Тиристорный модуль высоковольтного преобразователя
Полезная модель относится к области электротехники и может быть применена в высоковольтных тиристорных преобразователях с последовательно включенными тиристорами.
Технический результат полезной модели - снижение потерь и повышение КПД устройства.
Тиристоры (1), каждый из которых шунтирован RC-цепью (2) и защитным варистором (3) включены последовательно. Классификационное напряжение каждого варистора (3) при токе 1 мА меньше предельно допустимого обратного рабочего напряжения шунтируемого тиристора (1). Для каждого варистора (3) имеется средство (4) дополнительного охлаждения. Средство (4) может быть выполнено в виде дополнительного радиатора или устройства принудительного (воздушного или жидкостного) охлаждения. Производительность средства (4) обеспечивает допустимый тепловой режим варистора (3) при протекании через него тока, действующее значение которого лежит в диапазоне 5÷50 мА. 1 ил.
Область техники
Полезная модель относится к области электротехники и может быть применена в высоковольтных тиристорных преобразователях с последовательно включенными тиристорами.
Уровень техники
Известны высоковольтные устройства, содержащие цепь последовательно включенных тиристоров (высоковольтный тиристорный «столб»), каждый из которых шунтирован RC-цепью и защитным нелинейным резистором - варистором [см., например, опубликованную заявку US 2010027177 A1]. В случае применения таких устройств, например, в преобразовательных электроэнергетических подстанциях, число тиристоров в «столбе» обычно составляет 50 и более. Для повышения надежности известные устройства иногда снабжаются средствами дополнительного охлаждения тиристоров.
RC-цепи обеспечивают необходимое выравнивание напряжений на отдельных тиристорах «столба». Варистор обеспечивает надежную защиту тиристора от пробоя в обратном направлении, для чего его классификационное напряжение при токе 1 мА Vкл (1 мА) выбирается меньше предельно допустимого обратного рабочего напряжения шунтируемого тиристора.
На практике дискретность ряда значений Vкл (1 мА) для варисторов одного типа приводит к тому, что защита от обратного пробоя всегда обеспечивается с некоторым запасом. Однако, даже небольшое увеличение доли рабочего напряжения, приходящегося на один тиристор, (что позволило бы уменьшить общее число тиристоров в «столбе»), приводит к многократному увеличению тока через варистор и соответствующему увеличению мощности, выделяемой на нем. Это приводит к недоиспользованию возможностей тиристоров по величине блокируемого ими напряжения и, как следствие, к избыточному числу тиристоров в «столбе».
Недостаток известного устройства - избыточное число тиристоров в высоковольтном «столбе» и, соответственно, избыточные потери, снижающие общее КПД преобразователей.
Раскрытие полезной модели
Технический результат полезной модели - снижение потерь и повышение КПД устройства.
Предметом полезной модели является тиристорный модуль высоковольтного преобразователя, содержащий последовательно включенные тиристоры, каждый из которых шунтирован RC-цепью и защитным варистором, классификационное напряжение которого при токе 1 мА меньше предельно допустимого обратного рабочего напряжения шунтируемого тиристора, отличающийся тем, что введены средства дополнительного охлаждения варисторов, выполненные с возможностью обеспечения допустимого теплового режима каждого варистора при протекании через него тока, действующее значение которого лежит в диапазоне 5÷50 мА.
Это позволяет получить указанный выше технический результат.
Осуществление полезной модели
На фиг.1 проведена схема тиристорного модуля для высоковольтного преобразователя. На схеме показаны: последовательно включенные тиристоры 1, каждый из которых шунтирован RC-цепью 2 и защитным варистором 3. классификационное напряжение каждого варистора 3 при токе 1 мА меньше предельно допустимого обратного рабочего напряжения шунтируемого тиристора 1. Для каждого варистора 3 в устройство введено средство 4 дополнительного охлаждения. Средство 4 может быть выполнено в виде дополнительного радиатора или устройства принудительного (воздушного или жидкостного) охлаждения. Производительность средства 4 выбирается так, чтобы обеспечивать допустимый тепловой режим варистора 3 при протекании через него тока, действующее значение которого выбирают в диапазоне 5÷50 мА в зависимости от конкретных условий.
При подаче переменного рабочего напряжения тиристорный модуль включается в соответствии с сигналами системы управления преобразователем, а выключается при близком к нулю значении тока, протекающего через тиристор 1.
В случае увеличения доли рабочего напряжения, приходящейся на каждый тиристор 1, и соответствующем уменьшении общего числа тиристоров 1 в «столбе» (например, с 50 до 48) варисторы 3 работают при протекании тока, действующее значение которого не превышает значение, выбранное в диапазоне 5÷50 мА при расчете охлаждающих возможностей средства 4. При этом средство 4 поддерживает тепловой режим варистора 3 в пределах, обеспечивающих его надежную длительную работу, а затраты мощности на охлаждение варисторов существенно меньше снижения потерь на тиристорном «столбе» от протекающего по нему рабочего тока, значение которого может составлять десятки килоампер.
Тиристорный модуль высоковольтного преобразователя, содержащий последовательно включенные тиристоры, каждый из которых шунтирован RC-цепью и защитным варистором, классификационное напряжение которого при токе 1 мА меньше предельно допустимого обратного рабочего напряжения шунтируемого тиристора, отличающийся тем, что введены средства дополнительного охлаждения варисторов, выполненные с возможностью обеспечения допустимого теплового режима каждого варистора при протекании через него тока, действующее значение которого лежит в диапазоне 5÷50 мА.
