SU1570939A1 - Apparatus for protecting d.c. traction substation converter from overvoltage - Google Patents
Apparatus for protecting d.c. traction substation converter from overvoltage Download PDFInfo
- Publication number
- SU1570939A1 SU1570939A1 SU884390768A SU4390768A SU1570939A1 SU 1570939 A1 SU1570939 A1 SU 1570939A1 SU 884390768 A SU884390768 A SU 884390768A SU 4390768 A SU4390768 A SU 4390768A SU 1570939 A1 SU1570939 A1 SU 1570939A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- voltage
- output
- resistor
- discharge
- series
- Prior art date
Links
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электрифицированному транспорту, в частности к техническим средствам т говых подстанций электрических железных дорог посто нного тока. Цель изобретени - повышение надежности. Устройство защищает от перенапр жени преобразовательный трансформатор и полупроводниковый выпр митель преобразовател и содержит разр дник 11 с токоограничивающим резистором 13, два запоминающих конденсатора с разр дными и зар дными резисторами, диод, реле напр жени , зар дный блок, блоки контрол разр дника и регулировани напр жени , измеритель напр жени . В устройство введены также второй запоминающий конденсатор, блоки контрол разр дника и регулировани напр жени , измеритель напр жени . 1 ил.The invention relates to electrified transport, in particular, to technical means of traction substations of electric railways of direct current. The purpose of the invention is to increase reliability. The device protects the converter transformer and the semiconductor converter rectifier from overvoltage, and contains a discharge circuit 11 with a current limiting resistor 13, two storage capacitors with discharge and charging resistors, a diode, a voltage relay, a charging unit, and a control unit for the discharge and voltage control voltage meter. A second memory capacitor, gaps for controlling the voltage and voltage control, and a voltage meter are also introduced into the device. 1 il.
Description
Изобретение относитс к электрическим железным дорогам и предназначено дл защиты от перенапр жений мощных полупроводниковых преобразователей т говых подстанций.The invention relates to electric railways and is intended to protect against overvoltages of high-power semiconductor converters for traction substations.
Цель изобретени - повышение надежности .The purpose of the invention is to increase reliability.
На чертеже представлена однолинейна электрическа схема устройства.The drawing shows a single-line electrical circuit of the device.
Устройство содержит св занный с шинами 1, разъединителем 2, масл ным выключателем 3, трансформатором 4, полупроводниковым преобразователем 5, вольтметром 6, быстродействующим выключателем 7, разъединителем 8, шинами 9 и соединительными проводами 10 разр дник 11 с искровым промежутком 12, токоограничивающим резистором 13 и диодом 14. Устройство содержит также первый запоминающий конденсатор 15 с разр дным резистором 16, второй запоминающий конденсатор 17 с разр дным и зар дным резисторами 18 и 19, измеритель напр жени - вольтметр 20, зар дный блок 21, блок 22 регулировани и блок 23 контрол . Зар дный блок 21 состоит из выпр мител 24, зар дного резистора 25, ограничивающего ток зар да конденсатора 15, повышающего 26 и понижающего 27 трансформаторов . Блок 22 регулировани имеет переменный 28 и посто нный 29 резисторы, реле 30 напр жени с кнопками 31 и 32 дл управлени его положением. Блок 23 контрол включает в себ изолирующий трансформатор 33, выпр митель 34, цепочку 35 стабилизации, содержащую резистор 36 и стабилитрон 37, разделительные диоды 38 и 39, реле 40 и 41 напр жени соответственно с накопительными конденсаторами 42 и 43, кнопку 44 дл управлени положением реле 41, световой индикатор 45.The device comprises associated with busbars 1, disconnector 2, oil switch 3, transformer 4, semiconductor converter 5, voltmeter 6, high-speed switch 7, disconnector 8, buses 9 and connecting wires 10 of discharge voltage 11 with a spark gap 12, current limiting resistor 13 and diode 14. The device also contains a first storage capacitor 15 with a discharge resistor 16, a second storage capacitor 17 with a discharge and charging resistors 18 and 19, a voltage meter - a voltmeter 20, a charging unit 21, the control unit 22 and the control unit 23. The charging unit 21 consists of a rectifier 24, a charging resistor 25, limiting the charging current of the capacitor 15, boosting 26, and lowering 27 transformers. The control unit 22 has a variable 28 and a constant 29 resistors, a voltage relay 30 with buttons 31 and 32 for controlling its position. The control unit 23 includes an isolation transformer 33, a rectifier 34, a stabilization chain 35 containing a resistor 36 and a zener diode 37, a dividing diodes 38 and 39, a voltage relay 40 and 41, respectively, with storage capacitors 42 and 43, a button 44 for position control relay 41, indicator light 45.
На чертеже показаны возможные варианты исполнени зар дного блока 21, блока 22 регулировани и блока 23 контрол , которые удобны дл реализации предложенного устройства при использовании в нем серийно выпускаемых дл т говых по-дстанций электротехнических изделий.The drawing shows possible embodiments of the charging unit 21, the adjusting unit 22 and the control unit 23, which are convenient for implementing the proposed device when using commercially available electrical products for traction stations.
Особенностью зар дного блока 21 вл етс двухтактна (выпр мл юща обе полуволны синусоидального напр жени ) схема выпр мител 24 и включение между его входом и вторичной обмоткой трансформатора 26 зар дного резистора 25. Это позвол ет при протекании тока в цепи разр дника 11 снимать напр жение с первичной обмотки трансформатора 33 блока 23 контрол и таким образом просто и удобно контролировать врем гашени разр дника при помощи реле 41 и изолировать реле 40, защищающее от повреждени разр дник 11 при неразрыве им сопровождающего тока. Последнее повышает удобства эксплуатации устройства защиты. Особенностью зар дного блока 21 по сравнению с аналогичным блоком известного устройства вл етс то,A special feature of the charging unit 21 is a two-stroke (rectifying both half-waves of sinusoidal voltage) rectifier circuit 24 and the inclusion of charging resistor 25 between its input and the secondary winding of transformer 26. This allows current to flow in circuit 11 from the primary winding of the transformer 33 of the control unit 23 and thus it is easy and convenient to control the time of extinguishing the arrester with the help of the relay 41 and isolate the relay 40 protecting the discharge arrester from damage when the continuous current is not breaking. The latter improves the usability of the protection device. A feature of the charging unit 21 in comparison with the analogous unit of the known device is that
что ток разр дника 11 протекает по диодам моста выпр мител 24 и поэтому отпадает необходимость в шунтирующем конденсатор 15 диоде, который имеет известное уст- ройство.that the current of the arrester 11 flows through the diodes of the bridge rectifier 24 and therefore there is no need for a shunt capacitor 15 diode, which has a known device.
Отличительной особенностью блока 22 регулировани вл етс его последовательное включение с зар дным блоком 21. Блок 22 регулировани может быть включен неA distinctive feature of the control unit 22 is its series connection with the charging unit 21. The control unit 22 can be switched on
только, как показано на чертеже, а, напри- u мер, последовательно с первичной обмоткойonly as shown in the drawing, and, for example, in series with the primary winding
трансформатора 27. В блоке 22 регулировани вместо переменного резистора 28 может быть применен автотрансформатор или любое известное устройство с мен ющимс transformer 27. In the control unit 22, instead of a variable resistor 28, an autotransformer or any known device with varying
5 сопротивлением переменному току, например магнитный усилитель. Показанное на чертеже включение блока 22 регулировани представл етс наиболее целесообразным, так как его цепи наход тс под низким напр жением .5 AC resistance, such as a magnetic amplifier. The inclusion of the control unit 22 shown in the drawing is most appropriate since its circuits are under low voltage.
0 Отличи блока 23 контрол определ ютс наличием в нем трансформатора 33 и подключением его первичной обмотки параллельно входу выпр мител 24 зар дного блока 21. Этот трансформатор изолирует0 The differences between the control unit 23 are determined by the presence of a transformer 33 in it and the connection of its primary winding parallel to the input of the rectifier 24 of the charging unit 21. This transformer isolates
5 низковольтные цепи, которые необходимы дл контрол и защиты, от наход щихс под высоким потенциалом силовых цепей преобразовател . Така изол ци позвол ет выполн ть необходимые дл контрол манипул ции (нажимать кнопки). Указанное5 low-voltage circuits, which are necessary for control and protection, from high-potential converter power circuits. This isolation allows you to perform manipulations necessary for control (press buttons). Specified
0 включение первичной обмотки трансформатора 33 в совокупности с рассмотренными отличительными признаками зар дного блока 21 позвол ет практически просто реализовать контроль времени гашени , которое вл етс информативно важным парамет5 ром разр дника. Блок 23 контрол может иметь несколько цепей, которые аналогичны цепи, содержащей разделительный диод 39, реле 41 напр жени , накопительный конденсатор 43 и кнопку 44, и несколько цепей, подобных цепи, образованной контактами реле 41 напр жени и световым индикатором 45.0 the inclusion of the primary winding of the transformer 33 in combination with the considered distinctive features of the charging unit 21 makes it practically simple to implement quenching time control, which is an informatively important parameter of the bit. The control unit 23 may have several circuits that are similar to a circuit containing a isolation diode 39, a voltage relay 41, a storage capacitor 43 and a button 44, and several circuits similar to the circuit formed by the voltage relay 41 and the light indicator 45.
На чертеже не показаны контакты реле 40 напр жени , задействованные в цеп х управлени масл ным выключателем 3 и быст5 родействующим выключателем 7.The drawing does not show the contacts of the voltage relay 40 involved in the control circuit of the oil switch 3 and the high speed switch 7.
Работа устройства характеризуетс двум режимами: нормальным рабочим режимом , когда устройство находитс в исходном состо нии, при по влении опасных перена0 пр жений в силовых цеп х преобразовател срабатывает и защищает его оборудование, и режимом, в котором осуществл етс контроль технического состо ни разр дника устройства защиты, выполн ющего при этом свои защитные функции.The operation of the device is characterized by two modes: the normal operating mode, when the device is in the initial state, when dangerous transients in the power circuits of the converter are triggered and protects its equipment, and the mode in which the technical condition of the device is monitored protection, performing their own protective functions.
5 В первом режиме предлагаемое устройство работает следующим образом.5 In the first mode, the proposed device operates as follows.
При отключенных разъединител х 2 и 8 напр жение не поступает в силовую схемуWith disconnectors disconnected x 2 and 8, the voltage does not flow into the power circuit
преобразовател и в устройство защиты. После включени разъединител 2 с шин 1 подаетс высокое напр жение на первичную обмотку понижающего трансформатора 27 зар дного блока 21. С вторичной обмотки этого трансформатора пониженное напр жение поступает на первичную обмотку повышающего трансформатора 26. Повышенное напр жение его вторичной обмотки выпр мл етс выпр мителем 24. Выпр мленное напр жение зар жает конденсатор 15 через резистор 25, который ограничивает его зар дный ток. Напр жение конденсатора 15 имеет показанную на схему пол рность Посто нна времени цепи, образованной конденсатором 15 и резистором 16, значительно больше периода напр жени , питающего выпр митель 24. Поэтому напр жение конденсатора 15 не пульсирует и измеритель 20 показывает величину этого напр жени .converter and protection device. After switching on the disconnector 2 from busbar 1, a high voltage is applied to the primary winding of the step-down transformer 27 of the charging unit 21. From the secondary winding of this transformer, the reduced voltage goes to the primary winding of the step-up transformer 26. The increased voltage of its secondary winding is rectified by rectifier 24 . The rectified voltage charges the capacitor 15 through a resistor 25, which limits its charging current. The voltage of the capacitor 15 has the polarity shown in the diagram. The time constant of the circuit formed by the capacitor 15 and the resistor 16 is significantly longer than the period of the voltage supplying the rectifier 24. Therefore, the voltage of the capacitor 15 does not pulsate and the meter 20 indicates the magnitude of this voltage.
Переменное напр жение, поступившее на вход выпр мител 24 зар дного блока 21, прикладываетс к первичной обмотке трансформатора 33 блока 23 контрол . Напр жение вторичной обмотки этого трансформатора выпр мл етс выпр мителем 34. Выпр мленное напр жение стабилизируетс цепочкой 35 и затем подаетс через разделительный диод 38 на реле 40 напр жени и на конденсатор 42. Этот конденсатор зар жаетс до порогового напр жени стабилитрона 37 цепочки 35, реле 40 напр жени срабатывает , мен ет положение своих контактов (не показаны) и таким образом снимает запрет на включение масл ного выключател 3 и быстродействующего выключател 7The AC voltage input to the rectifier 24 of the charging unit 21 is applied to the primary winding of the transformer 33 of the control unit 23. The secondary voltage of this transformer is rectified by rectifier 34. The rectified voltage is stabilized by the chain 35 and then supplied through a separating diode 38 to the voltage relay 40 and to the capacitor 42. This capacitor charges to the threshold voltage of the zener diode 37 of the chain 35, Voltage relay 40 is activated, changes the position of its contacts (not shown) and thus removes the prohibition on switching on the oil switch 3 and the on-speed switch 7
В рассматриваемом режиме устройства защиты реле 30 напр жени блока 22 регулировани обесточено, его контакты разомкнуты и резистор 29 введен в цепь зар дного блока. В блоке 23 контрол реле 41 напр жени тоже обесточено и замыкает своими контактами цепь светового индикатора 45, который горит, указыва на наличие напр жени в зар дном блоке 21 и блоке 23 контрол .In this mode of protection device of the relay 30, the voltage of the control unit 22 is de-energized, its contacts are open, and a resistor 29 is inserted into the charging unit circuit. In the control unit 23, the voltage relay 41 is also de-energized and closes with its contacts the circuit of the indicator light 45, which is lit, indicating the presence of voltage in the charging unit 21 and the control unit 23.
При отключенных выключател х 3 и 7 к искровому промежутку 12 разр дника 11 через диоды преобразовател и диод 14 прикладываетс напр жение конденсатора 15. После включени выключателей 3 и 7 конденсатор 17 зар жаетс через диод 14 от преобразовател 5 до амплитудного значени его выпр мленного напр жени (напр жени на шинах 9 т говой подстанции). Резистор 19 ограничивает зар дный ток конденсатора 17 в первый момент после включени выключателей 3 и 7. Напр жение конденсатора 17 имеет пол рность, котора показана на схеме.When the switches 3 and 7 are off, the spark gap 12 of the discharge capacitor 11 through the diodes of the converter and the diode 14 applies the voltage of the capacitor 15. After the switches 3 and 7 are turned on, the capacitor 17 is charged through the diode 14 from the converter 5 to the amplitude value of its rectified voltage (voltages on tires 9 tons of a govaya substation). The resistor 19 limits the charging current of the capacitor 17 at the first moment after turning on the switches 3 and 7. The voltage of the capacitor 17 has a polarity, which is shown in the diagram.
При наличии напр жени на конденсаторах 15 и 17 к искровому промежутку 12 прикладываетс их суммарное напр жение. В нормальных рабочих режимах т говыхWhen voltages are present on capacitors 15 and 17, their total voltage is applied to spark gap 12. In normal operation modes
подстанции это напр жение не превышает величины пробивного напр жени разр дника и в блоке 23 контрол конденсатор 42 зар жен и реле 40 напр жени включено.the substation this voltage does not exceed the magnitude of the breakdown voltage of the arrester and in the control unit 23 the capacitor 42 is charged and the voltage relay 40 is turned on.
Зар женное состо ние конденсаторов 15, 42 и включенное положение реле 40 напр жени обеспечивает напр жение зар дного блока 21. Если по каким-либо причинам, например, при потере контакта исчезает напр жение зар дного блока 21, то конденсаторы 15 и 42 начинают разр жатьс . Конденсатор 15 разр жаетс через резистор 16, конденсаторы 42 - через обмотку реле 40 напр жени . После прекращени зар да конденсатора 42 реле 40 напр жени за счетThe charged state of the capacitors 15, 42 and the on position of the voltage relay 40 provide the voltage of the charging unit 21. If for some reason, for example, when the contact is lost, the voltage of the charging unit 21 disappears, then the capacitors 15 and 42 begin to discharge to press. The capacitor 15 is discharged through the resistor 16, the capacitors 42 through the winding of the voltage relay 40. After the termination of the charge of the capacitor 42, the voltage relay 40 is
накопленной в нем энергии продолжает находитьс в течение некоторого времени во включенном положении, затем отпадает и мен ет положение своих контактов (не показаны ), что приводит к отключению выключателей 3 и 7, которые снимают напр жениеenergy stored in it continues to be in the on position for some time, then disappears and changes the position of its contacts (not shown), which leads to the opening of the switches 3 and 7, which relieve the voltage
0 с силовой схемы преобразовател т говой подстанции и вывод т его из работы. Таким образом исключаетс опасный дл силового оборудовани преобразовател т говой подстанции режим работы, когда напр жение0 from the power circuit of the converter of a govt substation and its removal from operation. Thus, the operation mode dangerous for the power equipment of the converter substation, when the voltage is
,- на конденсаторе 15 отсутствует и разр дник 11 может срабатывать при по влении перенапр жени , превышающего допустимый уровень., - on the capacitor 15 is absent and the discharge voltage 11 can be triggered when an overvoltage occurs that exceeds the permissible level.
При по влении в силовых цеп х преобразовател перенапр жени , при которомWhen appearing in power circuits, an overvoltage converter, in which
0 сумма мгновенного значени выпр мленного напр жени преобразовател 5 и напр жени конденсатора 15 превысит пробивное напр жение искрового промежутка 12, последний пробиваетс и создает между полюсами выпр мленного напр жени преоб5 разовател 5 цепь дл протекани тока. В первый момент после пробо искрового промежутка 12 этот ток протекает по конденсатору 15, который при этом разр жаетс до нул . После того, как конденсатор 15 полностью разр дилс , ток из его цепи перехо0 дит в диоды выпр мител 24 зар дного блока 21. Во врем протекани по этим диодам тока напр жение конденсатора 15 не мен етс во времени и имеет небольшую величину, равную пр мому падению напр жени на0 the sum of the instantaneous value of the rectified voltage of the converter 5 and the voltage of the capacitor 15 exceeds the breakdown voltage of the spark gap 12, the latter breaks through and creates a circuit for the flow of current between the poles of the rectified voltage of the converter 5. At the first moment after the breakdown of the spark gap 12, this current flows through a capacitor 15, which in this case is discharged to zero. After the capacitor 15 is completely discharged, the current from its circuit is transferred to the diodes of the rectifier 24 of the charging unit 21. During the flow of the current through these diodes, the voltage of the capacitor 15 does not vary in time and has a small value equal to voltage drop
Е диодах двух плеч моста выпр мител 24. Пол рность напр жени конденсатора 15 противоположна той, котора показана на чертеже.The diodes of the two arms of the bridge are rectifier 24. The polarity of the voltage of the capacitor 15 is opposite to that shown in the drawing.
Величина тока разр дника 11 ограничи- Q ваетс сопротивлением его резистора 13. Энерги перенапр жени в первый момент после срабатывани устройства защиты расходуетс на перезар д конденсатора 15, затем рассеиваетс в резисторе 13 разр дника 11, выдел сь в виде тепла. В результате 5 этого происходит ограничение величины перенапр жени .The magnitude of the current of the surge capacitor 11 is limited by the resistance of its resistor 13. The overvoltage energy at the first moment after the protection device trips is spent on recharging the capacitor 15, then dissipated in the resistor 13 of the discharge capacitor 11, released as heat. As a result of this, overvoltage is limited.
После ограничени перенапр жени разр дник 11 разрывает (гасит) сопровождающий его ток, который протекает в его цепи под действием выпр мленного напр жени преобразовател 5. В момент разрыва разр дником 11 этого тока напр жение конденсатора 15 имеет незначительную величину и поэтому к искровому промежутку 12 разр дника 11 прикладываетс только амплитудное значение выпр мленного напр жени преобразовател 5, меньшее напр жение, которое действует на искровой промежуток 12 в процессе нормальной работы преобразовател . Далее напр жение зар дного блока 21 зар жает конденсатор 15. По мере зар да этого конденсатора растет напр жение искрового промежутка 12 и достигает той величины, котора имела место до его пробо при по влении перенапр жени .After limiting overvoltage, the surge voltage 11 breaks (dampens) the current accompanying it, which flows in its circuit under the action of the rectified voltage of the converter 5. At the time of the discharge of this current discharge 11, the voltage of the capacitor 15 has a small value and therefore to the spark gap 12 The discharge element 11 applies only the amplitude value of the rectified voltage of the converter 5, a lower voltage that acts on the spark gap 12 during normal operation of the converter. Further, the voltage of the charging unit 21 charges the capacitor 15. As this capacitor is charged, the voltage of the spark gap 12 increases and reaches the value that occurred before its breakdown during the appearance of overvoltage.
Во врем протекани тока разр дника 11 по диодам выпр мител 24 он образует ко- роткозам кнутую цепь дл вторичной обмотки трансформатора 26 и ее напр жение полностью прикладываетс к резистору 25. Поэтому , начина с момента по влени тока разр дника в цепи диодов выпр мител 24, снимаетс напр жение с первичной обмотки трансформатора 33 блока 23 контрол . По вление напр жени на этой обмотке соответствует окончанию гашени разр дником сопровождающего тока, когда ток в цепи разр дника и соответственно в цеп х диодов выпр мител 24 прекращаетс . В интервале времени, когда трансформатор 33 не получает напр жени , конденсатор 42 разр жаетс через обмотку реле напр жени . Разделительный диод 38 устран ет вли ние шунтирующих цепей (цепь светового индикатора 45) на врем разр да конденсатора 42. При наличии разделительного диода 38 врем разр да этого конденсатора определ етс его емкостью и параметрами (сопротивление, индуктивность) обмотки реле 40 напр жени , что позвол ет контролировать врем разр да конденсатора 42 и соответственно врем протекани сопровождающего тока в цепи разр дника 11 следующим образом. Если за врем протекани сопровождающего тока в цепи разр дника 11 конденсатор 42 не успевает разр дитьс до напр жени , при котором реле 40 напр жени отпадает, то после сн ти перенапр жени и гашени разр дником сопровождающего тока преобразователь т говой подстанции продолжает работать, и зар дный блок 21 зар жает конденсаторы 42 до напр жени , соответствующего исходному состо нию устройства защиты. Когда процесс гашени разр дником сопровождающего тока зат гиваетс и соответственно врем протекани тока в цепи разр дника увеличиваетс , то напр жение конденсатора 42 уменьшаетс до такой величины, при которой реле 40 напр жени отпадает и измен ет положение своих контактов (не показаны). В результате этого выключатели 3 и 7 снимают напр жение с силовой схемы преобразовател т говой подстанции и он выводитс из работы. Далее сопровождающий ток в цепи разр дника прекращаетс , зар дный блок 21 зар жает конденсаторы 15 и 42 до напр жени , которое соответствует исходному состо нию устройства защиты, срабатывает реле 40 напр жени и снимает запрет на включение выключателей 3 и 7 преобразовател т говой подстанции и, соответстDuring the flow of the discharge voltage 11 through the diodes of the rectifier 24, it forms a short whip circuit for the secondary winding of the transformer 26 and its voltage is fully applied to the resistor 25. Therefore, starting from the moment of the occurrence of the discharge current in the rectifier 24 diodes , the voltage is removed from the primary winding of the transformer 33 of the control unit 23. The occurrence of the voltage on this winding corresponds to the termination of the suppression of the accompanying current when the current in the arrester circuit and, accordingly, in the diode circuit of the rectifier 24 stops. In the time interval when the transformer 33 does not receive voltage, the capacitor 42 is discharged through the winding of the voltage relay. Isolation diode 38 eliminates the influence of shunt circuits (light indicator circuit 45) on the discharge time of capacitor 42. If there is a disconnecting diode 38, the discharge time of this capacitor is determined by its capacitance and parameters (resistance, inductance) of the voltage relay 40, allows you to control the discharge time of the capacitor 42 and, accordingly, the flow time of the accompanying current in the circuit of the arrester 11 as follows. If during the flow of the accompanying current in the circuit of the discharge capacitor 11, the capacitor 42 does not have time to discharge before the voltage at which the voltage relay 40 disappears, then after removing the overvoltage and damping of the follower current discharge the traction substation continues to work, and the charge The unit 21 charges the capacitors 42 to a voltage corresponding to the initial state of the protection device. When the quenching process of the accompanying current discharges is tightened and, accordingly, the current flow time in the discharge circuit increases, the voltage of the capacitor 42 decreases to such a value that the voltage relay 40 drops and changes the position of its contacts (not shown). As a result, switches 3 and 7 remove the voltage from the power circuit of the converter substation and it is taken out of operation. Next, the accompanying current in the discharge circuit is stopped, the charging unit 21 charges the capacitors 15 and 42 to a voltage that corresponds to the initial state of the protection device, trips the voltage relay 40 and removes the prohibition to turn on the switches 3 and 7 of the converter substation and sootvetstv
венно, на ввоД его в работу.of course, in bringing it to work.
00
Режим, в котором контролируют техническое состо ние разр дника, осуществл ют путем выполнени следующих операций.The mode in which the technical condition of the arrester is monitored is carried out by performing the following operations.
5 Отключив быстродействующий выключатель 7, работающий на нагрузку, преобразователь перевод т на холостой ход. На холостом хдду преобразовател его выпр мленное напр жение имеет стабильную амплитуду , немен ющуюс форму и образуетс 5 By disconnecting the high-speed switch 7 operating on the load, the converter is turned to idle. At idle converter, its rectified voltage has a stable amplitude, non-changing shape and is formed
0 из отрезкой синусоиды, длительность которых определ етс схемой выпр млени (при 6- и 12-пульсационном выпр млении, соответственно , 60 и 30 град. эл.). В этом случае, располага показани ми вольтметра 6, ко5 торый измер ет среднее значение выпр мленного напр жени , можно путем несложного расчета определить его амплитудное значение, которое запоминает конденсатор 17 и которое вл етс составл ющей напр жени искрового промежутка 12 раз0 р дника 11. Пересчет состоит в том, что показани вольтметра 6 при 6- и 12-пульсационном выпр млении умножают, соответственно , на 1,0472 и 1,0116.0 from a segment of sinusoids, the duration of which is determined by the rectification circuit (with 6- and 12-pulsating rectification, respectively, 60 and 30 degrees. El.). In this case, having the indications of a voltmeter 6, which measures the average value of the rectified voltage, it is possible by simple calculation to determine its amplitude value, which memorizes the capacitor 17 and which is the component of the spark gap 12, 11. The recalculation consists in that the readings of a voltmeter 6 with 6- and 12-pulsating rectification multiply, respectively, by 1.0472 and 1.0116.
Далее, нажав кнопку 44, вызывают сра5 батывание реле 41 напр жени , погасание светового индикатора 45 в блоке 23 контрол В результате этого конденсатор 43 зар жаетс до порогового напр жени стабилитрона 37. Емкость конденсатора 43 выбрана такой, что при наличии разделительного диода 39, устран ющего вли ние параллельных цепей (цепочка 35 стабилизации и т. п.), у реле 41 напр жени выдержка времени на отпадание соответствует характерной величине времени гашени разр дника, на5 пример средней, максимальной или минимальной величине этого времени.Next, pressing button 44 causes the relay 41 to trip, the light indicator 45 goes out in the control unit 23. As a result, the capacitor 43 is charged to the threshold voltage of the zener diode 37. The capacitor 43 is chosen such that, in the presence of a separation diode 39, the effect of parallel circuits (chain 35 of stabilization, etc.), for voltage relay 41, the time delay for falling off corresponds to the characteristic value of the discharge current quenching time, 5 is an example of the average, maximum or minimum value of this time.
После этого нажатием кнопки 32 вызывают срабатывание реле 30, которое в результате изменени положени своих контактов шунтирует резистор 29 блока 22 ре0 гулировани . Шунтирование этого резистора приводит к увеличению напр жени на входе выпр мител 24, конденсатор 15 запоминает новую увеличенную амплитуду этого напр жени и измеритель 20 напр жени увеличивает свои показани .After that, pressing the button 32 triggers the relay 30, which, by changing the position of its contacts, shunts the resistor 29 of the control unit 22. The shunting of this resistor leads to an increase in the voltage at the input of the rectifier 24, the capacitor 15 remembers the new increased amplitude of this voltage and the voltage meter 20 increases its readings.
Выполнив перечисленные операции, медленно и плавно уменьшают сопротивление резистора 28 до тех пор, пока не пробьетс искровой промежуток 12 разр дника 11,By performing the above operations, slowly and smoothly reduce the resistance of the resistor 28 until the spark gap 12 of the bit 11 is broken,
и наблюдают за показани ми вольтметров 6 и 20. Показани первого вольтметра не мен ютс , второго - увеличиваютс . В момент времени, предшествующий пробою искрового промежутка 12 разр дника 11, фиксируют показани вольтметров 6 и 20 и производ т пересчет показаний вольтметра 6. Сложив пересчитанные показани (из средних в амплитудные ) вольтметра 6 с показани ми вольтметра 20, наход т пробивное напр жение искрового промежутка контролируемого разр дника .and observe the readings of voltmeters 6 and 20. The readings of the first voltmeter do not change, the second one increases. At the time preceding the breakdown of the spark gap 12 of the bit 11, the readings of voltmeters 6 and 20 are recorded and the readings of the voltmeter 6 are recalculated. By adding the recalculated readings (from average to amplitude) of the voltmeter 6 with the readings of voltmeter 20, the breakdown voltage of the spark span of the controlled discharge.
После пробо искрового промежутка 12 конденсатор 15 быстро перезар жаетс , по диодам выпр мител начинает протекать ток разр дника и в результате этого снимаетс напр жение с первичной обмотки трансформатора 33 блока 23 контрол . Сопротивление токоограничивающего резистора 13 и емкость конденсатора 15 выбраны таким образом, что врем его перезар да значительно меньше времени гашени разр дника.After the breakdown of the spark gap 12, the capacitor 15 is quickly recharged, a discharge current flows through the rectifier diodes, and as a result, the voltage is removed from the primary winding of the transformer 33 of the control unit 23. The resistance of the current-limiting resistor 13 and the capacitance of the capacitor 15 are selected in such a way that the time of its recharging is significantly less than the time of quenching of the discharge.
В этом случае момент пробо искрового промежутка 12 разр дника 11, вл ющийс началом отсчета его времени гашени , и момент сн ти напр жени с блоком 23 контрол , используемый дл определени гашени , сдвинуты во времени значительно меньше по сравнению с временем гашени . Поэтому при соблюдении указанного услови процесс перезар да конденсатора 15 не вли ет на результаты контрол времени гашени разр дника 11 блоком 23 контрол .In this case, the time of breakdown of the spark gap 12 of the bit 11, which is the starting point of its quenching time, and the moment of relieving voltage from the control unit 23, used to determine quenching, are shifted in time significantly less compared to the quenching time. Therefore, if this condition is observed, the process of recharging the capacitor 15 does not affect the results of monitoring the quenching time of the surge voltage generator 11 by the control unit 23.
Начина с момента по влени тока разр дника 11 в цепи диодов выпр мител 24, снимаетс напр жение с блока 23 контрол и конденсаторы 42 и 43 этого блока начинают разр жатьс через обмотки соответственно реле 40 и 41 напр жени , отпадает реле 30 напр жени и размыкает свои контакты, шунтирующие резистор 29.Starting from the moment of occurrence of the current of the discharger 11 in the diode circuit of the rectifier 24, the voltage is removed from the control unit 23 and the capacitors 42 and 43 of this unit begin to discharge through the windings of the voltage relay 40 and 41, respectively, the voltage relay 30 disappears and opens their shunt resistor contacts 29.
По истечении определенного времени (времени гашени ) разр дник 11 гасит сопровождающий ток. После этого конденсатор 15 зар жаетс от напр жени зар дного блока 21. В момент окончани зар да конденсатора 15 его напр жение имеет величину , меньшую той, котора была перед пробоем искрового промежутка 12 в результате имитации перенапр жени , так как после пробо в цепь обмотки трансформаторов 26 и 27 ввелось сопротивление резистора 29. Поэтому после окончани зар да конденсатора 15 искровой промежуток 12 не пробиваетс повторно. Таким путем устран ютс многократные пробои искрового промежутка 12, которые вл ютс нежелательными в процессе контрол .After a certain time (quench time) has passed, the pattern 11 suppresses the accompanying current. After that, the capacitor 15 is charged by the voltage of the charging unit 21. At the moment of the end of the charge of the capacitor 15, its voltage is less than that which was before the breakdown of the spark gap 12 as a result of overvoltage simulation, since after a breakdown into the winding circuit transformers 26 and 27, the resistance of resistor 29 was introduced. Therefore, after the end of the charge of the capacitor 15, the spark gap 12 does not penetrate again. In this way, multiple breakdowns of the spark gap 12, which are undesirable in the monitoring process, are eliminated.
Разр д конденсаторов 42 и 43 продолжаетс до момента по влени напр жени на первичной обмотке трансформатора 33 блока 23 контрол . При посто нной времени цепи конденсатор 15 - резистор 25, значительно меньшей времени гашени разр дника , выпр мленном напр жении выпр мп0The discharge of capacitors 42 and 43 continues until the voltage on the primary winding of the transformer 33 of the control unit 23 appears. With a constant circuit time, capacitor 15 is a resistor 25, much shorter discharge coil time, rectifying rectifier voltage
тел 34, существенно большем порогового напр жени стабилитрона 37, момент прекращени тока разр дника, вл ющийс концом отсчета времени его гашени , практически совпадает с моментом по влени напр жени в блоке 23 контрол и с моментом окончани разр да конденсаторов 42 и 43. После этого конденсаторы 42 и 43 начинают зар жатьс до порогового напр жени стабилитрона 37.body 34, substantially greater than the threshold voltage of the zener diode 37, the moment of cessation of the current of the arrester, which is the end of the reference time of its quenching, almost coincides with the moment of the occurrence of voltage in the control unit 23 and with the moment of the end of the discharge of the capacitors 42 and 43. After that capacitors 42 and 43 begin to charge before the threshold voltage of the zener diode 37.
Таким образом, при соблюдении определенных требований, которые перечислены к параметрам элементов зар дного блока 21 и блока 23 контрол врем гашени разр дника и врем разр да конденсаторов 42 и 43Thus, subject to certain requirements that are listed for the parameters of the elements of the charging unit 21 and the control unit 23, the time for the discharge of the discharge and the discharge time of the capacitors 42 and 43
5 имеют практически одинаковую величину. Поэтому если врем гашени разр дника превышает создаваемую накопительным конденсатором 43 у реле 41 напр жени выдержку времени на отпадание, то это реле отпадает и находитс в таком состо нии после восстановлени напр жени в блоке контрол и загораетс световой индикатор 45 блока 23 контрол . Это указывает на то, что у контролируемого разр дника врем гашени превышает определенную норми5 рованную величину, например среднее дл определенного типа разр дников значение. Система контрол из нескольких световых индикаторов, идентичных индикатору 45 и нескольких реле, аналогичных реле 41 по выполн емым в процессе контрол функци м5 have almost the same size. Therefore, if the time for quenching the discharge time exceeds the delay time required by the storage capacitor 43 of the voltage relay 41, this relay disappears and remains in this state after the voltage is restored in the control unit and the control indicator light 23 turns on. This indicates that for a controlled bit the quenching time exceeds a certain normalized value, for example, an average value for a certain type of glitter. The control system consists of several light indicators identical to the indicator 45 and several relays similar to relay 41 in the functions performed during the control process
0 и имеющих разные выдержки времени на отпадение, позвол ет определ ть интервал времени, в котором находитс врем гашени контролируемого разр дника. Например при использовании трех реле с выдержками времени, соответствующими минимальному,0 and having different delay times, allows the determination of the time interval in which the quenching time of the controlled discharge is. For example, when using three relays with time delays corresponding to the minimum,
5 среднему и максимальному времени гашени загорание световых индикаторов трех реле указывает на то, что врем гашени контролируемого разр дника превышает максимальное значение. Когда загорелс световой5, the average and maximum quenching time, the lighting of the light indicators of the three relays indicates that the quenching time of the controlled discharge exceeds the maximum value. When tanned light
0 индикатор реле с минимальной выдержкой времени, то врем гашени разр дника заключено между минимальным и средним значени ми .0 is a relay indicator with a minimum time delay, the arrester quenching time is between the minimum and average values.
Если контролируемый разр дник имеет 5 недопустимо большое врем гашени , то при пробое искрового промежутка разр дника имитированным перенапр жением в блоке 23 контрол отпадает реле 40 напр жени . В этом случае, как и в аналогичном случае рабочего режима преобразовател , 0 отключаетс его выключатель 3 и снимаетс напр жение с силовых цепей преобразовател .If the controlled discharge voltage has 5 unacceptably long quenching time, then during the breakdown of the spark gap of the discharge discharge by simulated overvoltage in the control unit 23, the voltage relay 40 disappears. In this case, as in the similar case of the converter operating mode, 0 its switch 3 is turned off and the voltage is removed from the power circuits of the converter.
При проведении описанного контррл напр жение конденсатора 15 измен етс только в сторону увеличени по отношению 5 к своему исходному значению в рабочем режиме. Поэтому необходимые дл контрол операции сопровождаютс только уменьшением уставки срабатывани по напр жениюWhen conducting the described counter-voltage, the voltage of the capacitor 15 changes only upwards in relation to 5 to its initial value in the operating mode. Therefore, the operations necessary for control are accompanied only by decreasing the pick-up setting over voltage.
устройства защиты (разность между пробивным напр жением искрового промежутка 12 разр дника 11 и напр жением конденсатора 15, измеренным по прибору 20) и не могут привести к повреждению силового оборудовани преобразовател .protection devices (the difference between the breakdown voltage of the spark gap 12 of the discharge voltage 11 and the voltage of the capacitor 15 measured by the device 20) cannot damage the power equipment of the converter.
После окончани описанного контрол реле 41 напр жени может находитьс в любом положении, реле 30 напр жени должно быть отключено. Если по каким-либо причинам , например, в результате ошибочного нажати кнопки 32, обмотка этого реле находитс под напр жением, то нажатием кнопки 31 снимают напр жение с этой обмотки. Необходимость этого вызвана тем, что если выставить уставку срабатывани устройства защиты при включенном реле 30 напр жени , то после первого срабатывани защиты реле 30 отпадает и увеличивает уставку срабатывани устройства защиты, что нежелательно .After completing the monitoring described, the voltage relay 41 can be in any position, the voltage relay 30 should be turned off. If, for some reason, for example, as a result of the erroneous pressing of button 32, the winding of this relay is under voltage, then pressing the button 31 releases the voltage from this winding. The need for this is caused by the fact that if you set the trigger point of the protection device when the voltage relay 30 is turned on, then after the first trip of the protection, relay 30 disappears and increases the trigger point of the protection device, which is undesirable.
Далее выставл ют уставку срабатывани устройства защиты с учетом результатов выполн емого контрол . Дл этого из пробивного напр жени искрового промежутка разр дника, которое измерено при контроле, вычитают требуемое значение уставки и полученную разность этих напр жений используют в качестве требуемого напр жени конденсатора 15. Изменением сопротивлени резистора 28 блока 22 регулировани добиваютс того, чтобы показани измерител 20 соответствовали этому значению напр жени .Next, set the operation setpoint of the protection device based on the results of the control being performed. To do this, from the breakdown voltage of the spark gap of the discharge, which is measured during the control, subtract the required setpoint value and use the resulting difference of these voltages as the required voltage of the capacitor 15. By varying the resistance of the resistor 28 of the adjustment unit 22, the meter 20 corresponds to this voltage value.
Затем, включив быстродействующий выключатель 7, перевод т работающий на холостом ходу преобразователь в рабочий режим питани нагрузки.Then, by turning on the high-speed switch 7, the idle converter is switched to the operating mode of the load supply.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884390768A SU1570939A1 (en) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | Apparatus for protecting d.c. traction substation converter from overvoltage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884390768A SU1570939A1 (en) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | Apparatus for protecting d.c. traction substation converter from overvoltage |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1570939A1 true SU1570939A1 (en) | 1990-06-15 |
Family
ID=21360622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884390768A SU1570939A1 (en) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | Apparatus for protecting d.c. traction substation converter from overvoltage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1570939A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109720241A (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-07 | 西华大学 | A kind of anti-voltage wave device of subway train |
-
1988
- 1988-01-18 SU SU884390768A patent/SU1570939A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 1418117, кл. В 60 М 3/02, 23.07.86. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109720241A (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-07 | 西华大学 | A kind of anti-voltage wave device of subway train |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107966633B (en) | Method and system for rapidly judging single-phase earth fault line of power distribution network of power supply system | |
| JPH07322473A (en) | Digital control type interrupter automatically selecting sampling interval | |
| MX2011005297A (en) | Earth leakage detection module with robust transient suppression. | |
| CA2214586A1 (en) | Voltage and current based control and triggering for isolator surge protector | |
| US3374609A (en) | Electrostatic precipitator control circuit | |
| US3116439A (en) | Repeating circuit interrupter and battery charging circuit used therewith | |
| SU1570939A1 (en) | Apparatus for protecting d.c. traction substation converter from overvoltage | |
| Paul | Light rail transit DC traction power system surge overvoltage protection | |
| RU2043216C1 (en) | Rectifier set overvoltage protection device | |
| US3889158A (en) | Series capacitor protection equipment with dual sparkover feature | |
| SU1756183A2 (en) | Overvoltage protection device for converter of dc traction substation | |
| US4482930A (en) | Electrical protection equipment with digital integration apparatus for firing pulse initiation | |
| SU1418117A1 (en) | Arrangement for overvoltage protection of tractors substation converter | |
| US3249811A (en) | Constant voltage source for operation of series capacitor bank protective equipment | |
| SU817845A1 (en) | Device for protective disconnection of electric equipment | |
| SU1046835A1 (en) | Device for limiting current iinrush when switching single-phase transformer | |
| GB976862A (en) | Improvements in or relating to automatic circuit breakers | |
| CN114204527A (en) | One-point grounding anti-error tripping method for tripping circuit of transformer substation direct current system | |
| SU740108A1 (en) | The method of monitoring the state of the disconnected in the cycle of single-phase automatic reclosing of the phase of the transmission line with shunt and compensation reactors | |
| SU1012384A1 (en) | Apparatus for protecting self-sustained power plant and loads from short-cir | |
| SU1367094A1 (en) | Switching arrangement | |
| SU811386A1 (en) | Device for differential protection of transformer | |
| RU2042997C1 (en) | Device for protection of three-phase electric device | |
| SU598169A1 (en) | Electric network | |
| SU1119876A1 (en) | Arrangement for automatic turning-on of feeder circuit-breaker of d.c.contact wire network |