DE3627114A1 - Schaltungsanordnung zur pruefung des einschaltverhaltens eines thyristorventils - Google Patents

Schaltungsanordnung zur pruefung des einschaltverhaltens eines thyristorventils

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DE3627114A1
DE3627114A1 DE19863627114 DE3627114A DE3627114A1 DE 3627114 A1 DE3627114 A1 DE 3627114A1 DE 19863627114 DE19863627114 DE 19863627114 DE 3627114 A DE3627114 A DE 3627114A DE 3627114 A1 DE3627114 A1 DE 3627114A1
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607—Circuits therefor
    • G01R31/263—Circuits therefor for testing thyristors

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Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Prüfung des Einschaltverhaltens eines Thyristorventils mit parallel geschaltetem Ableiter, wobei das Thyristorventil aus mehreren in Reihe geschalteten Thyristoren und deren Beschaltung besteht.
Thyristorventile werden durch parallel liegende funkenstreckenlose Ableiter gegen Überspannungen geschützt. Im Falle einer Überspannung treten im Ableiter Ströme bis ca. 1 kA auf. Fällt eine derartige Überspannung mit einem Zündbefehl des Ventils zusammen oder spricht die BOD-Schutzzündung an, dann muß dieser Strom auf das Ventil kommutieren.
Es besteht die Aufgabe, eine Prüfschaltung vorzuschlagen, mit der eine praxisnahe Prüfung dieser Ereignisse möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an die Eingangsklemmen des Thyristorventils die Reihenschaltung eines Kondensators und einer Spule geschaltet ist, wobei der Kondensator so bemessen ist, daß nach vorgegebener Zeit in der Spule und im Ableiter ein vorgegebener Strom i max fließt.
Vorzugsweise wird der Kondensator dabei auf die Ableiterspannung entladen.
Die Prüfschaltung besteht aus einem Kondensator als Energiequelle, der Nachbildung der Kommutierungsinduktivität des Stromrichtertransformators und dem Prüfling, nämlich dem Thyristorventil mit parallel geschaltetem Ableiter. Dabei ist der Kondensator so bemessen, daß nach einer vorgegebenen Zeit in den Komponenten, nämlich der Kommutierungsinduktivität, die gleich der Streuinduktivität des Stromrichtertransformators ist und dem Ableiter der Koordinationsstrom von beispielsweise 1 kA fließt. Gleichzeitig ist der Kondensator auf die Ableiterspannung entladen.
Vorzugsweise gilt für die vorgegebene Zeit und die Bemessung des Kondensators:
und
worin C E die Kapazität des Kondensators, L K die Induktivität der Spule 5 und U E die am Kondensator und U A die am Ableiter 2 abfallende Spannung ist.
Dem Thyristorventil kann ein zweiter Kondensator parallel geschaltet sein, der die Anlagenkapazität repräsentiert, dabei kann die Kapazität des Kondensators der Reihenschaltung groß gegen die Kapazität des zweiten Kondensators sein.
In einfacher Weise kann der Kondensator der Reihenschaltung über eine Diode und einen Ladewiderstand aufladbar sein.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Prüfschaltung beispielhaft anhand der Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt die erfindungsgemäße Prüfschaltung. Einem Thyristorventil 1 ist ein Ableiter 2 parallel geschaltet. Das Thyristorventil besteht aus einer Vielzahl, beispielsweise bis zu 120 in Reihe geschalteten Thyristoren 1 a, der Ventildrossel 1 b und der Beschaltung, die aus der Reihenschaltung eines Widerstandes 1 c und eines Kondensators 1 d besteht. Um die Übersichtlichkeit zu wahren, ist in der Figur nur ein Thyristor 1 a mit seiner Beschaltung schematisch gezeigt.
An die Klemmen 3 und 4 des Thyristorventils ist die Reihenschaltung einer Spule 5 und eines Kondensators 6 angeschlossen. Der Kondensator ist über eine Diode 7 und einen Widerstand 8 zur Ladung mit den Klemmen 9 und 10 einer Gleichspannungsquelle verbunden. Parallel zum Thyristorventil 1 ist außerdem noch ein Kondensator 11 geschaltet, der die Anlagenkapazität repräsentiert.
Um die Randbedingungen zu ermitteln, wird angenommen, daß das Ereignis ausgelöst wird durch eine Schaltüberspannung auf der Netzseite des Transformators, die induktiv auf die Ventilseite gekoppelt und dort durch den ventilseitigen Ableiter begrenzt wird. Daraus resultiert, daß nicht nur der Ableiter 2 Strom führt, sondern auch die Kommutierungsinduktivität 5, deren Induktivität L K der zweifachen Streuinduktivität des Transformators entspricht. Der Strom ist gegeben durch den Koordinationsstrom des Ableiters 2 von bis zu etwa 1 kA für eine Schaltstoßspannung.
Die Differenzspannung zwischen der Kondensatorladespannung U E und der Ableiterspannung U A ist maßgeblich für die Bemessung. Wird diese Kondensatorladespannung so gewählt, daß sie etwa der zweifachen Ableiterspannung entspricht, so ist C E nach der Zeit T/4 auf die Ableiterspannung U A entladen und der Strom im Ableiter 2 und in der Spule 5 ist gegeben durch
wenn U E =2U A ist. Dabei ist C E die Kapazität des Kondensators 6 und L K die Induktivität der Spule 5. Dies folgt aus den Bestimmungsgleichungen für den Strom und die Kondensatorspannung in dem aus dem Kondensator 6, der Spule 5 und dem Ableiter 2 entstehenden Schwingkreis, die lauten:
u C =U E · cos ω t+U A (1-cos ω t).
Daraus folgt, daß nach
und u C =U A wird. Damit liegt für ein bekanntes L K die Kapazität C E des Kondensators 6 fest durch
Die Belastungszeit des Ableiters bis zum Zünden des Ventils oder dem vorzeitigen Zünden über die BOD-Schutzzündung ist
Aus diesen beiden Formeln ergeben sich also für ein vorgegebenes i max und eine vorgegebene Belastungszeit T/4 die Werte für
oder man erhält für den Fall U E =2U A die Belastungszeit T/4 zu
Dabei ist für die dargestellten Formeln vorausgesetzt, daß die Kapazität C E des Energiespeichers 6 groß gegen die Kapazität C A des Kondensators 11 ist, und daß der Ableiter eine ideale Kennlinie hat.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung zur Prüfung des Einschaltverhaltens eines Thyristorventils mit parallel geschaltetem Ableiter, wobei das Thyristorventil aus mehreren in Reihe geschalteten Thyristoren und deren Beschaltung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß an die Eingangsklemmen (3, 4) des Thyristorventils (1) die Reihenschaltung eines Kondensators (6) und einer Spule (5) geschaltet ist, wobei der Kondensator (6) so bemessen ist, daß er nach vorgegebener Zeit (T/4) in der Spule (5) und im Ableiter (2) ein vorgegebener Strom (i max ) fließt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die vorgegebene Zeit (T/4) und die Bemessung des Kondensators (6) gilt: und und worin C E die Kapazität des Kondensators (6), L K die Induktivität der Spule (5) und U E die am Kondensator (6) und U A die am Ableiter (2) abfallende Spannung ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (6) auf die Ableiterspannung (U A ) entladen ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Thyristorventil (1) ein zweiter Kondensator (11) parallel geschaltet ist, der die Anlagenkapazität repräsentiert.
5. Schaltungsanordung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Kondensators (6) der Reihenschaltung groß gegen die Kapazität des zweiten Kondensators (11) ist.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (5) der Reihenschaltung über eine Diode (7) und einen Ladewiderstand (8) aufladbar ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104157192A (zh) * 2014-07-11 2014-11-19 盐城工业职业技术学院 各类晶闸管特性演示仪
US9746513B2 (en) 2014-04-23 2017-08-29 Ge Energy Power Coversion Gmbh Circuit arrangement with a thyristor circuit, as well as a method for testing the thyristor circuit
CN112415356A (zh) * 2020-11-05 2021-02-26 阳光电源股份有限公司 一种晶闸管关断特性测试装置和测试方法
EP4119957A1 (de) * 2021-07-16 2023-01-18 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Verfahren zum überwachen einer schutzeinrichtung

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