Устройство сигнализации состояния полупроводникового вентиля

 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для сигнализации состояния полупроводниковых вентилей выпрямителей высокого напряжения. Технический результат заключается в сигнализации неисправного состояния полупроводникового вентиля при его пробое, функционирующей как на включенном под напряжение, так и на отключенном выпрямителе высокого напряжения, что ускоряет поиск и замену вышедших из строя полупроводниковых вентилей и повышает надежность выпрямителя высокого напряжения. Для этого устройство содержит полупроводниковый вентиль, высокоомный резистор с первым индикаторным устройством сигнализации в виде светоизлучающих диодов, первую RC-цепочку с малой постоянной времени, вторую RC-цепочку с большой постоянной времени, в которой конденсатор зашунтирован высокоомным резистором, а между точками соединения R и С первой и второй RC-цепочек включены последовательно диод и второе индикаторное устройство с запоминанием, например, в виде указательного реле. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для сигнализации состояния полупроводниковых вентилей выпрямителей высокого напряжения.

Известно устройство сигнализации состояния полупроводниковых вентилей, использующее принцип разбаланса моста, образуемого контролируемыми вентилями, разделёнными на два плеча, и дополнительно подключаемым резистивным делителем. Индикаторное устройство сигнализации подключено к диагонали моста. При исправных вентилях мост сбалансирован. В случае выхода из строя какого-либо вентиля мост разбалансируется и на входе индикаторного устройства появляется напряжение, вызывающее его срабатывание [1], с.114.

Недостаток устройства - невозможность определения вентиля, вышедшего из строя, и отказ устройства при выходе из строя одинакового числа вентилей в обоих плечах.

Известно устройство индивидуальной сигнализации состояния последовательно соединенных вентилей, состоящее из конденсаторов и импульсных трансформаторов, подключенных параллельно к каждому вентилю, и индикаторного устройства, подключенного через логическую схему к двум вторичным обмоткам каждого импульсного трансформатора [1], рис.5.4.

Недостаток устройства - его сложность и недостаточная надежность.

Известно более простое устройство индивидуальной сигнализации состояния последовательно соединенных вентилей, состоящее из индикаторных устройств сигнализации в виде газоразрядной лампы и резистора, включенных параллельно каждому вентилю [2], рис.5.40.

Недостаток устройства - большое количество ламп с ограниченным сроком службы.

Известно более надежное устройство индивидуальной сигнализации состояния полупроводникового вентиля, состоящее из высокоомного резистора и индикаторного устройства сигнализации в виде светоизлучающих диодов, зашунтированных резистором, и RС-цепочки с малой постоянной времени, подключенных параллельно к каждому вентилю [3]. Это устройство является наиболее близким аналогом. Схема устройства, примененного ОАО Электровыпрямитель, г. Саранск, для выпрямителя В-ТППД прилагается в качестве пояснительного материала на 1 листе.

Недостаток устройства заключается в том, что оно сигнализирует о неисправном состоянии вентиля выпрямителя, только когда выпрямитель находится под напряжением, отсутствием свечения светоизлучающих диодов. При отключении выпрямителя невозможно с помощью этого устройства выявить вышедшие из строя полупроводниковые вентили, так как отсутствует свечение светоизлучающих диодов на всех полупроводниковых вентилях, как неисправных, так и исправных.

Изобретение направлено на решение задачи индивидуальной сигнализации неисправного состояния полупроводникового вентиля при его пробое, функционирующей как на включенном под напряжение, так и на отключенном выпрямителе высокого напряжения, что ускоряет поиск и замену вышедших из строя полупроводниковых вентилей и повышает надежность выпрямителя высокого напряжения.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что параллельно к полупроводниковому вентилю подключены высокоомный резистор с первым индикаторным устройством сигнализации в виде светоизлучающих диодов, первая RС-цепочка с малой постоянной времени и вторая RC-цепочка с большей постоянной времени, в которой конденсатор зашунтирован высокоомным резистором, а между точками соединения R и С первой и второй RС-цепочек включены последовательно диод, проводящий в направлении от второй RС-цепочки к первой RС-цепочке, и второе индикаторное устройство с запоминанием, например, в виде указательного реле.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1. представлена схема устройства, а на фиг.2 - временные диаграммы его работы: 1 - при включении выпрямителя; 2 - при отключении выпрямителя; 3 - при пробое вентиля.

Устройство (фиг.1), подключенное параллельно к силовому полупроводниковому вентилю 1, содержит высокоомный резистор 2 с первым индикаторным устройством сигнализации в виде светоизлучающих диодов 3, зашунтированных резистором 4, и первую RС-цепочку 5, 6 с малой постоянной времени. Параллельно полупроводниковому вентилю 1 дополнительно подключена вторая RС-цепочка 7, 8 с большей постоянной времени, в которой конденсатор 8 зашунтирован высокоомным резистором 9, а между точками соединения R и С первой и второй RС-цепочек включены последовательно диод 10, проводящий в направлении от второй RС-цепочки к первой RC-цепочке, и второе индикаторное устройство с запоминанием 11, например, в виде указательного реле.

Устройство работает следующим образом.

После включения выпрямителя под напряжение свечение светоизлучающих диодов 3 под действием обратного напряжения полупроводникового вентиля 1 сигнализирует о его исправном состоянии. Индикаторное устройство 11 не срабатывает, так как напряжение на конденсаторе 6 - U₆ больше или равно напряжению на конденсаторе 8 - U₈, и диод 10 заперт обратным напряжением U₁₀ (временная диаграмма 1 на фиг.2).

При отключении выпрямителя светоизлучающие диоды 3 гаснут, конденсаторы 6 и 8 разряжаются с большой и приблизительно одинаковой постоянной времени через резисторы RС-цепочек 5, 7, 9 и высокоомный резистор 2. Индикаторное устройство 11 не срабатывает (временная диаграмма 2 на фиг.2).

При пробое полупроводникового вентиля 1 светоизлучающие диоды 3 гаснут, а индикаторное устройство 11 срабатывает, так как конденсатор 6 разряжается через резистор 5 и пробитый вентиль 1 значительно быстрее, чем конденсатор 8, диод 10 открывается и ток разряда конденсатора 8 после этого проходит через индикаторное устройство 11 - i₁₁ (временная диаграмма 3 на фиг.2). Индикаторное устройство 11 сигнализирует о пробое вентиля 1 даже после отключения выпрямительной установки благодаря тому, что оно имеет запоминание.

Срабатывание всех индикаторных устройств вентилей плеча выпрямительной установки сигнализирует о пробое конкретного плеча как причине отключения от релейной защиты выпрямительной установки.

Источники информации

1. Маркин В.В. и др. Техническая диагностика вентильных преобразователей. / Маркин В.В., Миронов В.Н., Обухов С.Г. - М.: Энергоатомиздат, 1985, 152 с.

2. Справочник по преобразовательной технике./ Под ред. И.М. Чиженко. - Киев: Технiка, 1978, 447 с.

3. Выпрямитель В-ТППД-1,2к-14к-У1.1. Ведомость эксплуатационных элементов. ДЖИЦ. 435614. 001 ВЭ.

Формула изобретения

Устройство сигнализации состояния полупроводникового вентиля, содержащее подключенные параллельно к полупроводниковому вентилю высокоомный резистор с первым индикаторным устройством сигнализации в виде светоизлучающих диодов и первую RC-цепочку с малой постоянной времени, отличающееся тем, что параллельно полупроводниковому вентилю дополнительно подключена вторая RC-цепочка с большей постоянной времени, в которой конденсатор зашунтирован высокоомным резистором, а между точками соединения R и С первой и второй RC-цепочек включены последовательно диод, проводящий в направлении от второй RC-цепочки к первой RC-цепочке, и второе индикаторное устройство с запоминанием, например, в виде указательного реле.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2