Устройство для защиты от перенапряжений сети постоянного тока

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА по авт.св. № 680105, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности , оно снабжено дополнительными цепями из последовательно соединенных конденсатора и порогового элеMeHta , причем одна из цепей подключена параллельно конденсатору последовательного резонансного контура, . а каждая последующая цепь - параллельно конденсатору предыдущей цепи. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что все дополнительные цепи соединены между собой параллельно и подключены к конденсаii тору последовательного резонансного контура. . ; -0 +

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (1)4 Н 02 Н 9 04 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOiVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю °

°

° и см

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 680105 (21) 3723657/24-07 (22) 13.01.84 (46) 23.09.85. Вюл. )) 35 (72) О.И. Новиков (71) Уральское отделение Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 680105, кл. Н 02 Н 9/04, 1978. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО

ТОКА по авт.св. Ф 680105, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и эффективности, оно снабжено дополнительными цепями из последовательно соединенньм конденсатора и порогового элемента, причем одна из цепей подключена параллельно конденсатору последовательного резонанснбго контура, а каждая последующая цепь — параллельно конденсатору предыдущей цепи.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что все дополнительные цепи соединены между собой параллельно и подключены к конденсатору последовательного резонансного @

c: контура.

1 11810

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите преобразователей, сетей постоянного тока от коммутационных и атмосферных перенапряжений, и может быть использовано для защиты преобразователей тяговых подстанций электрических железных дорог постоянного тока.

По основному авт. св. Р 680105 известно устройство для защиты от IO перенапряжений сети постоянного тока, . содержащее цепь для включения между полюсами сети, выполненную из последовательно соединенных тиристора и конденсатора, шунтированного ре- 15 зистором, и коммутирующий дроссель, дополнительно снабженное двумя лавинными диодами, резистором, блоком .управления и дополнительными зажимами для подключения к полюсам сети, 20 причем катод одногЬ лавинного диода соед..нен с дополнительным зажимом для подключения к сети к положительному полюсу сети, его анод соединен с выводом дополнительного резистора, 25 второй вывод которого соединен с выводом шунтирующего резистора, к точке соединения диода с дополнительным резистором подсоединен вывод блока управления, второй вывод которого 50 подсоединен к катоду тиристора, второй лавинный диод соединен с катодом тиристора, а его анод соединен дополнительным зажимом для подключения к сети к отрицательному полюсу сети, при этом коммутирующий дроссель вклю«35 чен между выводом конденсатора с дополнительным зажимом для подключения к отрицательному полюсу сети (1) .

Цел, изобретения — повьппение йадежности и эффективности защиты от перенапряжений.

50 2

На фиг. 2 пороговые элементы 12—

14 соединены последовательно с соответствующими конденсаторами 15 — 17, образуя цепи 18 — 20, включенные параллельно одна другой. В качестве пороговых элементов 12 — 14 используются лавинные диоды, которые подключены своими катодами к конденсатору 10 и анодами — соответственно к конденсаторам 15 — 17. Если пороговые элементы выполнены йа .основе тиристоров, то они своими анодами соединены с конденсатором 10 и своими катода-, ми — соответственно с конденсаторами 15 - 17.

Устройство (фиг. 1) работает слеДующим образом.

В нормальных рабочих режимах защищаемой сети тиристор 3 находится в непроводящем состоянии, пороговые элементы заперты и конденсаторы 10 и 15 — 17 разряжены. Напряжечие сети постоянного тока поступает на клеммы 1 и 2 и приложено к тиристору 3 и варистору 4, который выполняет функции чувствительного к величине напряжения в защищаемой сети элемента и обеспечивает отпирание тиристора 3.

При возникновении в защищаемой сети перенапряжения, уровень которого превьппает пороговое напряжение варистора 4, последний начинает проводить ток, который протекает по цепи: клемма 1 — варистор 4 — стабилитрон 7 — клемма 2 и ограничивается сопротивлением резистора 7. Указанный ток создает на стабилитроне

5 напряжение, которое отпирает тиристор 3. При этом стабилитрон 5 защищает управляющий электрод тиристора 3 от появления на этом электроНа фиг. 1 и фиг. 2 приведены варианты предлагаемой защиты. 45

Устройство содержит клеммы .1 и 2 для подключения к положительному и отрицательному полюсу защищаемой сети, тиристор 3, варистор 4, соединенный со стабилитроном 5 лавинный диод 50

6, резистор 7, последовательный резонансный контур 8, выполненный на дросселе 9 и конденсаторе 10, параллельно которому включена дополнительная длинная линия 11, выполненная 55 из последовательно соединенных пороговых элементов 12 — 14 и конденсаторов 15 — 17. де напряжений недопустимой величины.

После включения тиристора 3 конденсатор 10 начинает заряжаться через. дроссель 9. В результате этого энергия перенапряжения накапливается в конденсаторе 10, напряжение на нем растет и достигает порога срабатывания порогового элемента 12, который срабатывает и подключает конденсатор 15 параллельно конденсатору 10.

Далее по мере роста напряжения на конденсаторе 15 срабатывает пороговый элемент 13 и конденсатор 16 подключается параллельно к конденсаторам 10 и 15. Напряжение конденсатоjpa 16 начинает расти, достигает поСоставитель Т. Щеголькова

Техред А.Бабинец

Редактор P. Цицика

Корректор М. Самборская

Тираж 619

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 5941/55

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1 рога срабатывания элемента 14 и последний срабатывает. После срабатывания порогового элемента 14 к кон денсаторам 1О, 15 и 16 подключается конденсатор 17 и начинает заряжаться. Если энергия перенапряжения имеет такую величину, что напряжение на конденсаторе 10 достигает напряжения лавинообразования диода 6, то он стабилизирует величину наибольшего напряжения, которое прикладывается к защищаемой сети, и при этом рассеивает небольшую часть энергии . перенапряжения. Последнее объясняет ся тем, что подключение в описанной последовательности к конденсатору .10 дополнительных конденсаторов 15, 16 и 17, осуществляемое в процессе ограничения перенапряжения, обеспечивает поглощение конденсаторами 10, 15, 16 и 17 большей части энергии импульса перенапряжения, имеющего любые временные параметры. После прохождения импульса перенапряжения уровень напряжения на конденсаторе

10 оказывается больше напряжения сети. Это приводит к запиранию тиристора 3 обратным напряжением, рав181050 4 ным разности напряжения на конденсаторе 10 и напряжения сети. Дроссель

9 ограничивает скорость нарастания тока тиристора 3, осуществляет доэаряд конденсатора 10 до напряжения, превышающего сетевое, и обеспечивает таким образом надежное запирание тиристора 3. Резистор 7 служит для гашения энергии, запасенной конденса1р торами 10, 15, 16 и 17.

При ограничении перенапряжений защитой (фиг. 2) по мере роста напряжения на конденсаторе 10 к нему поочередно подключаются конденсато15 pbr 15 — 17 цепей 18 — 20, Особенность работы этой защиты состоит в том, что очередность подключения конденсаторов 15 — 17 к конденсатору

10 определяется величиной порогов срабатывания пороговых элементов 12—

14. Первым подключается конденсатор цепи с элементом, который имеет наименьший порог срабатывания, последним — конденсатор той цепи, пороговый д . элемент которой имеет наибольший порог срабатывания. В остальном работа защиты по фиг. 1 и защиты по фиг.2 не отличается.