DE3140176C2 - Hochspannungsthyristorventil mit zur Notzündung dienenden Kippdioden - Google Patents

Abstract

Bei einem Hochspannungsstromrichter mit R-C-beschalteten Thyristoren in Serie sowie den Thyristoren zugeordneten Elektronikbaugruppen (7, 8) zur Erzeugung von Zündimpulsen für die Thyristoren unter Verwendung von aus der R-C-Beschaltung ausgekoppelter Energie und Hochspannungskippdioden (16) in Notzündkreisen für die Thyristoren ist ein Schaltglied vorgesehen, das nach einer Anzahl aufeinanderfolgender Notzündungen die Hochspannungskippdioden (16) ganz oder teilweise überbrückt.

Description

' ■: ren 1,2 gegeben wird.

ii Zur Überbrückung der Hochspannungskippdioden

λ^:; 16 bei einem dauernden Notzünden ist ein Schaltglied, z. B. ein bistabiles Hochspannungsrelais (Stromstoßrelais) 17 vorgesehen, das nach einer festlegbaren Zahl ; von dicht aufeinanderfolgenden Ansprechvorgängen

die Hochspannungskippdioden 16 überbrückt und da- - mit eine Zündung des zugehörigen Thyristorabschnittes i: bei einer sehr geringen Spannung ermöglicht Die Hilfsenergie zur Betätigung des Hochspannungsrelais 17 ίο =..·' wird aus dem BOD-Kreis ausgekoppelt. Dazu dient ein ; Kondensator 20, der mit jedem Ansprechvorgang der

' Hochspannungsdioden 16 aufgeladen wird, bis die

' Schaltspannung eines Schwellenwertschalters 18 (Kipp-

'■■■ diode o. ä.) erreicht ist, der in Reihe zu der Relaisspule i\ 17 liegt Ein Ladewiderstand ist mit 21, eine Ladediode ν ist mit 19 bezeichnet Mit dem Ansprechen des Hoch-

·:; spannungsrelais 17 wird zugleich auch der Auskoppel- :; kreis für die Hilfsenergie in vorteilhafter Weise über- |ä brückt Parallel zu dem Kondensator 20 ist ein Entlade-H widerstand 22 vorgesehen, um den Kondensator 20 ψ; nach nur einzelnen BOD-Notzündungen wieder zu entp laden.

S Durch das Oberbrücken des BOD-Kreises ist der be

troffene Thyristorabschnitt — wie bereits erwähnt — nicht mehr in der Lage positive Spannung aufzunehmen. Dies würde bei Einweg-, Mittelpunkt- und Brückenschaltungen zu einer unerwünschten Spannungsfehlverteilung und einer Überlastung des dauernotzündenden Thyristorabschnitts in negativer Sperrichtung führen. Bei direkter Antiparallelschaltung von Thyristoren gemäß F i g. 1 hingegen kann man mit Vorteil von der vorgeschlagenen Lösung Gebrauch machen, da der Thyristorabschnitt dann in beiden Richtungen von Spannung entlastet ist

Im Hinblick auf die Überwachung derartiger Thyristorveniile — and zwar speziell in Hinblick auf die häufig erwünschte Unterscheidung zwischen Thyristor- und Elektronikbaugruppendefekt — kann es zweckmäßig sein, mit dem Ansprechen des Relais nicht die gesamte Reihenschaltung der Hochspannungskippdioden 16 zu überbrücken, sondern nur ein Teil, so daß die Voraussetzungen für die Hilfsenergieauskopplung über die Vorrichtung 5,6 zur Versorgung der Elektronikbaugruppen 7,8 noch gegeben sind und die intakte von beiden Thyristorelektronikbaugruppen eines antiparallelen Thyristorpaares noch Rückmeldungen abgeben kann. Dieser Fall ist in F i g. 2 bei gleicher Bezifferung der Bauelemente wie in F i g. 1 gezeigt.

Weiter können zugleich mit den Hochspannungskippdioden 16 auch weitere Komponenten im BOD-Kreis überbrückt werden, z. B. die Sperrdioden 15 der Brükkenschaltung, wie dieses in F i g. 3 gezeigt ist odei die gesamte Brückenschaltung einschließlich eines Teils oder beider Widerstände 13 und 14. Im letzteren Fall ist dann definitiv in dem betroffenen Abschnitt keine Hilfsenergieauskopplung für die Elektronikbaugruppen 7,8 mehr möglich.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1 2 spannung zum Durchzünden entsprechend höher. Patentansprüche: Abhängig vom Anwendungsfall und der verfügbaren Gesamtspannung kann das Vorhandensein von notzün-

1. Hochspannungsstromrichter mit RC(3, 4)-be- denden Thyristorplätzen zu einer mehr oder weniger schalteten Thyristoren (1,2) in Serie, mit den Thyri- 5 ausgeprägten Zündverzögerung bzw. zu Zündaussetstoren (1,2) zugeordneten Elektronikbaugruppen (7, zern führen und im Gefolge davon für den Stromrichter 8) zur Erzeugung von Zündimpulsen für die Thyri- zu einer Begrenzung seines Regelbereiches, zu unstabistoren (1, 2) unter Verwendung von aus der RC(3, lern Verhalten seiner Regelung und zu stark upsymme-4}-Beschaltung ausgekoppelten Energie und mit trischer Stromführung (Gleichstromanteil im Strom-Hochspannungskippdioden (BOD-Elemente) (16) io richtertransformator).

und dazu in Reihe geschalteten Sperrdioden (15) und Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Widerständen (13,14) in Notzündkreisen zwischen eine Schaltungsanordnung für einen Hochspannungs-Anode und Steuerelektrode der Thyristoren (1, 2), stromrichter der eingangs genannten Art anzugeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule ei- durch die die notwendige Funktion der Hochspannes bistabilen Hochspannungsrelais (17) über einen is nungskippdioden gesichert bleibt, mit der aber Zünd-Schwellwertschalter (18) einem Kondensator (20) Verzögerungen bzw. -aussetzer beim Stromrichter und parallel geschaltet ist, der seinerseits über eine Lade- als Folge davon die Reglerinstabilität und die Stromundiode (19) einem weiteren Widerstand (21) parallel symmetrie vermieden werden.

geschaltet ist, der in Reihe zu den Hochspannungs- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kippdiodqa (16) geschaltet ist, wobei mittels eines 20 im Anspruch !gekennzeichneten Merkmale gelöst
Arbeitskontaktes des riochspannungsreiais (If; Die Funktion der Hochspannungskippdioden wird almindestens ein Teil der Reihenschaltung der Hoch- so vorteilhafterweise auf den Schutz bei transienten spannungskippdioden (16) und des weiteren Wider- Überspannungsvorgängen beschränkt Bei eintretenstandes (21) überbrückbar ist und ein Entladewider- dem Dauernotzünden dagegen wird das BOD-Element stand (22) parallel zum Kondensator (20) vorgesehen 25 überbrückt, so daß dann die Notwendigkeit einer Minist, derart, daß nach einer Anzahl von Notzündungen destzündspannung und damit die Zündverzögerung mit mindestens ein Teil der Hochspannungskippdioden allen negativen Begleiterscheinungen entfällt
(16) überbrückt wird. , Vorteilhafte Ausbildungen des Hochspannungs-

2. Hochspannungsstromrichter nach Anspruch 1, Stromrichters nach der Erfindung sind in den Unterandadurch gekennzeichnet, daß die Thyristoren (1, 2) 30 Sprüchen gekennzeichnet

direkt antipi-allel geschaltet sind. Im folgenden soll die Erfindung anhand von in der

3. Hochspannungsstromrichter nach Anspruch 1 Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem An- erläutert werden. Es zeigt

sprechen des Hochspannungsrf ^:>\is (17) auch die den F i g. 1 den Abschnitt einer Reihenschaltung von anti-Hochspannungskippdioden (i6) zugeordneten 35 parallelen Thyristoren mit BOD-Schutz und einer die-Sperrdiodcn (15) und/oder andere im Kreis der sen überbrückenden Einrichtung,
Hochspannungskippdioden (16) angeordnete Bau- Fig. 2 den Abschnitt einer Reihenschaltung von antielemente (13,14) überbrückt sind. parallelen Thyristoren mit BOD-Schutz, der teilweise

überbrückt wird, und

40 F i g. 3 den Abschnitt einer Reihenschaltung von antiparallelen Thyristoren mit BOD-Schutz und einer Einrichtung, die den BOD-Schutz und die ihm zugeordnete

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs- Brückenschaltung überbrückt

stromrichter entsprechend dem Oberbegriff des Patent- In F i g. 1 sind als Glieder einer Reihenschaltung zwei

anspruchs 1. Ein derartiger Stromrichter ist im Konfe- 45 direkt antiparallel geschaltete Thyristoren 1, 2 gezeigt

renz-Bericht 14-05 der International Conference on Der Antiparallelschaltung ist die Reihenschaltung eines

Large High Voltage Electric Systems (CIGRE), 1976 Kondensators 3 und eines Widerstandes 4 als R-C-Be-

Session, August 25 — September 2, Seiten 1—9, be- schalterung parallel geschaltet

schrieben. Im R-C-Kreis sind zwei Vorrichtungen 5, 6 vorgese-Bei solchen Hochspannungsstromrichtern mit mehre- so hen, die aus diesem Energie zur Versorgung zweier den ren Thyristoren in Reihe werden die Zündbefehle in Thyristoren 1,2 zugeordneter Elektronikbaugruppen 7, Form von Lichtsignalen den einzelnen Thyristoren zu- 8 auskoppeln. Die Elektronikbaugruppen 7, 8 dienen geführt Der Zündimpuls wird in einer dem Thyristor- unter anderem der Erzeugung von Zündimpulsen für platz zugeordneten Elektronikbaugruppe erzeugt, die die Thyristoren 1,2, wobei die Zündbefehle potentialfrei ihre Energie aus der zugeordneten Thyristor-RC-Be- 55 über (nicht gezeigte) Lichtleiter vom Erdpotential überschaltung auskoppelt Für den Fall, daß eine derartige tragen werden. Ausgangsseitig sind die Elektronikbau-Baugruppe defekt wird, ist ein zusätzlicher Notzünd- gruppen 7,8 über Dioden 9,10 entkoppelt
kreis mit einer Hochspannungskippdiode (Breakover- Die Steuerelektroden der Thyristoren 1,2 sind außer Diode = BOD-Element) vorgesehen, der bei Ausfall der mit den Elektronikbaugruppen 7, 8 über Sicherungen Baugruppe in der Lage ist, den Thyristor periodisch 60 II, 12 und Widerstände 13,14 mit einem Notzündkreis notzuzünden. Andernfalls würde der Thyristor zerstört verbunden. Dieser besteht aus einer Brückenschaltung Die Spannung der Hochspannungskippdiode wird auf aus Hochspannungsdioden 15, in deren Brückendiagodie Spitzensperrspannung des verwendeten Thyristor- nalen in Serie geschaltete Hochspannungskippdioden typs abgestimmt und beträgt z. B. 4 kV. Eine Notzün- (BOD-Elemente) 16 angeordnet sind. Liegt bei Nichtabdung ist demzufolge erst möglich, wenn die treibende 65 gäbe eines Zündimpulses durch die Elektronikbaugrup-Spannung am Thyristorventilzweig (d. h. an der gesam- pen 7,8 an diesem Notzündkreis eine Mindestzündspanten Reihenschaltung) > 4 kV wird. Bei mehreren not- nung an, schalten die Hochspannungskippdioden 16 zündenden Thyristoren wird die erforderliche Mindest- durch, so daß ein Notzündimpuls an einen der Thyristo-