SU1105987A1

SU1105987A1 - Power take-off device for supplying auxiliary power to high-voltage thyristor rectifier

Info

Publication number: SU1105987A1
Application number: SU813284597A
Authority: SU
Inventors: Валентин Георгиевич Спув; Христофор Федорович Баракаев
Original assignee: Всесоюзный Электротехнический Институт Им.В.И.Ленина
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1981-05-07
Publication date: 1984-07-30

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ОТБОРА МОЩНОСТИ ДЛЯ ПИТАНИЯ СОБСТВЕННЫХ НУЛЩ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ТИРИСТОРНОГО ВЕНТИЛЯ, содержащеа шунтирующую вентиль ем- костно-омическую цепочку, последовательно с которой включена первична обмотка трансформатора, вторичной обмоткой подключенного к вьтр мнтелю с накопительным конденсатором и нагрузкой на выходе, и ключевой пороговый элемент, отличающеес тем, что, с целью стабилизации напр жени питани собственных нужд при малых нагрузках и упрощени конструкции, оно снабжено разделительным диодом, через который на-копительный конденсатор и нагрузка &amp;) подключены к выходу вьшр мител , шунтированному ключевым пороговым элеС ментом.1. DEVICE POWER SELECTION FOR HIGH POWER OWN NULSCH thyristor valves, shunt capacitance soderzhaschea osteo-resistive chain, consistently with which the primary winding of the transformer is turned on, the secondary winding is connected to vtr mntelyu with the storage capacitor and the load on the output, and the key threshold element, characterized in that, in order to stabilize the supply voltage of its own needs at low loads and to simplify the design, it is equipped with a separation diode, through which The on-capacitor capacitor and the load &amp;) are connected to the output of the trigger, shunted by a key threshold elec.

Description

2.Устройство по п. 1, отличающеес тем, что, с целью расширени пределов стабилизации напр жени на нагрузке, упом нутый трансформатор выполнен насыщающимс .2. A device according to claim 1, characterized in that, in order to extend the limits of voltage stabilization on the load, said transformer is made saturable.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о тличающеес тем, что, с целью повьшени рабочего напр жени ключевой пороговый элемент выполнен из нескольких последовательно вклю059873. The device according to paragraphs. 1 and 2, in contrast to the fact that, in order to increase the operating voltage, the key threshold element is made of several successively

ченных тиристоров, шунтированных резисторами, к анодному выводу ключевого порогового элемента присоединен катод стабилитрона, анодом ccjerдиненного с упранп юир ми электродами тиристоров через цепочки из последовательно включенных резисторов и диода, причем в цепь управлени тиристора, катод которого вл етс катодным выводом ключевого порогового элемента, включен стабилитрон.resistor-bridged thyristors, the cathode of the Zener diode is connected to the anode output of the key threshold element, an anode is combined with the electrodes of the thyristors through a chain of series-connected resistors and a diode, and is connected to the thyristor control circuit, the cathode of which is the cathode output of the key threshold element stabilitron.

Изобретение относитс к силовой полупроводниковой преобразовательной технике и может быть использо .вцно в высоковольтных тиристорных вентил х (ВТВ), в том числе на преобразовательных подстанци х электро передач посто нного тока. Высоковольтный тиристорный вентиль состоит из большого числа посл довательно соединённых тиристорных чеек и содержит в себе р д устройс дл работы которых необходимы низко вольтные источники питани , располо женные на потенциале ВТВ. К таким у ройствам относ тс , например, генера торы иьшульсов управлени тиристорами , устройства контрол и др. Известны устройства, обеспечивающие питание цепей собственных нужд ВТВ, присоедин емые непосредственно к ВТВ и питаемые напр жением, прикла дываемым к ВТВ, В этих устройствах сопр жение низковольтной части с анодом и катодом ВТВ осуществл етс через балластный резистор (R-цепь), через резистор и последовательно вкл ченный конденсатор (RC-цепь), через согласующий трансформатор (Т-цепь) либо путем комбинации R-или КС-цепи с трансформатором (RT-цепь и КСТ-цеп Сопр гающа часть уст ройства подключаетс к вьтр мителю, после которого включена нагрузка собственных нужд (генератор импульсов, устройств контрол и др .). В большинстве случаев напр жение питани собственных нужд необходимо стабипизировать, дл чего в указанных устройствах примен етс ограничитель напр жени (на .пример, стабн-аитрон) L1 - 51. При изменении анодного напр жени ВТБ и тока нагрузки роль этого ограничител состоит в том, чтобы воспринимать избыточный ток цепи отбора мощности при понижении тока нагрузки или при повышении напр жени на ВТВ, ограничива напр жение нагрузки на заданном .уровне. Выполн такую роль, ограничитель должен быть рассчитан на рассеивание избыточной мощности, т.е. на выделение тепла, что неблагопри тно оказываетс на экономичность установки в целом, а главное - на надежности устройства отбора мощности. Наиболее близким к изобретению вл етс устройство, в котором наиболее полно сочетаютс основные элементы цепи отбора мощности, RCT-цепь сопр жени с анодным напр жением ВТВ, шунтирующа вентильр накопительный конденсатор и нагрузка , подключаемые к трансформатору через выпр митель, в котором в качестве вентильных элементов использованы пороговые ключевые элементы б. Данному устройству свойствен недостаток , про вл ющийс при понижении тока нагрузки, когда стабилизирующее действие устройства заканчиваетс , так как при полном отключении нагрузки происходит зар дка накопительного конденсатора до уровн , определ емого амплитудой приложенного к ВТВ напр жени и коэффициентом трансформации согласующего трансформатора. При этом напр жение на первичной обмотке этого трансорматора приближаетс к анодному напр жению ВТВ. Лл ограничени напр жени на накопительном конденсаторе и на обмотках согласующего трансформатора в режимах, близких к холостому ходу нагрузки, необходимо либо включать балластную нагрузку параллельно накопительному конденсатору, либо включать ограничитель напр жени , например стабилитрон . В обоих случа х така мера приводит к рассеиванию избыточной мощности цепи отбора в блоке питани ВТБ. Кроме того, указанное устройство требует выполнение отпаек у вторичной обмотки согласующего трансформатора и дополнительного включени двух пороговых ключевых элементов. Цель изобретени - стабилизаци напр жени питани собственных нужд при малых нагрузках, упрощение конструкции , расширение пределов стабилизации напр жени на нагрузке, а также повып1ение рабочего напр жени . Указанна цель достигаетс тем, что устройство отбора мощности дл питани собственных нужд высоковоль ного тиристорного вентил , содержащее шунтирующую вентиль емкостноомическую цепочку, последовательно с которой включена первична обмотка трансформатора, вторичной обмоткой подключ.енного к выпр мителю с накопительным конденсатором и нагру кой на выходе, и ключевой пороговый элемент, снабжено разделительным диодом, через который накопительный конденсатор и нагрузка подключены к выходу выпр мител , шунтированному ключевым пороговым элементом. При этом упом нутый трансформат выполнен насыщающимс , а ключевой пороговый элемент - из несколькихпоследовательно включенных тиристо ров, шунтированных резисторами, к анодному выводу ключевого пороговог . элемента присоединен катод стабилитрона , анодом соединенного с управ л гощими электродами тиристоров через цепочки из последовательно вклю ченных резистора и дио/г,а, причем в цепь управлени тиристором, катод которого вл етс катодным выводом ключевого порогового элемента, включен стабилитрон. На фиг, 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - ва874 риант исполнени порогового ключевого элемента. Устройство содержит (фиг, 1) подключенную к ВТВ 1 цепь сопр жени 2 и coглacyюп ; :й трансформатор 3, вторична обмотка которого питает выпр митель на диодах 4. К выводам посто нного тока вьшр мител подключены пороговый ключевой элемент 5 и через диод 6 накопительный конденсатор 7 и нагрузка 8. Работа указанного устройства основана на том, что между напр жением ВТВ 1 и напр жением на нагрузке 8 имеетс большое различие (в 10 и более раз). При этом условии источник напр жени ВТБ вместе с сопр гающей цепочкой 2 по отношению к зажимам первичной обмотки трансформатора 3 можно считать источником тока, и напр жение первичной обмотки определ етс напр жением нагрузки и коэффициентом трансформации. При включении устройства конденсатор 7 разр жен, поэтому через диод 6 протекает выпр мленный ток, а напр жение на пороговом ключе 5 ниже его уровн срабатывани . Когда в процессе зар дки конденсатора 7 напр жение на нагрузке достигнет порога включени ключа 5, последний открываетс и шуатирует выпр митель. При этом диод 6 запираетс , и подпитка конденсатора 7 прекращаетс . Поскольку к трансформатору 3 приложено переменное напр жение, то при очередном переходе тока в ключе 5 через нуль последний выключаетс . В следующем полупериоде, когда напр жение вторичной обмотки достигает напр жени на конденсаторе 7, происходит отпирание диода 6 и подзар дка конденсатора . Если же напр жение на конденсаторе 7 продолжает оставатьс равным пороговому напр жению ключа 5, то ключ открываетс , и зар дка не происходит. При отключении нагрузки 8 отпирание ключа 5 происходит в каждом полупериоде, чем обеспечиваетс стабилизаци напр жени на конденсаторе 7, Пороговый ключевой элемент (фиг,1) выполнен в виде комбинации тиристора и стабилитрона, В качестве порогового ключевого элемента может быть использован также динистор либо комбинаци транзистора или тиристора с пороговой ключевой схемой. Если напр жение стабилизации превосходит нThe invention relates to power semiconductor converter technology and can be used entirely in high-voltage thyristor valves (HTV), including in converter stations of direct current electric transmissions. A high-voltage thyristor valve consists of a large number of series-connected thyristor cells and contains a number of devices for which operation low-voltage power sources are required that are located at the potential of the HTB. Such devices include, for example, thyristor control pulses, control devices, and others. There are devices that provide power for the own-demand circuits of HTV, which are connected directly to the HTV and powered by a voltage applied to the HTV. In these devices, mating the low-voltage part with the anode and cathode of the HTV is carried out through a ballast resistor (R-circuit), through a resistor and a successively connected capacitor (RC-circuit), through a matching transformer (T-circuit) or by combining the R- or KS-circuit with transfo The mating part (RT-circuit and KST-circuit) The coupling part of the device is connected to the terminal, after which the auxiliary load is switched on (pulse generator, control devices, etc.). In most cases, the auxiliary supply voltage must be stabilized, for which These devices use a voltage limiter (for example, a stabilizer) L1 - 51. When changing the VTB anode voltage and load current, the role of this limiter is to perceive the excess current of the power take-off circuit when the current decreases manual ultrasonic inspection or with an increase in voltage VTV, limiting the load voltage at a predetermined voltage .urovne. In such a role, the limiter should be designed to dissipate excess power, i.e. heat generation, which adversely affects the efficiency of the plant as a whole, and, most importantly, the reliability of the power take-off device. The closest to the invention is the device in which the main elements of the power take-off circuit, the RCT-circuit of the anode voltage VTB, the bypassing fan of the storage capacitor and the load connected to the transformer via a rectifier, in which valve elements are most fully combined used threshold key elements b. This device has the disadvantage that occurs when the load current decreases, when the stabilizing effect of the device ends, because when the load is completely disconnected, the storage capacitor is charged to the level determined by the amplitude of the voltage applied to the VTV and the transformation ratio of the matching transformer. At the same time, the voltage on the primary winding of this transformer approaches the anodic voltage of the HFC. To limit the voltage on the storage capacitor and on the windings of the matching transformer in modes close to idling, you must either turn on the ballast load parallel to the storage capacitor, or turn on a voltage limiter, such as a zener diode. In both cases, this measure leads to the dissipation of the excess power of the selection circuit in the VTB power supply unit. In addition, the device requires tampering with the secondary winding of the matching transformer and the addition of two threshold key elements. The purpose of the invention is to stabilize the supply voltage of its own needs at low loads, simplify the design, extend the limits of stabilization of the voltage on the load, and also raise the operating voltage. This goal is achieved by the fact that a power take-off device for power supply of own needs of a high-voltage thyristor valve, containing a capacitive-circuit shunt valve, in series with which the primary winding of the transformer is connected, the secondary winding connected to a rectifier with a storage capacitor and load output, and the key threshold element is provided with a separation diode, through which the storage capacitor and the load are connected to the output of the rectifier shunted by the key horn element. At the same time, the mentioned transformer is made saturable, and the key threshold element is made of several series-connected thyristors shunted by resistors to the anode output of the key threshold. the element is connected to the cathode of the Zener diode, the anode connected to the control of thyristor electrodes through chains of successively included resistors and diodes, and a Zener diode is included in the thyristor control circuit, the cathode of which is the cathodic output of the key threshold element Fig, 1 shows a diagram of the proposed device; in fig. 2 - va874 option for execution of the threshold key element. The device contains (FIG. 1) connected to the VTB 1 interface circuit 2 and co-operation; : th transformer 3, the secondary winding of which feeds the rectifier on diodes 4. The threshold key element 5 is connected to the DC terminals of the susceptible and through diode 6 there is a storage capacitor 7 and a load 8. The operation of the specified device is based on the fact that between the voltage is HTV 1 and the voltage on load 8 is a big difference (10 or more times). Under this condition, the voltage source VTB together with the mating chain 2 with respect to the terminals of the primary winding of the transformer 3 can be considered a current source, and the voltage of the primary winding is determined by the load voltage and the transformation ratio. When the device is turned on, the capacitor 7 is discharged, so the rectified current flows through the diode 6, and the voltage on the threshold switch 5 is below its operation level. When, in the process of charging the capacitor 7, the voltage across the load reaches the switch-on threshold of the switch 5, the latter opens and shakes the rectifier. In this case, the diode 6 is closed, and the feeding of the capacitor 7 is stopped. Since an alternating voltage is applied to the transformer 3, during the next current transition in the key 5 through zero, the latter is turned off. In the next half-period, when the secondary voltage reaches the voltage across the capacitor 7, the diode 6 is unlocked and the capacitor is recharged. If the voltage on the capacitor 7 continues to remain equal to the threshold voltage of the switch 5, the switch opens and the charge does not occur. When the load 8 is disconnected, the key 5 is unlocked in each half-period, thus stabilizing the voltage on the capacitor 7, the threshold key element (fig 1) is made as a combination of a thyristor and a zener diode. A dynistor or a transistor combination can also be used as the threshold key element or thyristor with a threshold key circuit. If the stabilization voltage exceeds n

|минальное напр жение тиристора в пороговом ключевом элементе 5, то повышени рабочего напр жени ключа можно дрбитьс , вклюиа последовательно два или несколько тиристоров (фиг. 2). Резисторы 9 служат дл выравнивани напр жени между тирис .торами 10 и 11. Стабилитрон 12 определ ет порог ключевого элемента. При неработающем ключе 5 диод 13 перт. Когда напр жение на ключе 5 достигает порога стабилизации стабилитрона 12, возникает ток э цепи резистора 14, стабилитрона 15 (с низким пороговым уровнем) и в электроде управлени тиристора 11. Отпирание тиристора 11 приводит к по влению тока в диоде 13, т.е. к отпиранию тиристора 10 и сквозному включению порогового ключа 5. Описанна схема может служить также дл резервировани тиристоров 10 и 11, поскольку ее работоспособность сохран етс при пробое любого из тиристоров 10 и 11. При использовании сопр гающей цепочки RCT-типа дипазон стабилизации напр жени (вMinal voltage of the thyristor in the threshold key element 5, then increasing the operating voltage of the key can be shaken, including successively two or more thyristors (Fig. 2). Resistors 9 serve to equalize the voltage between the Tiris motors 10 and 11. The Zener diode 12 determines the threshold of the key element. When idle key 5 diode 13 perth. When the voltage on key 5 reaches the stabilization threshold of Zener diode 12, a current e of the resistor circuit 14, Zener diode 15 (with a low threshold level) and in the control electrode of the thyristor 11 arises. Unlocking the thyristor 11 leads to the appearance of current in the diode 13, i.e. to unlocking the thyristor 10 and through switching on the threshold key 5. The described scheme can also serve for reserving thyristors 10 and 11, since its operability is maintained during the breakdown of any of the thyristors 10 and 11. When using the matching circuit RCT-type voltage stabilization range ( at

.схеме фиг. 1) может быть расширен в сторону больших нагрузок, если согласующий трансформатор выполнитьThe circuit of FIG. 1) can be extended to large loads if the matching transformer is performed

насыщающимс при требуемом напр жении стабилизации. Расширение диапазона токов на участке стабилизации напр жени происходит вследстви увеличени тока в RCT-цепи за счет феррорезонанса напр жений.saturating at the required voltage stabilization. The expansion of the range of currents in the voltage stabilization section occurs due to an increase in the current in the RCT circuit due to the ferroresonance of the voltages.

Экономический эффект от использовани предложенного устройства определ етс , главным образом, уменьшением тепловьщелени в источнике питани в режиме холостого хода, что облегчает тепловой режим аппаратуры и повышает надежность ее работы . Кроме того, в предложенной схеме один из пороговых ключевых элементов замен етс диодом, что снижает стоимость устройства в целом .The economic effect of using the proposed device is mainly determined by a decrease in the heat gap in the power source in idle mode, which facilitates the thermal regime of the equipment and increases the reliability of its operation. In addition, in the proposed scheme, one of the threshold key elements is replaced by a diode, which reduces the cost of the device as a whole.

Claims

1. POWER TAKE-OFF DEVICE FOR SUPPLYING OWN NEEDS OF A HIGH VOLTAGE THYRISTOR VALVE, containing a shunt valve capacitive-ohmic circuit, in series with which the primary winding of the transformer is connected, the secondary winding connected to the rectifier. a storage capacitor and a load at the output and a key threshold element, characterized in that, in order to stabilize the supply voltage of own needs at low loads and simplified design, it is provided with an isolating diode through which HA · _Q kopitelny capacitor and the load connected to ® rectifier output shunted by a key threshold element.

SU ... 1105987

105987

2. The device according to π. 1, characterized in that, in order to expand the limits of voltage stabilization at the load, said transformer is made saturable.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that, in order to increase the operating voltage, the key threshold element is made of several series-connected thyristors shunted by resistors, a zener diode cathode connected to the anode terminal of the key threshold element connected to the thyristor control electrodes through chains of series-connected resistors and a diode, and a zener diode is included in the thyristor control circuit, the cathode of which is the cathode terminal of the key threshold element.