Устройство для защиты от перенапряжений преобразователя тяговой подстанции постоянного тока

(l9) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 60 M 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 4734649/11 (22) 05.09.89 (46) 30.07.92. Бюл, № 28 (71) Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (72) О,И,Новиков и Ю.В,Соболев (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1418117, кл, B 01 M 3/02, 1986, Авторское свидетельство СССР

N 593278, кл. Н 02 Н 7/10, 1978, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ПРЕОбРАЗОВАТЕЛЯ

ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ ПОСТОЯННОГО

ТОКА (57) Использование: электрифицированный транспорт, технические средства тяговых

Изобретение относится к электрическим железным дорогам, предназначено для защиты от перенапряжений полупроводниковых преобразователей, которые выполнены по схеме "две обратные звезды с уравнительнйм реактором" и применяются на тяговых подстанциях для выпрямления с регулированием выпрямленного напряжения и для инвертирования.

Известно устройство защиты от пере. напряжений выпрямительных преобразователей с разрядником, предварительно заряженным конденсатором и реле, которые подключены к полюсам выпрямленного . напряжения защищаемого преобразователя. Область применения такой защиты ограподстанций электрических железных дорог постоянного тока. Сущность изобретения: устройство защищает от перенапряжений силовое оборудование тиристорного преобразователя, выполненного по схеме "две обратные звезды с уравнительным реактором", и имеет четыре разрядника с токоограничивающими резисторами и два диодных трехфазных моста. Отличие устройства определяется наличием в нем трехфазных диодных мостов, которые, своими входами подключены к трем вентильным обмоткам трансформатора преобразователя. обеспечивающим питание мостов сдвинутыми нэ 60 эл. град. трехфазными напряжениями. 1 ил. ничена выпрямительными преобразователями, которые выполнены на диодах.

Прототипом устройства является защита от перенапряжений полупроводникового преобразователя, который выполнен по схеме "две обратные звезды с уравнительный реактором". Такая защита состоит из разрядников и гасящих резисторов, которые определенным образом соединены между собой и подключены к выводам вентильных обмоток преобразовательного трансформатора.

Наличие в схеме известной защиты большого количества разрядников усложняет ее техническое обслуживание. K разрядникам защиты непрерывно прикладывается

1750996

3 4 напряжение. Это отрицательно сказывает- ток 3 трансфрматора 1, напряжения котося на надежности ее работы. рых имеют фазовый сдвиг на 60 эл. град.

Цель изобретения — упрощение техни- При питании мостов 7 таким трехфазческого обслуживания защиты и повышения ным напряжением к разрядникам 8 прикланадежности ее работы. 5 дывается периодическая

Сущность изобретения состоит в следу- последовательность однополярных импульющем. Устройство защиты, которое имеет сов напряжения, которые следуют с пауза. разрядники, подключенные через гасящие ми и с частотой напряжения питающей сети резисторы к средней точке уравнительного преобразователя. Передний и задний фронреактора защищаемого преобразователя, и 10 ты этих импульсов напряжения формируютдиоды, дополняют шестью диодами и обра- ся из участков полуволн синусоид эуют два диодных трехфазных моста. К вы- напряжения вентильных обмоток 3 трансходам образованных мостов подключают форматора 1, и из напряжения уравнительчетыре разрядника, а входы этих мостов со- ного реактора 4. Плоская часть импульсов единяют с выводами вентильных обмоток 15 состоитизучастковполуволнсинусоидимепреобразовательного трансформатора с . ющего фазовый сдвиг на 60эл. град. напряфазным сдвигом на60зл. град, Приподклю- . жения вентильных обмоток 3. Амплитуда чении разрядников по такой схеме-йх коли- импульсов равна амплитуде выпрямленного чество уменьшается, Это упрощает напряжения(напряжения на выводах 6) затехническое обслуживание, так как по срав- . щищаемого преобразователя. Длительнению с разрядниками, диоды являются 20 ностьимпульсовипаузсоставляет5/би1/6 объектами, которыетребуют более простого периода питающего преобразователь наи менее трудоемкого обслуживания. Благо- пряжения. даря использованию диодных трехфазных Защита работает следующим образом. мостов, подключенных на напряжение вен- В рабочих режимах преобразователя, тильных обмоток преобразовательного 25 когда перенапряжения отсутствуют, к разтрансформатора, которые имеют сдвиг по рядникам 8 прикладываются импульсы нафазе на 60 эл.град., напряжение, которое пряжения. Амплитуда этих импульсов прикладывается к разрядникам, имеет пау- меньше напряжения пробоя искровых прозы. При наличии пауз уменьшаются время межутков разрядников 8, искровые промепротекания тока после срабатывания раз- 30 жутки не пробиваются и ток в цепи гасящих рядника(сопровождающего тока) и длитель- резисторов 9 не протекает. ность горения в нем дуги, не создаются При появлении в любой момент еремеусловия для повторных пробоев искрового ни на любой из вентильных обмоток 3 транспромежутка разрядника. В результате этого форматора 1 перенапряжений опасной защита работает более надежно. 35 величины пробивается искровой промежуНа чертеже изображена принципиаль- ток соответствующих разрядников 8 и в их ная схема устройства защиты от перенапря- - цепях появляется roK, величина которого огжений преобразователя. раничивается сопротивлением гасящих реЗащищаемый объект состоит из преоб- зисторов 9. При протекании такого тока разовательного трансформатора 1 с сете- 40 энергия перенапряжения рассеивается в вой обмоткой 2 и двумя вентильными резисторах9и происходит в результатеэтообмотками 3, уравнительного реактора 4, ro ограничение перенапряжений на допуполупроводникового (тиристорного, диод- стимом уровне. ного) преобразователя 5, 8ентильные об- После ограничения перенапряжения мотки 3, уравнительный реактор 4 и 45 под действием рабочего напряжения венпреобразователь5соединены между собой тильных обмоток 3 в цепи разрядников 8, по схеме "две обратные звезды с уравни- ограничивающих перенапряжение, протетельным реактором", которая имеет выво- кает сопровождающий ток, величина катоды 6 для подключения нагрузки (не рого ограничивается сопротивлением показана), Преобразователь питается трех- 50 гасящих резисторов 9. Сопровождающий фаэным переменным напряжением от сети, ток протекает до тех пор, пока напряжение которая на схеме не показана, и подключа- импульса, приложенное к проводящему ток ется к выводам сетевой обмотки 2 транс- разряднику 8, не снизится до нуля и не наформатора 1, чнется пауза. После наступления паузы со55 провождающий ток прекращается и за ее

Устройство защиты имеет два диодных трехфазных моста 7, разрядники 8 и гасящие резисторы 9. Каждый мост 7 подключен своим входом к выводам вентильных обмовремя искровой промежуток проводившего ток разрядника 8 восстанавливает способность удерживать напряжение, которое прикладывается к его искровому промежут1750996 ку в процессе работы преобразователя. После этого устройство защиты переходит в исходное состояние и готово к повторному ограничению перенапряжений.

Время протекания сопровождающего тока определяется моментом появления перенапряжений относительно начала импульсов напряжения, прикладывающего к разрядникам 8, Чем ближе к началу импульсов(дальше от их начала) находится момент появления перенапряжений, тем большее .(меньшее) время протекания сопровождающего тока, Но в любом случае время протекания сопровождающего тока ограничено длительностью импульсов напряжения, которое прикладывается к разрядникам, Такое ограничение времени протекания сопровождающего тока повышает надежность работы устройства защиты.

Формула изобретения

Устройство для защиты от перенапряжений преобразователя тяговой подстанции постоянного тока, выполненного по

5 схеме "две обратные звезды с уравнительным оеактором", содержащее четыре разрядника, подключенных через гасящие резисторы к средней точке уравнительного реактора и связанных с выводами вентиль10 ных обмоток трансформатора с фазовым сдвигом напряжения на 60 эл.град., и шесть диодов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения обслуживания и повышения надежности. в работе. оно снабжено до15 полнительными шестью диодами с образованием двух диодных трехфазных мостов, которые своими входами подключены к выводам вентильных обмоток. трансформатора с фазовым сдвигом на 60 эл, 20 град., а выходами — к разрядникам.