PL187930B1 - Układ do ograniczenia przepięć, zwłaszcza łączeniowych, w układzie zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego - Google Patents

Abstract

1. Układ do ograniczania przepięć, zwłaszcza łączeniowych, w układzie zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego, w którym katoda prostownika jest połączona z pierwszym zaciskiem dławika wygładzającego prąd, którego drugi zacisk jest połączony z pierwszym zaciskiem styku czynnego wyłącznika, zaś anoda prostownika jest połączona z układem jezdnych szyn trakcyjnych, znamienny tym, że do katody prostownika (P) i pierwszego zacisku dławika (L) jest również dołączona katoda zaworu składającego się z tyrystora (Ty) i szeregowo z nim połączonej jednej lub kilku diod (Dl ... Dn), zaś anoda tego zaworu jest dołączona bezpośrednio lub przez rezystor (R) do drugiego zacisku dławika (L), przy czym katoda i anoda tyrystora (Ty) są połączone odpowiednio z pierwszym (1) i drugim (2) wejściem bloku sterującego (BS), którego wyjście (3) jest połączone z bramką tyrystora (Ty).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do ograniczania przepięć, zwłaszcza łączeniowych, w układzie zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego.

W znanym układzie zasilania sieci trakcyjnej prądu stałego głównym składnikiem jest prostownik. Katoda tego prostownika jest połączona przez dławik wygładzający prąd i styk czynny wyłącznika z siecią trakcyjną, a anoda jest połączona z układem jezdnych szyn trakcyjnych. Do ograniczania przepięć w tym układzie wykorzystuje się ograniczniki napięcia połączone jednym zaciskiem z tym zaciskiem styku wyłącznika, który jest połączony z siecią trakcyjną, a drugim zaciskiem z anodą prostownika oraz kondensatory połączone jednym zaciskiem z tym zaciskiem styku wyłącznika, który jest połączony z dławikiem wygładzającym prąd, a drugim zaciskiem z anodą prostownika.

Stosowane ograniczniki napięcia, w przypadku wyłączania prądów zwarciowych ograniczają przepięcia na poziomie kilku kiłowoltów powyżej napięcia znamionowego sieci trakcyjnej. Między indukcyjnością dławika i innych elementów układu, a pojemnością kondensatorów dochodzi czasem do oscylacji, które są przyczyną przepięć oscylacyjnych o zmiennej polaryzacji.

Mała skuteczność ograniczania przepięć i oscylacje w układzie dławik - kondensator są istotnymi wadami tego układu.

Istotą układu do ograniczania przepięć, według wynalazku, w układzie zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego, w którym katoda prostownika jest połączona z pierwszym zaciskiem dławika wygładzającego prąd, drugi zacisk tego dławika jest połączony z pierwszym zaciskiem styku czynnego wyłącznika, a anoda prostownika jest połączona z układem jezdnych szyn trakcyjnych, jest to, że do katody prostownika i pierwszego zacisku dławika jest również dołączona katoda zaworu składającego się z tyrystora i szeregowo z nim połączonej jednej lub kilku diod, zaś anoda tego zaworu jest dołączona bezpośrednio lub przez rezystor do drugiego zacisku dławika, przy czym katoda i anoda tyrystora są połączone odpowiednio z pierwszym i drugim wejściem bloku sterującego, którego wyjście jest połączone z bramką tyrystora. Jednocześnie do drugiego zacisku dławika połączonego ze stykiem wyłącznika jest

187 930 dołączona katoda pierwszej diody z kilku połączonych szeregowo diod tworzących niesterowany zawór zwrotny, a anoda ostatniej z tych diod jest połączona z anodą prostownika.

Przepięcia w układzie zasilania sieci trakcyjnej prądu stałego, po zastosowaniu układu ograniczania przepięć, według wynalazku, wywołane wyłączaniem prądu przez wyłącznik są ograniczone do napięcia równego sumie spadków napięć na przewodzących: tyrystorze i diodach oraz na rezystancji dławika i rezystancji połączonej szeregowo z tyrystorem i diodami. Wartość tego przepięcia można ograniczyć dobierając odpowiednio rezystor łączony szeregowo z diodami i tyrystorem. Ma ono wartości istotnie mniejsze od przepięć występujących w stosowanym w praktyce układzie ograniczania przepięć. Niesterowany zawór zwrotny połączony między drugim zaciskiem dławika i anodą prostownika nie dopuszcza do pojawienia się napięć o polaryzacji ujemnej względem anody prostownika na tym zacisku dławika, który jest połączony ze stykiem wyłącznika. Skutkuje to również zmniejszeniem przepięć na dławiku.

Ograniczenie przepięć, występujących przy wyłączaniu prądu podczas zwarć i przy obciążeniu, na dławiku, a co za tym idzie i na prostowniku jest istotną zaletą układu według wynalazku.

Przykład wykonania układu do ograniczania przepięć, zwłaszcza łączeniowych, w układzie zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego jest uwidoczniony na rysunku.

Katoda prostownika P jest połączona z pierwszym zaciskiem dławika L wygładzającego prąd. Drugi zacisk tego dławika jest połączony z pierwszym zaciskiem styku czynnego wyłącznika W. Anoda prostownika P jest połączona z układem jezdnych szyn trakcyjnych. Do katody prostownika P i pierwszego zacisku dławika L jest również dołączona katoda zaworu składającego się z tyrystora Ty i szeregowo z nim połączonej jednej lub kilku diod D1 ... Dn. Anoda tego zaworu jest dołączona bezpośrednio lub przez rezystor R do drugiego zacisku dławika L. Katoda i anoda tyrystora Ty są połączone odpowiednio z pierwszym 1 i drugim wejściem 2 bloku sterującego BS, którego wyjście 3 jest połączone z bramką tyrystora Ty. Jednocześnie do drugiego zacisku dławika L połączonego ze stykiem wyłącznika jest dołączona katoda pierwszej diody DZ1 z kilku połączonych szeregowo diod DZ1 ... Dzn tworzących niesterowany zawór zwrotny, a anoda ostatniej z tych diod DZn jest połączona z anodą prostownika P.

Układ działa w sposób niżej opisany. Podczas otwierania styku wyłącznika W przewodzącego prąd, między jego zestykami powstaje łuk, którego długość rośnie z upływem czasu. Rośnie również napięcie łuku powodujące zmniejszanie wartości wyłączanego prądu płynącego również przez dławik L, a to z kolei wywołuje indukowanie na zaciskach dławika napięcia o polaryzacji zgodnej z kierunkiem przewodzenia tyrystora Ty i szeregowo z nim połączonych diod Dl ... Dn. Gdy wartość tego napięcia jest odpowiednio duża blok sterujący BS załącza tyrystor Ty. Prąd dławika L zamyka się przez tyrystor Ty, diody D1 ... Dn i rezystor R i przestaje płynąć przez otwierany styk wyłącznika W.

Prąd dławika L zanika powoli ze stałą czasową określoną przez indukcyjność dławika, jego rezystancję i rezystancję rezystora R połączonego szeregowo z diodami D1 ... Dn i tyrystorem Ty. Na zaciskach dławika L występuje napięcie równe sumie spadków napięcia na tyrystorze Ty, diodach D1 ... Dn. rezystancji dławika L i rezystancji R połączonej szeregowo z diodami i tyrystorem. Wielkość tego napięcia można ograniczyć do dopuszczalnej wartości dobierając odpowiednio rezystor R. Rezystor ten zmniejsza stałą czasową układu, przez co zmniejsza się ilość energii wydzielanej w tyrystorze i diodach. Zwiększa się jednak wartość napięcia na dławiku L o spadek napięcia występującego na rezystorze R. W przypadku braku rezystora R napięcie na zaciskach dławika L ma wartość kilkunastu do kilkudziesięciu woltów.

W przypadku wystąpienia zwarcia blisko układu zasilania, w pierwszym momencie trwania tego zwarcia na zacisku dławika L połączonym ze stykiem wyłącznika W mogą wystąpić oscylacje napięcia. Niesterowany zawór zwrotny DZ1 ... DZn likwiduje te oscylacje i nie dopuszcza do występowania napięć ujemnych na zacisku dławika L połączonym ze stykiem wyłącznika W.

Układ do ograniczania przepięć, według wynalazku, można stosować w układzie zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego.

187 930

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ do ograniczania przepięć, zwłaszcza łączeniowych, w układzie zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego, w którym katoda prostownika jest połączona z pierwszym zaciskiem dławika wygładzającego prąd, którego drugi zacisk jest połączony z pierwszym zaciskiem styku czynnego wyłącznika, zaś anoda prostownika jest połączona z układem jezdnych szyn trakcyjnych, znamienny tym, że do katody prostownika (P) i pierwszego zacisku dławika (L) jest również dołączona katoda zaworu składającego się z tyrystora (Ty) i szeregowo z nim połączonej jednej lub kilku diod (Dl... Dn), zaś anoda tego zaworu jest dołączona bezpośrednio lub przez rezystor (R) do drugiego zacisku dławika (L), przy czym katoda i anoda tyrystora (Ty) są połączone odpowiednio z pierwszym (1) i drugim (2) wejściem bloku sterującego (BS), którego wyjście (3) jest połączone z bramką tyrystora (Ty).
2. 2. Układ do ograniczania przepięć w układzie zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego według zastrz. 1, znamienny tym, że do drugiego zacisku dławika (L) połączonego ze stykiem wyłącznika (W) jest dołączona katoda pierwszej diody (DZ1) z kilku połączonych szeregowo diod (DZ1 ... DZn) tworzących niesterowany zawór zwrotny, a anoda ostatniej z tych diod (DZn) jest połączona z anodą prostownika (P).