Устройство для защиты от перенапряжений потребителя
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты потребителей постоянного тока с индуктивностью в цепи питания,не допускакяцих длительных перерывов питания. Цель изобретения - повьшение надежности электропитания потребителя путем автоматического выключения шунтирующих тиристоров после устранения перенапряжения . ,Устройство 1 дпя защиты от перенапряжений подключено к выводам. потребителя 2 и источника питания 3, подсоединенньтм через индуктивность 4 к общим выводам потребителя 2 и источника питания 3. При возникновении перенапряжений на потребителе 2 срабатывает пороговый датчик перенапряжения 8, который через первую управляющую цепь включает цепи 6 согласно-последовательно соединенных силовых тиристоров 7, что обеспечи вает защиту от перенапряжения. ,В момент повторного включения срабатывает цепочка, формирующая импульсы . включения тиристоров 33 и 34 коммутирующей цепи, включающей в себя реактор 35 и конденсатор 36. Тиристоры , 33 и 34 включаится, конденсатор 36, разряжаясь через силовые тиристоры 7, запирает последние. При этом тиристоры 33 и 34 запираются за счет колебательного процесса, возбуждаемого магнитной энергией реактора 35. СО 4ib Is9 4j tiii Od N
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 Н 7 12
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H ASTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1317552 (21) 4147044/24-07 (22) 08.10.86 (46) 30.09,88. Бюл. У 36 (71) Опытно-конструкторское бюро
"Горизонт" (72) Г.А.Мишаев и В.Т.Зуев (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1317552, кл. Н 02 H 7/12, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ПОТРЕБИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты потребителей постоянного тока с индуктивностью в цепи питания,не допускающих длительных перерывов питания.
Цель изобретения — повышение надежности электропитания потребителя путем автоматического выключения шунтирующих тиристоров после устранения перенапряжения. Устройство 1 для защиты от
„„SU„„1427476 А 2 перенапряжений подключено к выводам потребителя 2 и источника питания 3, подсоединенным через индуктивность
4 к общим выводам потребителя 2 и источника питания 3. При возникновении перенапряжений на потребителе 2 срабатывает пороговый датчик перенапряжения 8, который через первую управляющую цепь включает цепи 6 согласно-последовательно соединенных силовых тиристоров 7, что обеспечи" вает защиту от перенапряжения.,В момент повторного включения срабатывает цепочка, формирующая импульсы включения тиристоров 33 и 34 коммутирующей цепи, включающей в себя реактор 35 и конденсатор 36. Тиристоры
33 и 34 включаются, конденсатор 36, разряжаясь через силовые тиристоры 7, запирает последние. При этом тиристоры 33 и 34 запираются за счет колебательного процесса, возбуждаемо- 2 го магнитной энергией реактора 35.
1427476
После эапирания силовых тиристоров Дальнейший перевод потребителя 2 s
7 рабочий ток протекает через индук- заданный режим работы осуществляется тивность 4 и выключатель, шуитирую- путем размыкания контакта выключатещий цепь нагрузки потребителя 2. ля, шунтирующего потребитель 2. l ил.
Изобретение относится к электро,технике и предназначено для защиты
;потребителей постоянного тока с индуктивностью в цепи питания, не до:пускающих длительных перерывов питания, Цель изобретения — повышение на,дежности электропитания потребителя путем автоматического выключения шун тирующих тиристоров после устранения
1 ,перенапряжения.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.
Устройство 1 для защиты от перенапряжений потребителя 2, оборудованного шунтирующим выключателем с блокконтактом, первым выводом подключаемого к первому выводу источника 3 постоянного тока через индуктивный элемент 4, а вторым выводом — к второму выводу этого. источника непосредственно, содержит тиристорный блок 5 защиты, включающий в себя цепи 6 cor" ласно-последовательно соединенных силовых тиристоров 7, каждая из которых имеет выводы для включения параллельно потребителю 2 согласно полярности источника 3 постоянного тока, пороговый датчик 8 перенапряжения, имеющий входные выводы 9 и 10 для подключения параллельно потребителю 2, выпол". ненный на трех резисторах 11, 12, 13, первом тиристоре 14, стабипитроне
15, импульсном первом трансформаторе
16, первом конденсаторе !7, шунтирующем первый резистор 11, и,"первом диоде 18, шунтирующем первичную обмотку первого трансформатора 16. Первый ) 1 и второй 12 резисторы соединены последовательно между входными выводами 9 и 10 датчика 8 перенапряже- ни ия и первым резистором 11 подключая 2 ются к первому выводу потребителя в торим резистором 12 - к второму вы ой воду потребителя, а общей точко этих резисторов через последовательно соединенные силовую цепь первого тиристора 14, включенного согласно полярности источника 3 постоянного тока, и первичную обмотку первого
5 трансформатора 16 — к входному выводу
9 для подключения к первому выводу потребителя 2, к которому через последовательно соединенные третий резистор 13.и стабилнтрон 15 подключен
) управляющий электрод первого тиристора 14. Стабилитрон 15 и первый ди.од 18 включаются встречно полярности источника 3 постоянного тока. В устройстве имеется первая управляющая
15 цепь, содержащая второй импульсный трансформатор 19 с первичной обмоткой, ° шунтированной вторым диодом 20, и числом вторичных обмоток, равным числу силовых тиристоров 7 блока 5 защи20 ты, второй тиристор 21, четвертый резистор 22, второй конденсатор 23 и пятый резистор 24. Первый вывод первичной обмотки второго трансформатора 19 имеет вывод для подключения к
25 первому выводу источника 3 постоянного тока через силовую цепь второго тиристора 21, включаемого согласно полярности источника постоянного тока и встречно полярности второго диода
>0 20, второй вывод первичной обмотки второго трансформатора 19 соединен с первым выводом четвертого резистора 22, снабженного вторым выводом для подключения к первому выводу
35 потребителя 2, каждая вторичная обмотка второго трансформатора 19 подключена к управляющему переходу соответствующего силового тиристора 7 блока 5 защиты. Вторичная обмотка
40 первого трансформатора 16 подключена к управляющему переходу второго тиристора 21 второй конденсатор 23 имеет первый вывод для подключения к первому выводу источника 3 постоян45 ного тока, а вторым выводом соединен ,с вторым выводом первичной обмотки
1427476
30
40
45 второго трансформатора 19, Пятый резистор 24 имеет первый вывод для
Ф подключения к второму выводу источника 3 постоянного тока, а вторым выводом соединен с вторым выводом первичной обмотки второго трансформатора 19. В устройстве имеются вторая управляющая цепь, выполненная на третьем конденсаторе 25, третьем импульсном трансформаторе 26 с двумя вторичными обмотками, третьем диоде 27 и шестом резисторе 28. Третий конденсатор 25 имеет первый вывод для подключения к первому выводу источника 3 постоянного тока и первому выводу блок-контакта шунтирующего выключателя, а вторым выводом соединен с первым выводом первичной обмотки третьего трансформатора 26, вторым выводом соединенной с первым выводом шестого резистора 28, второй вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки второго трансформатора 19, Третий диод 27 включен согласно полярности источника постоянного тока, а второй вывод первичной обмотки третьего трансформатора 26 имеет дополнительный вывод для,подключения к второму выводу блок-контакта шунтирующего выключателя. В устройстве имеется коммутирующая цепь, выполненная на четвертом 29 и пятом 30 диодах, седьмом
31 и восьмом 32 резисторах, третьем
33 и четвертом 34 тиристорах, реакторе 35 с первой и второй обмотками и четвертом конденсаторе 36. Последовательно соединенные четвертый диод
29, седьмой резистор 31, четвертый конденсатор 36, восьмой резистор 32 и пятый диод 30 имек.т вывод для подключения четвертого диода 29 к пер,вому выводу источника 3 постоянного тока и вывод для подключения пятого диода 30 к второму выводу этого источника. Четвертый 29 и пятый 30 диоды включаются согласно полярности источника 3. Общая точка седьмого резистора 31 и четвертого конденсатора 36 через последовательно соединенные третий тиристор 33, включенный согласно четвертому диоду 29, и первую обмотку реактора 35 соединена с выводом для подключения пятого диода
30 к второму выводу источника 3 постоянного тока. Общая точка восьмого резистора 32 и четвертого конденсатора 36 через четвертый тиристор 34, включенный согласно пятому диоду 30, и вторую обмотку реактора 35 соединена с выводом для подключения к первому выводу потребителя 2, а управляющие переходы третьего 33 и четвертого 34 тиристоров соединены каждый с соответствующей вторичной обмоткой третьего трансформатора 26. В потребителе 2 дополнительно может быть установлен диод, включенный последовательно цепи нагрузки потребителя согласно полярности источника 3 питания.
Устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии выключатель, шунтирующий потребитель 2, замкнут.
После включения источника 3 питания (начало пускового режима) ток протекает через индуктивность 4, шунтирующий выключатель и диод, которыми оборудован потребитель. Увеличение тока происходит за счет увеличения напряжения источника 3. Конденсатор
25 разряжен, так как он шунтирован замкнутым блок-контактом выключателя °
Конденсаторы 17, 23 и 36 заряжаются в момент включения источника питания.
Все тиристоры устройства закрыты.
В момент, когда ток достигает значения, соответствующего значению тока дежурного режима, увеличение напряжения источника питания прекращается.
Пусковой режим закончен, начался дежурный режим.!
Переход к чоминальному режиму осуществляется следующим образом, Увеличением напряжения питания иэ исходного состояния или из дежурного режима достигается номинальное значение тока в цепи: источник 3 питания, индуктивность 4, выключатель и диод потребителя 2, источник 3 питания. После этого включается цепь нагрузки потребителя 2 (преобразователь постоянного тока в переменный) и размыкается шунтирующий выключатель. Ток протекает по цепи: источник 3 питания, индуктивность 4, цепь нагрузки потребителя 2. Конденсатор 25 заряжается от конденсатора 23. В этом режиме все конденсаторы заряжены, все тиристоры закрыты. Во всех режимах, кроме останова, для шунтирующего выключателя предусмотрено автоматическое повторное включение (АПВ), Длительность включения АПВ может регулироваться в заданных пределах.
5 1
При размыкании .цепи протекания тока возникает перенапряжение. Пороговый датчик 8 перенапряжения выдает сигнал на управляющий переход ти,ристора 21 первой управляющей цепи.. =Тиристор 21 отпирается, и конденсатор 23 разряжается на первичную об мотку трансформатора 19, на вторичных .обмотках которого формируются импуль;:сы для включения тиристоров 7 цепей 6 блоха 5 защиты. Тиристоры 7 отпираются, шунтируя потребитель 2, Причиной перенапряжения может быть исчезновение напряжения питания привода шунтирующего выключателя в пусковом или дежурном режимах, а также сбой в системе. управления преобразоВателем постоянного тока в переменный Например, в том случае, когда систе ма управления не формирует управляюЩие импульсы для включения силовых тиристоров преобразователя, в связи с чем в момент переключения тока на цепь нагрузки потребителя шунтирующий выключатель размыкается раньше, чем включается преобразователь, что приводит к перенапряжениям, Если причина перенапряжения устраняется до момента автоматического
Повторного включения шунтирующего выключателя, устройство переводит цепь питания потребителя 2 в состояние, в котором эта цепь находилась к моменту аварии и из которого автоматически осуществляется переход на заданный режим работы. . В этом случае включение потребителя 2 в заданный режим работы осуществляется без отключения источника
3 питания. Максимальная длительность перебоя электропитания определяется уставкой времени автоматического
IHoBторного включения выключателя,шун тирующего нагрузку.
При указанных выше причинах возникновения перенапряжений выключатель, шунтирующий нагрузку, выключен, его блок-контакт разомкнут. При этом конденсатор 25 второй управляющей цепи заряжается по цепи: источник питания, диод 27, резистор 28, резистор
22, резистор 24.
В момент автоматического повторного включения шунтирующего выключателя блок-контакт последнего замыкается и конденсатор 25 разряжается на первичную обмотку трансформатора, на вто" ричных обмотках которого формируются
427476
Формула изобретения
Устройство для защиты от перенапряжений потребителя по авт.св.
Р 1317552, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности электропитания потребителя путем автоматического выключения шунтирующих тиристоров после устранения перенапряжения, в устройство введены вторая управляющая цепь, выполненная на третьем конденсаторе, третьем импульсном трансформаторе с двумя вторичными обмотками, третьем диоде и шестом резисторе, причем третий конденсатор имеет первый вывод для подключения к первому выводу источника постоянного тока и первому выводу блок-контакта выключателя, шунтнрун1-
6 управляющие импульсы для включения (тнристоров 33 и 34), Последние отпираются и конденсатор 36, разряжаясь
5 через тиристоры 7 блока 5 защиты за9 пирает их.При этом тиристоры 33 и 34 запираются при колебательном процессе перезаряда конденсатора 36, возбуждающемся за счет энергии магнитного поля реактора 35. Разряду конденсатора 36 через шунтирующий выключатель препятствует диод, который дополнительно может быть установлен в потребителе 2. После коммутации
15 тиристоров 7 блока 5 защиты рабочий ток протекает через индуктивность 4, шунтирующий выключатель и диод.
Далее автоматически реализуется заданный режим работы.
26 Если после замыкания контактов шунтирующего выключателя цепь для протекания рабочего тока не восстановлена, повторно возникшее перенапряжение явится причиной нового
25 срабатывания защитного устройсТва, при этом тиристоры 7 блока 5 защиты откроются и зашунтируют потребитель 2.
Диод, которым может быть оборудован потребитель, улучшает условия коммутации тиристоров блока защиты при малых сопротивлениях цепи шунтирующего выключателя.
Предлагаемое устройство характеризуется повышением надежности обеспечения электропитанием потребителя, .что достигается за счет автоматичес! кого выключения шунтирующих тирис" торов после устранения перенапряже„О ния.
1427476
Составитель 0,Орлов
Техред А.Кравчук
Корректор.М.Немчик
Редактор А.Лежнина
Тираж 65l Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 4859/50
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 щего потребитель, а вторым выводом соединен с первым выводом первичной обмотки третьего трансформатора, вторым выводом соединенной с первым вы5 водом шестого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки второго транс-
:форматора, при этом третий диод включен согласно полярности источника ,постоянного тока, а второй вывод первичной обмотки третьего трансформа.тора имеет дополнительный вывод для подключения к второму выводу блокконтакта выключателя, шунтирующего потребитель, и коммутирующая цепь, выполненная на четвертом и пятом диодах, седьмом и восьмом резисторах, третьем и четвертом тиристорах, реакторе с первой и второй обмотками и четвертом -конденсаторе, последовательно соединенные четвертый диод, седьмой резистор, четвертый конденсатор, восьмой резистор и пятый ди.од имеют вывод для подключения четвертого диода к первому выводу источника постоянного тока и вывод для подключения пятого диода к второму выводу источника постоянного тока, причем четвертый и пятый диоды включаются согласно полярности источника, общая точка седьмого резистора и четвертого конденсатора через последовательно соединенные третий тиристор, включенный согласно четвертому диоду, и первую обмотку реактора соединена с выводом для подключения пятого дио" да к второму выводу источника постоянного тока, общая точка восьмого резистора и четвертого конденсатора через. четвертый тиристор, включенный согласно пятому диоду, и -вторую обмотку реактора соединена с .выводом для подключения к первому выводу потребителя, а управляющие переходы третьего и четвертого тиристоров соединены каждый с соответствующей вторичной обмоткой третьего трансформатора.
