SU1112480A1 - Способ защиты тиристорного преобразовател посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯ-, ЖЕНИЯ, подключенного к источнику питани  через LC-фильтр и входной реактор и снабженного по меньшей мере одной вентильной цепью возврата или рассе ни  энергии, подключенной к конденсатору ЬС -фильтра или входному реактору, заключающийс  в том, что при cpijBe работы преобразовател  формируют на его тиристорах отрицатель- . ное напр жение путем колебательного перезар да конденсатора LQ -фильтра и блокируют импульсы управлени  преобразователем , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и расширени  функциональных возможностей , контролируют величину и пол рность напр жени  на конденсаторе LC -фильтр и дополнительно блокируют вентильные цепи возврата или рассе ни  энергии, причем блокирующее воздействие на указанные цепи вырабатывают на начальном этапе колебательного перезар да конденсатора LC -фильтра до момента смены пол рности на пр жени  на нем с положительного значени  на отрицательное. i 2. Способ ПОП.1, отличающийс  тем, что подачу импульсов (Л управлени  преобразователем возобновл ют в момент достижени  напр жес нием на конденсаторе LC -фильтра за-. данного положительного значени , а блокирование вентильных цепей прекра щают после момента смены пол рности напр жени  на конденсаторе LC гфильтра с отрицательного значени  на положительное к моменту подачи импульсов ю управлени  преобразователем. 4 эо о

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и касаетс  защиты тиристорного преобразовател  посто нного напр жени . Известен способ защиты тиристорного преобразовател  посто нного напр жени , по которому при срыве работы преобразовател  формируют отрицательное напр жение на его тиристорах и блокируют импульсы управлени  преобразователем lj и z . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  способ защиты тиристорного преобразовател  посто нного напр жени , подключенного к источнику питани  через LC -фильтр и входной реактор, заключающийс  в том что при срыве работы преобразовател  формируют на его тиристорах отрицательное напр жение путем колебательного перезар да конденсатора LC -фил , тра и блокируют импульсы управлени  преобразователем 2J , Известный способ  вл етс  достаточ но простым, поскольку не требует применени  дополнительных защитных устройств, однако он неприменим дл  защиты тиристорного преобразовател  посто нного напр жени , снабженного вентильными цеп ми возврата энергии, подключенными к конденсатору входного фильтра, или вентильной цепью рас се ни  энергии, шунтирующей входной реактор преобразовател . В преобразовател х, снабженных указанными вентильными цеп ми, в случае срьша их работы возникает про цесс колебательного перезар да конденсатора входного фильтра через входной реактор и короткозамкнутую цепь преобразовател . Однако колебательный перезар д конденсатора фильт ра длитс  лишь до момента перехода напр жени  на нем до нул . При смене пол рности напр жени  на конденсаторе фильтра открываютс  вентили в цеп х возврата или рассе ни  энергии, при этом ток входного реактора замыкаетс  через указанные вентильные цепи, мину  конденсатор входного фильтра, и процесс его колебательного перезар да прекращаетс  С этого момента напр жение на конден саторе устанавливаетс  равным нулю, аварийный входной ток замьжаетс  через тиристоры преобразовател  и самгвосстановлени  преобразовател  не происходит о Дл  прерывани  аварийного тока в таких преобразовател х.необходимо прин ть дополнительные быстродействующие защитные устройства, что усложн ет защиту и снижает ее надежность . Цель изобретени  - повышение надежности и расширение функциональных возможностей способа тиристорного преобразовател  посто нного напр жени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу защиты тиристорного преобразовател  посто нного напр жени , подключенного к источнику питани  через LC -фильтр и входной реактор и снабженного по меньшей мере одной вентильной цепью возврата или рассе ни  энергии, подключенной к конденсатору LC -фильтра или входному реактору, заключающемус  в том, что при срыве работы преобразовател  формируют на его тиристорах отрицательное напр жение путем колебательного перезар да конденсатора L С-фильтра и блокирзтат импульсы управлени  преобразователем, контролируют вели чину и пол рность напр жени  на конденсаторе LiC -фильтра и дополнительно блокируют вентильные цепи возврата или рассе ни  энергии, причем блокирующее воздействие на указанные цепи вырабатывают, на начальном этапе колебательного перезар да конденсатора LC -фильтра до момента смены пол рности напр жени  на нем с положительного значени  на отрицательное. Кроме того, подачу импульсов управлени  преобразователем возобновл ют в момент достижени  напр жением на конденсаторе LС-фильтра заданного положительного значени , а блокирование вентильных цепей прекращают после момента смены пол рности напр жени  на конденсаторе LC -фильтра с отридательного значени  на положительное к моменту подачи импульсов управлени  преобразователем. На фиг.1 представлена структурна  схема тиристорного преобразовател  посто нного напр жени  с вентильными цеп ми возврата энергии, реализующа  предлагаемый способ защиты} на фиг.2 - схема преобразовател  с вентильной цепью рассе ни  энергии, на фиг.З - временные диаграммы токов и напр жений, характеризующие аварийный режим работы преобразовател  при 3111 блокировании вентильных цепей возврата и рассе ни  энергии; на фиг.4 временные диаграммы, характеризующие аварийный режим преобразовател  при отсутствии блокирующего воздействи  на указанные вентильные цепи. Устройство (фиг.1) содержит силовой преобразовательный блок 1, реактор . 2 с основной обмоткой 3, включен ,ной в цепь посто нного тока преобразовател , входной LC -фильтр, соето щий из дроссел  4 и конденсатора 5, цепи возврата энергии, состо щие из трансформатора 6 сброса с обратным вьшр мителем 7 и дополнительной обмотки 8 реактора 2 с обратным диодом 9. Обе цепи возврата подключены к конденсатору 5 входного фильтра через управл емый ключ 10. Блок 11 управлени  предназначен дл  управлени  тиристорами силового блока 1, блок 12- дл  управлени  ключом 10, блок 13- дл  контрол  срьша работы пре- образовател , а блок 14 - дл  контрол  величины и пол рности напр жени  на конденсаторе 5. В преобразователе (фиг.2) вентильна  цепь рассе ни  представлена в виде обратного диода 9, подключенного . через управл емый ключ 10 параллельно обмотке 3 входного дроссел  4. В нормальном режиме работы преобразовател  (фиг.1) конденсатор 5 входного фильтра зар жен до номинального значени , блок 11 управлени  вырабатьшает импульсы управлени  тиристорами силового блока 1 , а блок 12импульсы управлени  ключом 10, поддержива  его в замкнутом состо нии. В этом режиме избыточна  энерги , накапливаема  в коммутирующих элементах преобразовател , возвращаетс  в конденсатор 5 через трансформатор 6 сброса и обратный вьтр митель 7, а также через вторичную обмотку 8 реактора 2 и обратный диод 9. При срьгое работы преобразовател  в момент t« (фиг.З) возникает режим колебательного перезар да конденсатора 5 через обмотку 3 реактора 2 и короткозамкнутую цепь силового блока 1. При этом по сигналу, поступающему с блока 13, в блоках 11 и 12 производитс  блокирование импульсов управлени  тиристорами силового блока 1 и ключом 10. Причем блокирующее воздействие в блоках 11 и 12 производитс  не позднее момента t) смены пол р4 ности напр жени  U на конденсаторе 5с положительного значени  на отридательное . В момент t, ток i обмотки 3 реактора 2, равный сумме токов дроссел  4 и тока разр да конденсатора 5 достигает максимального значени  1 . При разомкнутом состо нии ключа 10 процесс колебательного перезар да конденсатора 5 продолжаетс  до момента 12 за счет энергии , накопленной в индуктивности реактора 2. С момента i2 когда ток-in реактора 2 достигнет нулевого значени , характер изменени  напр жени  UK будет определ тьс  только током i., дроссел  входного фильтра. В течение интервала времени к тиристорам силового блока 1 прикладываетс  обратное напр жение Ug , под действием которого происходит выключение тиристоров и самовосстановление работоспособности преобразовател . В момент i:} смены пол рности напр жени  и5 с отрицательного значени  на положительное в блоке 12 по сигналу с блока 14 снимаетс  блокирующее воздействие. В момент ti , когда напр жение Ug достигает заданного положительного значени  Unop , снимаетс  блокирующее воздействие в блоке 11 и возобновл етс  подача импульсов на тиристоры силового блока 1. В результате повторное включение преобразовател  производитс  на начальном этапе нарастани  положительного напр жени  на входе преобразовател  и, тем самым, исключаютс  опасные перенапр жени  на конденсаторе 5, возникающие за счет зар да конденсатора током ц дроссел  4 входного фильтра. Аналогично протекают аварийные процессы и в преобразователе с вентильной цепью рассе ни  энергии (фиг. 2). Если при возникновении аварийного процесса, вызванного срывом работы преобразовател , по меньшей мере одна из рассмотренных вентильных цепей возврата или рассе ни  энергии не блокируетс , то самовосстановлени  работоспособности преобразовател  не происходит. Действительно, в случае, когда обратный выпр митель 7 в схеме (фиг,1) или обратный диод 9 в схеме (фиг.2) остаютс  подключенными в течение всего периода аварий - ного процесса, то токij реактора 2 511 с момента t (фиг.4) заг ыкаетс  не через конденсатора 5, а через короткозамкнутзта цепь блока 1 и выпр митель 7 - в первой схеме, или диод 9 во второй схеме. В результате напр жение на конденсаторе 5 с этого момента устанавливаетс  равным нулю, а ток 1а медленно спадает по экспоненциальному закону и устанавливаетс  равньлм току t. дроссел  4. В том случае, когда в период аварийного процесса оказьгоаетс  не блокированной цепь возврата энергии, состо ща  из дополнительной обмотки реактора 2 и обратного диода 9 (фиг,1), ток 13 с момента 1ц замыкаетс  через обмот ку 8 и диод 9. Индуктивность этой це пи возрастает и амплитуда тока i в момент i/1 снижаетс  скачком до значени  (W, W , Wg число витков обмоток реактора 2. Сопротивление контура цепи разр да мал и ток i медленно спадает до значени  аварийного входного тока . Таким образом, при блокировании в период аварийного процесса вентильны цепей возврата или рассе ни  энергии шунтирунлцих конденсатор входного фильтра или входной реактор, становитс  возможным применение сравнительно простого известного способа защиты преобразовател . С целью эффективного использовани  предлагаемого способа и повьшени  надежности самовосстановлени  преобразовател  блокирование указанных вентилЬных цепей необходимо производить на начальном этапе разр да конденсатора входного фильтра до момента смены пол рности напр жени  на нем с положительного з-Начени  на отрицательное . Так как в течение интервала времени с момента срьша работы преобразовател  и до момента указанной смены пол рности напр жени  на конденсаторе фильтра токи в вентильных цеп х возврата и рассе ни  энергии отсутствуют , то в качестве управл емых ключей 10 можно использовать тиристоры, причем их можно использовать взамен вентилей в этих цеп х, В этом случае блокирование указанных цепей осуществл етс  сн тием с тиристоров управл ющих импульсов, При рассмотренном способе заищты к датчикам и исполнительным органам -предъ вл ютс  относительно невысокие требовани  по быстродействию. Как правило, длительность интервалов |:Q-ti, при которых вырабатываютс  блокирующее воздействие на вентильные цепи, и 5 при которых прекращаетс  их блокирование, в преобразователе с реальньми параметрами фильтра велика. В преобразователе с рабочей частотой 5 кГц длительность этих интервалов составл ет несколько сотен микросекунд. Благодар  тому, что повторное включение преобразовател  производитс  при токе дроссел  входного фильтра , лишь незначительно отличающемс  от установившегос  значени , и нарастающем напр жении на конденсаторе фильтра, длительность переходного процесса уменьшаетс  и пусковой про-, цесс улучшаетс . В результате такого включени  преобразовател  снижаетс  аварийное перенапр жение на конденсаторе фильтра и повышаеТчСЯ надежность работы устройства.

Фиг1

10 J

ff

ь

.

to t,

Фиг. и

Claims (2)

1. СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, подключенного к источнику питания через LC-фильтр и входной реактор и снабженного по меньшей мере одной вентильной цепью возврата или рассеяния энергии, подключенной к конденсатору ЬС -фильтра или входному реактору, заключающийся в том, что при срэдве работы преобразователя формируют на его тиристорах отрицательное напряжение путем колебательного перезаряда конденсатора LC -фильтра и блокируют импульсы управления преобразователем, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, контролируют величину и полярность напряжения на конденсаторе LC -фильтр и дополнительно блокируют вентильные цепи возврата или рассеяния энергии, причем блокирующее воздействие на указанные цепи вырабатывают на начальном этапе колебательного перезаряда конденсатора LC -фильтра до момента смены полярности напряжения на нем с положительного значения на отрицательное.

2. Способ по п.1, отличаю- g щ и й с я тем, что подачу импульсов управления преобразователем возобновляют в момент достижения напряжением на конденсаторе LC -фильтра за-, данного положительного значения, а блокирование вентильных цепей прекра^щают после момента смены полярности напряжения на конденсаторе LC тфильтра с отрицательного значения на положительное к моменту подачи импульсов управления преобразователем.

и «η 1112480

1 1 12480