SU982505A1

SU982505A1 - Способ ограничени напр жени высоковольтного тиристорного вентил

Info

Publication number: SU982505A1
Application number: SU803224740A
Authority: SU
Inventors: Р.А. Лытаев; О.П. Нечаев; А.И. Федотов
Original assignee: Всесоюзный Электротехнический Институт Им.В.И.Ленина
Priority date: 1980-12-26
Filing date: 1980-12-26
Publication date: 1984-12-15
Also published as: JPS57110075A; FR2497417A1; CH663119A5; DE3146555A1; IT8141693A0; SE8107664L; SE446920B; CA1175097A; GB2090482B; IT8141693A1; GB2090482A; IT1168460B; FR2497417B1

Abstract

СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ш«:оковольтного ТИРИСТОРНОГО ВЕНТИЛЯ, состо щего из последовательно соединенных тиристоров, разделенных на группы, заключающийс в том, что напр жение на каждой группе тиристоров ограничивают величиной, большей напр жени переключени одного тиристора этой группы и меньшей произведени напр жени переключени одного тиристора на число тиристоров группы, отличающийс тем, что, с целью уменьшени числа последовательно соединенных тиристоров при сохранении надежности, определ ют напр жение на тиристоре, первом от места приложени волны перенапр жени , и на последующих тиристорах группы в момент достижени напр жени на указанном тиристоре заданной величины и последовательно определ ют, сумму напр жений на тиристорах , счита от указанного первого, и их количество до достижени этой п напр жений уровн , равного с отношению амплитуды волны перенапр жени к общему числу тиристоров вентил , умноженному на полученное число тиристоров группы, и ограничивают напр жение на полученной группе тиристоров указанным уровнем.

Description

. Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано в высоковольтных тиристорных вентил х (ВТВ) дл передач посто нного тока (ППТ).

Известен способ ограничени напр жени ВТВ, состо щего из четырех тиристоровS защитных RС -цепочек и дросселей.

Одним из элементов защиты вл етс конденсатор, шунтирукщий часть -сопротивлений .в РС-цепочках двух средних тиристоров при возникновении опасной волны перенапр жени . При этом больша часть импульсного напр жени прикладываетс к двум крайним тиристорам матриць, которые при дбстижении напр жением предельного уровн включаютс по цепи, содержащей дроссели. Напр жение с крутым фронтом, выдел ющеес на дроссел х j складьгоаетс с импульсным напр жением , существовавшим На двух крайних тиристорах, в результате чего происходит переключение последних вследствие превьшени критичес™ кой скорости нарастани напр жени Число тиристоров в вентиле, составленном из последовательно соединенных матриц посто нного тока, соответствует равномерному распределению импульсного напр лсени ,

Результатом действи защиты от импульсных воздействий вл етс включение всего ВТВ. Однако несвоевременное включение БТВ приводит к нарушению норма1льной коммутации преобразовательного моста и, следовательно S к снижению надежности передачи

Известен также способ ограничени напр жени , который реализуетс устройством защиты последовательно соединенных тиристоров, содержащим на каждый тиристор цепочку из двух встречно включенных лавинных диодов перенапр жени на тиристорах ограничиваютс лавинными диодами f 2J.

Однако если один или несколько тиристоров не получают импульсов управлени (что достаточно веро тно при большом числе последовательно соединенньк тиристоров), то через лавинные диоды невключившихс тиристоров будет протекать силовой ток всего вентил . Естественно, это приведет к пробою лавинньк диодов, их перегреву и, в конечном счете, може

вызвать возгорание вентил . Дл защиты лавинных диодов в этом случае можно включить потер вшие управление тиристоры лавинным током этих

диодов. Однако тогда число тиристоров , соответствуюпдее равномерному распределению, должно быть увеличено , во-первых, на число, необходимое дл отстройки от включени всего

вентил при приложении импульсного напр жени , и, во-вторых, на число, учитьшающее разброс уровней срабатывани лавинных диодов.

Известен способ ограничени напр жени ВТБ, состо щий из последовательно соединенных тиристоров,. разделенных на группы, заключающийс в том, что напр жение на каждой группе тиристоров ограничивают величиной , большей напр жени переключени одного тиристора этой группы и меньшей произведени напр жени переключени одного тиристора на число тиристоров группы СзХ

Недостаток этого способа состоит в том, что при импульсных воздействи х на высоковольтный вентиль, состо щий из нескольких сотен последовательно соединенных тиристоров, имеет место резка неравномерность делени воздействующего напр жени между тиристорами. На части тиристоров, близких к месту приложени воздействи , напр жение превышает допустимые значени , на других част х меньше допустимого значени . Сумма напр жений на тиристорах группы в момент ограничени напр жени на ней лавинным диодом может быть больше величины, при которой напр жени на наиболее нагруженных тиристорах не превьпиают допустимых. При подключении к группе из N тиристоров ограничител с уровнем (огр- 0,9

пер./иоль удовлетвор ющего соотношению Uorp ,, напр жение на наиболее загруженном тиристоре

и,....

сА,

где степень неравномерности делени .

Если d 1,2, и , т.е больше допустимого значени , может произойти выход тиристора из стро . В этом случае необходимо увеличивать число тиристоров в группе при сохранении того же уровн ограничени или же снижать последний. С другой стороны , ограничение напр жени на наиболее нагруженных тиристорах доп тимыми значени ми при произвольном числе тиристоров в группе предполагает защитный уровень вентил , равный суммарному уровню ограничени диодов вентил . Обычно при проектировании высоковольтных вентилей их защитный ЗФовень принимаетс равным предельной амплитуде воздействующей импульсной волны. Если суммарный уровень ограничени диодов превьшает его, то это автоматически приво- дит к повышению-высоковольтности вентил и соответственно его стоимости , если он меньше, то это может оказатьс недопустимым, например, п услови м отстройки от напр жений на вентиле в длительных эксплуатационных режимах о Цель изобретени - уменьшение чи ла последовательно соединенных ти .ристоров при сохранении надежности. Цель достигаетс тем, что в спо- собе ограничени напр жени ВТВ, состо щего из последовательно соеди ненных тиристоров, разделенньгх на группы, заключающемс в том, что напр жение на каждой группе тиристо ров ограничивают величиной,большей напр жени переключени одного тири тору этой группы и меньшей произведени напр жени переключени одного тиристора на число тиристоров группы, определ ют напр жение на тиристоре, первом от места приложени волны перенапр жени , и на последующих тиристорах группы в момент достижени напр жени на указанном тиристоре заданной величины и после довательно определ ют сумму напр же ний на тиристорах, счита от указан ного первого, и их количество до достижени этой суммы напр жений уровн , равного отношению амплитуды волны перенапр жени к общему числу тиристоров вентил , умноженному на полученное число тиристоров груп пы, и ограничивают напр жение на полученной группе тиристоров указан ным уровнем. На фиг. 1 представлены стилизова ные кривые импульсной волны и напр жений на тиристорах-, на фиг. 2 функциональна схема, представл юща пример простейшей реализации предлагаемого способа-, на фиг. 3 - один из возможных алгоритмов вычислительного блока схемы по фиг. 2; фиг. фиг. 4 иллюстрирует распределение импульсной волны по группам тиристоров ВТВ. Воздействующее на вентиль напр жение в большинстве случаев может быть представлено с некоторым приближением волной с известными амплитудой Е и длительностью косоугольного фронта Т(крива на фиг. 1). Крива (/изображает напр жение на группе из N тиристоров, кривые в, г,д ,... М - напр жени на тиристорах группы. В момент 0 дост11жени на наиболее нагруженном тиристоре (крива в) установленной величины напр жени Цдоп считьгоаетс сумма напр жений на тиристорах , счита от первого. Если f то ограничивают напр жение на группе из N тиристоров. Уровень ограничени равен амплитуде- волны, деленной на число групп (тг). При таком способе ограничени исклю- N чаетс случай Ц - М , при котором напр жение на наиболее загруженном тиристоре превьш1ает допустимое значение . Кроме того, суммарный уровень ограничителей гарантирует защитный уровень вентил , равный амплитуде импульсной волны. Рассмотрим пример реализации предлагаемого способа применительно . к вентилю дл передачи посто нного тока (см. фиг. 2). Вентиль содержит h последовательно соединенньгх тиристоров 1 ,к каждому из которых параллельно подключена демпфирующа RC цепочка 2-3. Последовательно с вентилем включен анодный реактор 4. Параллельно цепи из вентил и реактора , вл ющейс плечом преобразовательного моста передачи, включен нелинейный разр дник 5, ограничивающий амплитуду напр жени на уровне 840 кВ. Параллельно вентилю подключен разр дник, в простейшем случае состо щий из п ограничителей. Уровень срабатывани каждого из ограничителей выбираетс равным /п. Выходы ограничителей поступают на (п - О входов коммутирующего блока 6, которьй в общем случае может иметь ( п - 1) выходов. Согласно изобретению число тиристоров в группе и уровень ограничени на ней напр жени могут быть определены следующим образом. Датчики 7 измер ют напр жени на каждом из тиристоров 1, образующих группу из N тиристорово Сигналы от всех датчиков поступают на блок 8, коммутирующий при достижении на. наиболее нагруженном тиристоре 1 напр жени установленной величины (например , повтор ющегос напр жени ) выходы датчиков 7, на входы вычисли , тельного блока 9, один из возможных алгоритмов которого показан на фиг, 3 о Вычислительный блок последовательно подсчитывает число N тиристоров и определ ет сумму S напр жений на них и величину , производ их сравнение. При равенстве этих величин прекращаетс изменение управл ющей переменной и вырабатьюает с сигнал, пропорциональный получен ному числу тиристоров N. Этот сигнал поступает на блок 9, которьй соедин ет выходы групп из N огранич телей с выходами групп из N тиристо ров. Реализаци датчиков 7, блоков 6, 8, 9 может быть осуществлена известными техническими средствами. Указанным способом можно разбить вентиль на jU групп. Фиго 4 иллюстри рует распределение импульсной волны по группам при ее приложении со сто роны, противоположной реактору 4 (фиг в 2). Вследствие удаленности реактора 4 (фиг„ 2) его вли ние на распределение незначительно. Импульсное напр жение представлено косоугольной волной с амплитудой Е и длительностью фронта , В интервале времени О- 1 напр жение на нескольких группах, например 1 и U, s достигает уровн ограничени g /Л1. На фиг о 4 показано, что в моменты времени i и -tj сработали первые два ограничител 9 (фиг. 2)„ Длительность их работы составл ет несколько долей от фронта волны i; . Напр жение на других удаленных группах , например и„ в интервале 0 С не достигает уровн ограничени . Начина с момента времени , напр р жени и , Un спадают ниже уровн - , im которьш будет снова достигнут в интервалеi - i . При отсутствии ограничителей 9 напр жение на группах изменилось бы по кривым, показанным на фиг. 4 пунктирными лини ми. Б момент С напр жени U , Ll2 превьшзали бы уровень ограничени . Компенсировать это превьппение можно увеличив число тиристоров в вентиле. Подключение одного ограничител с уровнем Е параллельно всему ВТВ не приводит к снижению значени U , U2. Он только снимает повышение напр жение на вентиле, которое происходит за счет влени перерегулировани в контуре L - RC . Меньший, чем Е уровень ограничени , недопустим по условию отстройки от напр жений в длительных режимах.

ннвЕд I I ga 4a- 4sa:yt4Ea HSHjCjМЩ4&1 :нАсз44с

UlrJW-J-U

Ф

I t

г ;L

I

I I 1 I t

l.fL

S Ui/cm

/i/ N-t-1

S-Uozp

ормироЬанив ci/iHOfia пропорционального N

Фи1.3

Htm

Г

Claims

СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ТИРИСТОРНОГО ВЕНТИЛЯ, состоящего из последовательно соединенных тиристоров, разделенных на группы, заключающийся в том, что напряжение на каждой группе тиристоров ограничивают величиной, боль- шей напряжения переключения одного тиристора этой группы и меньшей произведения напряжения переключения одного тиристора на число тиристоров группы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения числа последовательно соединенных тиристоров при сохранении надежности, определяют напряжение на тиристоре, первом от места приложения волны перенапряжения, и на последующих тиристорах группы в момент достижения напряжения на указанном тиристоре заданной величины и последовательно определяют сумму напряжений на тиристорах, считая от указанного первого, § и их количество до достижения этой суммы напряжений уровня, равного отношению амплитуды волны перенапряжения к общему числу тиристоров вентиля, умноженному на полученное число тиристоров группы, и ограничивают напряжение на полученной группе тиристоров указанным уровнем.