, краткими вспышками..

Нарушение баланса магнитных потоков в замкнутых магнитопроводах 3.2 и 3.1 приводит к нарушению работы схемы деления тока во всем плече выпрямпенного моста вентильного преобразователя, т.е. к перегрузке исправньгх вентильных ветвей, что недопустимо и преобразователь должен быть отключен до устранения неисправности °

Это и происходит после срабатывания геркона 9.2. Обмотка исполнительного органа защиты — реле 15 че50 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-f.n, обесточиваются. Геркон 9.1 прекращает включать01 4 ся, 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 момент времени t, (фиг.3) состояние преобразователя да момента времени t остается неизмен2. ным, 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 3.2токоведущая шина 6.2 разомкнутого магнитопровода 8.2 — предохранитель

2.2 — управляемый вентиль 1.2 Остальные вентильные ветви обесточены. Магнитные потоки в интервале времени в воздушных зазорах магнито3 проводов 8.2 и 8,1 (фиг.3 в.д.) определяются магнитным потоком токоведущих шин 6.2 и 7.1 (фиг.3а), создаваемьм током короткого замыкания.

От воздействия этих потоков в момент времени t срабатывают герконы

9 ° 2 и 9.1 и включаются катушки 10.2 и 10.1, создавая в воздушных зазорах свои магнитные потоки (фиг.3 б.r) .

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 плав5 13 кая вставка предохранителя 2.2 В момент времени t цепь 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 и токоведущих 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 времени t разность 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 индентификация поврежденной ветви. вентильного преобразователя, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Вентильный преобразователь с защитой, содержащий в каждом плече .па1

28901 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 воздушном зазоре которой установлен геркон, одним выводом подключенный к одному

10 полюсу источника питания, другой полюс которого подключен к одному выводу питания исполнительного органа защиты, отличающийся тем, что, с целью упрощения иденти15 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 таЗ0 ким образом, чтобы создаваемый ею при срабатывании геркона магнитный поток бып направлен встречно магнитному потоку, создаваемому током токоведущей шины контролируемой вентильной

35 ветви в рабочем режиме.

Ф

Фиг. Г

1328901 о О

3 0

Редактор Г. Волкова

Заказ 3495/55 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 а

Р/02

Составитель В.Жмуров

Техр ед Л. Сердюкова Корректор Г.Решетник