RU2009908C1

RU2009908C1 - Device for protection of three-phase rectifier against overvoltages, with supply of rectifier bridges from star- and delta-connected secondary windings of converter transformers

Info

Publication number: RU2009908C1
Authority: RU
Inventors: О.И. Новиков
Original assignee: Уральское отделение Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1991-11-22
Publication date: 1994-03-30

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: two three-phase transformers 11, 12 and diode three-phase bridge 17 are introduced to provide application of three-phase voltages with a phase shift of 60 el. deg. to the input of bridge 17 and decrease the number of used spark gaps by three times. EFFECT: enhanced reliability of operation and simplified servicing. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электрических железных дорог и предназначено для защиты от перенапряжений полупроводниковых выпрямителей тяговых подстанций. The invention relates to the field of electric railways and is intended to protect against overvoltage of semiconductor rectifiers of traction substations.

Известны устройства для защиты трехфазных выпрямителей, выполненных из вентильных трехфазных мостов, которые подключены к соединенным в звезду и треугольник вторичным обмоткам преобразовательных трансформаторов. Эти устройства содержат цепи из последовательно соединенных разрядников с искровыми промежутками и гасящих резисторов. Цепи подключены к вторичным обмоткам преобразовательных трансформаторов. Known devices for protecting three-phase rectifiers made of three-phase valve bridges that are connected to the secondary windings of the transformer connected to a star and a triangle. These devices contain circuits of series-connected spark gap with spark gaps and quenching resistors. The chains are connected to the secondary windings of the transformer transformers.

Недостатком таких устройств является большое количество разрядников, что усложняет техническое обслуживание, и невысокая надежность. The disadvantage of such devices is the large number of arresters, which complicates maintenance, and low reliability.

Сущность изобретения заключается в том, что известное устройство для защиты дополняют трехфазным диодным мостом и двумя вспомогательными трансформаторами. Их первичные обмотки подключают к вторичным обмоткам преобразовательных трансформаторов, а из вторичных обмоток образуют три суммирующих напряжение цепи, к которым подключают через трехфазный диодный мост последовательно соединенные разрядники и гасящие резисторы. Использование дополнительных элементов позволяет уменьшить количество разрядников и сформировать в их напряжении паузы, облегчающие гашение разрядниками сопровождающего тока. The essence of the invention lies in the fact that the known device for protection is supplemented by a three-phase diode bridge and two auxiliary transformers. Their primary windings are connected to the secondary windings of the transformer transformers, and three voltage-summing circuits are formed from the secondary windings, to which series-connected arresters and quenching resistors are connected via a three-phase diode bridge. The use of additional elements makes it possible to reduce the number of arresters and form pauses in their voltage to facilitate the suppression of the accompanying current by the arresters.

В результате этого достигаются повышение надежности и упрощение технического обслуживания. As a result, improved reliability and simplified maintenance are achieved.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема устройства защиты. The drawing shows a circuit diagram of a protection device.

Защищаемый выпрямитель, питается от шин 1 трехфазного переменного напряжения и состоит из преобразовательных трансформаторов 2 и 3 с первичными 4, 5 и вторичными 6, 7 обмотками, трехфазных вентильных мостов 8 и 9 с выводами 10 для подключения нагрузки. Напряжения соединенных треугольником обмоток 6 по отношению к напряжениям соединенных звездой обмоток 7 сдвинуты на 30 эл. град. The shielded rectifier, powered by busbars 1 of three-phase alternating voltage and consists of converter transformers 2 and 3 with primary 4, 5 and secondary 6, 7 windings, three-phase valve bridges 8 and 9 with terminals 10 for connecting the load. The voltages of the triangle-connected windings 6 with respect to the voltages of the star-connected windings 7 are shifted by 30 el. hail.

Устройство защиты имеет вспомогательные трансформаторы 11, 12 с первичными 13, 14 и вторичными 15, 16 обмотками, трехфазный диодный мост 17 и защитные блоки, выполненные из последовательно соединенных разрядников 18 с искровыми промежутками и гасящих резисторов 19. Обмотки 13 и 14 трансформаторов 11 и 12 подключены к обмоткам 6 и 7 трансформаторов 2 и 3. Обмотки 15 и 16 трансформаторов 11 и 12 объединены попарно в три суммирующие напряжение цепи. Эти цепи соединены в звезду, в которой через диодный мост 17 подключены защитные блоки. Напряжения звезды обмоток 15 и 16 имеют фазовый сдвиг 60 эл. град. The protection device has auxiliary transformers 11, 12 with primary 13, 14 and secondary 15, 16 windings, a three-phase diode bridge 17 and protective blocks made of series-connected arresters 18 with spark gaps and quenching resistors 19. Windings 13 and 14 of transformers 11 and 12 connected to windings 6 and 7 of transformers 2 and 3. Windings 15 and 16 of transformers 11 and 12 are combined in pairs in three voltage-summing circuits. These circuits are connected to a star, in which protective blocks are connected through a diode bridge 17. The star voltage of the windings 15 and 16 have a phase shift of 60 el. hail.

Устройство защиты работает следующим образом. The protection device operates as follows.

При отсутствии перенапряжений в силовых цепях выпрямителя к искровым промежуткам разрядников 18 прикладывается напряжение периодической последовательности импульсов, которые формируются мостом 17 из синусоидального напряжения обмоток 15 и 16 вспомогательных трансформаторов. Импульсы напряжения имеют длительность по основанию, которая не превышает 300 эл. град. , и следуют с паузами длительностью не менее 60 эл. град. В рабочих режимах выпрямителя амплитуда импульсов меньше пробивного напряжения искровых промежутков разрядников 18 и они не срабатывают. Каждый разрядник 18 контролирует однополярные полуволны напряжения обмоток 15 и 16. При наличии в устройстве защиты двух разрядников 18, которые контролируют напряжение полуволн разной полярности, обеспечивается контроль мгновенного значения напряжения обмоток 15 и 16 вспомогательных трансформаторов. In the absence of overvoltages in the power circuits of the rectifier, a voltage of a periodic sequence of pulses is applied to the spark gaps of the arresters 18, which are formed by the bridge 17 from the sinusoidal voltage of the windings 15 and 16 of the auxiliary transformers. The voltage pulses have a duration at the base, which does not exceed 300 el. hail. , and follow with pauses of at least 60 email. hail. In the operating modes of the rectifier, the pulse amplitude is less than the breakdown voltage of the spark gaps of the arresters 18 and they do not work. Each spark gap 18 controls the unipolar half-waves of the voltage of the windings 15 and 16. If there are two spark gap 18 in the protection device that controls the voltage of half waves of different polarity, the instantaneous voltage value of the windings 15 and 16 of the auxiliary transformers is monitored.

Появление в силовых цепях выпрямителя перенапряжений опасной величины сопровождается увеличением амплитуды напряжения обмоток 15, 16 и пробоем искрового промежутка соответствующего разрядника 18. В цепи разрядника 18 с пробившимся искровым промежутком появляется ток, величина которого ограничивается резистором 19, и энергия перенапряжения поступает из силовых цепей выпрямителя через трансформаторы 11, 12 и диодный мост 17 в цепь разрядника 18 и рассеивается в резисторе 19. В результате этого величина перенапряжения ограничивается на допустимом уровне. The appearance of dangerous magnitude overvoltage rectifier circuits is accompanied by an increase in the voltage amplitude of the windings 15, 16 and the breakdown of the spark gap of the corresponding spark gap 18. A current appears in the circuit of the spark gap 18 with a pierced gap, the value of which is limited by resistor 19, and the overvoltage energy comes from the rectifier power circuits through transformers 11, 12 and a diode bridge 17 into the circuit of the spark gap 18 and is dissipated in the resistor 19. As a result, the magnitude of the overvoltage is limited to allowable m level.

После ограничения перенапряжения в цепи разрядника 18 протекает сопровождающий ток, величина которого определяется напряжением обмоток 15, 16 и сопротивлением резистора 19. Этот ток протекает до момента окончания импульса напряжения, которое прикладывается к проводящему ток разряднику 18. Далее наступает пауза, искровый промежуток этого разрядника 18 восстанавливает способность удерживать напряжения обмоток 15, 16 и не пробивается, когда к нему прикладывается напряжение очередного импульса. Длительность протекания сопровождающего тока зависит от момента появления перенапряжения относительно начала соответствующего импульса напряжения и в любом случае не превышает максимальную длительность импульса, равную 300 эл. град. (56) Двенадцатипульсовые полупроводниковые выпрямители тяговых подстанций. / Под. ред. М. Г. Шалимова. М. , 1979, с. 88-89, рис. 4-24. After overvoltage limitation, an accompanying current flows in the arrester circuit 18, the value of which is determined by the voltage of the windings 15, 16 and the resistance of the resistor 19. This current flows until the voltage pulse ends, which is applied to the current-conducting arrester 18. Then there is a pause, the spark gap of this arrester 18 restores the ability to hold the voltage of the windings 15, 16 and does not break through when the voltage of the next pulse is applied to it. The duration of the accompanying current flow depends on the moment of the appearance of the overvoltage relative to the beginning of the corresponding voltage pulse and in any case does not exceed the maximum pulse duration equal to 300 el. hail. (56) Twelve-pulse semiconductor rectifiers of traction substations. / Under. ed. M. G. Shalimova. M., 1979, p. 88-89, fig. 4-24.

Claims

DEVICE FOR PROTECTION FROM OVER-VOLTAGE PHASE RECTIFIER WITH POWERED valve bridge from a star connection and delta secondary windings of a converter transformer, sodepzhat protective blocks made of serially connected pazpyadnikov with iskpovymi ppomezhutkami and quenching pezistopov, characterized in that it has two auxiliary tpehfaznyh tpansfopmatopa introduced and junction diode bridge, while the primary windings of auxiliary transformers are connected to the secondary windings of the corresponding converts transformer transformers, and the secondary windings are combined in pairs in three summing circuits included in the star, one of which is connected to the common point of the star opposite to the other two circuits, the input terminals of the auxiliary three-phase diode bridge are connected to phase terminals, the sum between the common point of the mentioned star and the output terminals of the auxiliary three-phase diode bridge.