SU1181050A2

SU1181050A2 - Device for overvoltage protection of d.c. network

Info

Publication number: SU1181050A2
Application number: SU843723657A
Authority: SU
Inventors: Олег Иванович Новиков
Priority date: 1984-01-13
Filing date: 1984-01-13
Publication date: 1985-09-23

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА по авт.св. № 680105, о т л ичающеес тем, что, с целью повышени надежности и эффективности , оно снабжено дополнительными цеп ми из последовательно соединенных конденсатора и порогового элеMeHta , причем одна из цепей подключена параллельно конденсатору последовательного резонансного контура, . а кажда последующа цепь - параллельно конденсатору предыдущей цепи. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающеес тем, что все дополнительные цепи соединены между собой параллельно и подключены к конденсаii тору последовательного резонансного контура. . ; -0 +1. DEVICE FOR PROTECTION FROM OVERVOLTAGE OF DC POWER SUPPLY ON AUTH.S. No. 680105, in order to improve reliability and efficiency, it is equipped with additional circuits from a series-connected capacitor and a threshold element MeHta, with one of the circuits connected in parallel with a capacitor of a series resonant circuit,. and each subsequent circuit is parallel to the capacitor of the previous circuit. 2. The device according to claim 1, wherein all additional circuits are interconnected in parallel and connected to a capacitor of a series resonant circuit. . ; -0 +

Description

ЭОEO

;д; d

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к защите преобразователей , сетей посто нного токаFIELD: electrical engineering, in particular, protection of converters, direct current networks.

от коммутационных и атмосферных перенапр жений , и может быть использова- 5 но дл защиты преобразователей т говых подстанций электрических железных дорог посто нного тока.from switching and atmospheric overvoltages, and it can be used to protect converters of traction substations of electric railways of direct current.

По основному авт. св. Р 680105 известно устройство дл защиты от 10 перенапр жений сети посто нного тока,According to the main author. St. P 680105, a device for protection against 10 overvoltages of a direct current network, is known.

содержащее цепь дл включени между полюсами сети, выполненную из последовательно соединенных тиристора и конденсатора, шунтированного ре- 15 зистором, и коммутирующий дроссель, дополнительно снабженное двум лавинными диодами, резистором, блоком управлени и дополнительными зажимами дл подключени к полюсам сети, 20 причем катод одногб лавинного диода соедг.нен с дополнительным зажимом дл подключени к сети к положительному полюсу сети, его анод соединен с вьтодом дополнительного резистора, 25 второй вывод которого соединен с выводом шунтирующего резистора, к точке- соединени диода с дополнительным резистором подсоединен вывод блока управлени , второй вьшод которого зо ПЬдсоединен к катоду тиристора, второй лавинньй диод соединен с катодом тиристора, а его анод соединен С дополнительным зажимом дл подключени к сети к отрицательному полюсу сети, при этом коммутирующий дроссель включен между выводом конденсатора с дополнительным зажимом дл подключени к отрицательному полюсу сети jjj .containing a circuit for connecting between the poles of the network, made up of a series-connected thyristor and a capacitor shunted by a resistor, and a switching choke, additionally equipped with two avalanche diodes, a resistor, a control unit and additional terminals for connection to the poles of the network, 20 A diode is connected with an additional terminal for connecting to the mains to the positive pole of the network, its anode is connected to an additional resistor, 25 the second terminal of which is connected to the output a shunt resistor, to the point of connection of the diode with an additional resistor is connected the output of the control unit, the second output of which is connected to the cathode of the thyristor, the second avalanche diode connected to the cathode of the thyristor wherein the switching choke is connected between the capacitor lead with an additional clamp for connection to the negative pole of the jjj network.

Цел. изобретени - повьшение на- 0 дежности и эффективности защиты от перенапр жений.Whole the invention is an increase in the reliability and effectiveness of overvoltage protection.

На фиг. 1 и фиг. 2 приведены варианты предлагаемой защиты. 45FIG. 1 and FIG. 2 shows the options for the proposed protection. 45

Устройство содержит клеммы .1 и 2 . дл подключени к положительному и отрицательному полюсу защищаемой сети , тиристор 3, варистор 4, соединенный со стабилитроном 5 лавинньй диод 50 6, резистор 7, последовательный резонансный контур 8, выполненный на дросселе 9 и конденсаторе 10, параллельно которому включена дополнительна длинна лини 11, выполненна 55 изпоследовательно соединенных пороговых элементов 12 - 14 и конденсаторов 15 - 17.The device contains terminals .1 and 2. for connection to the positive and negative pole of the protected network, thyristor 3, varistor 4, connected to Zener diode 5 avalanche diode 50 6, resistor 7, series resonant circuit 8, made on choke 9 and capacitor 10, parallel to which an additional long line 11 is connected, is made 55 of successively connected threshold elements 12-14 and capacitors 15-17.

На фиг. 2 пороговые элементы 12 14 соединены последовательно с соответствующими конденсаторами 15 - 17, образу цепи 18 - 20, включенные параллельно одна другой. В качестве пороговых элементов 12 - 14 используютс лавинные диоды, которые подключены своими катодами к конденсатору 10 и анодами - соответственно к конденсаторам 15 - 17. Если пороговые элементы выполнены на -основе тиристоров , то они своими анодами соединены с конденсатором 10 и своими катода- . ми - соответственно с конденсаторами 15 - 17.FIG. 2 threshold elements 12 14 are connected in series with the respective capacitors 15-17, forming a circuit 18-20 connected in parallel with one another. As threshold elements 12-14, avalanche diodes are used, which are connected by their cathodes to capacitor 10 and anodes to capacitors 15-17, respectively. If the threshold elements are made on the basis of thyristors, they are connected to capacitor 10 and anodes by their anodes. mi - respectively with capacitors 15 - 17.

Устройство (фиг. 1) работает слеДующим образом.The device (Fig. 1) works as follows.

Б нормальных рабочих режимах защищаемой сети тиристор 3 находитс в непровод щем состо нии, пороговые элементы заперты и конденсаторы 10 и 15 - 17 разр жены. Напр жение сети посто нного тока поступает на клеммы 1 и 2 и приложено к тиристору 3 и варистору 4, который выполн ет функции чувствительного к величине напр жени в защищаемой сети элемента и обеспечивает отпирание тиристора 3.In the normal operating modes of the protected network, the thyristor 3 is in a non-conducting state, the threshold elements are locked and the capacitors 10 and 15 - 17 are discharged. The voltage of the direct current network is applied to terminals 1 and 2 and is applied to the thyristor 3 and varistor 4, which performs the functions of a voltage-sensitive element in the protected network element and provides unlocking of the thyristor 3.

При возникновении в защищаемой сети перенапр жени , уровень которого превьшает пороговое напр жение варистора 4, последний начинает проводить ток, которьй протекает по цепи: клемма 1 - варистор 4 - стабилитрон 7 - клемма 2 и ограничиваетс сопротивлением резистора 7. Указанный ток создает на стабилитроне 5 напр жение, которое отпирает тиристор 3. При этом стабилитрон 5 защищает управл ющий электрод тиристора 3 от по влени на этом электроде напр жений недопустимой величины. После включени тиристора 3 конденсатор 10 начинает зар жатьс через дроссель 9. В результате этого энер-ги перенапр жени накапливаетс в конденсаторе 10, напр жение на нем растет и достигает порога срабатывани порогового элемента 12, который срабатывает и подключает конденсатор 15 параллельно конденсатору 1О . Далее по мере роста напр жени на конденсаторе 15 срабатьшает пороговый элемент 13 и конденсатор 16 подключаетс параллельно к конденсаторам 10 и 15. Напр жение конденсатоjpa 16 начинает расти, достигает порога срабатывани элемента 14 и последний срабатьгаает. После срабатывани порогового элемента 14 к конденсаторам 10, 15 и 16 подключаетс конденсатор 17 и начинает зар жатьс . Если энерги перенапр жени име ет такую величину, что напр жение на конденсаторе 10 достигает напр жени лавинообразовани диода 6, то он стабилизирует величину наибольше го напр жени , которое пpиклaдывaet с к защищаемой сети, и при этом рассеивает неболыщпо часть энергии перенапр жени . Последнее объ сн ет с тем, что подключение в описанной последовательности к конденсатору 10 дополнительных конденсаторов 15, 16 и 17, осуществл емое в процессе ограничени перенапр жени , обеспечивает поглощение конденсаторами 10 15, 16 и 17 большей части энергии импульса перенапр жени , имеющего любые временные параметры После прохождени импульса перенапр жени уровень напр жени на конденсаторе. 10 оказываетс больше напр жени сети. Это приводит к запиранию тиристора 3 обратным напр жением, рав 504 ным разности напр жени на конденса торе 10 и напр жени сети. Дроссель 9ограничивает скорость нарастани тока тиристора 3, осуществл ет дозар д конденсатора 10 до напр жени , превьппающего сетевое, и обеспечивает таким образом надежное запирание тиристора 3. Резистор 7 служит дл гашени энергии, запасенной конденсаторами 10, 15, 16 и 17. При ограничении перенапр жений защитой (фиг. 2) по Мере роста напр жени на конденсаторе 10 к нему поочередно подключаютс конденсато- ры 15-17 цепей 18 - 20. Особенность работы этой защиты состоит в том, что очередность подключени конденсаторов 15 - 17 к конденсатору 10определ етс величиной порогов срабатьшани пороговых элементов 12 14 , Первым подключаетс конденсатор цепи с элементом, который имеет наименьший порог срабатьшани , последним - конденсатор той цепи, пороговьй элемент которой имеет наибольший порог срабатывани , В остальном работа защиты по фиг. 1 и защиты по фиг.2 не отличаетс .When overvoltage occurs in the protected network, the level of which exceeds the threshold voltage of varistor 4, the latter starts to conduct a current that flows through the circuit: terminal 1 - varistor 4 - zener diode 7 - terminal 2 and is limited by the resistance of resistor 7. This current creates a zener diode 5 the voltage that unlocks the thyristor 3. At the same time, the zener diode 5 protects the control electrode of the thyristor 3 from the appearance of unacceptable voltages on this electrode. After turning on the thyristor 3, the capacitor 10 begins to charge through the choke 9. As a result, the overvoltage energy accumulates in the capacitor 10, the voltage on it rises and reaches the threshold of the threshold element 12, which operates and connects the capacitor 15 in parallel to the capacitor 1O. Further, as the voltage on the capacitor 15 rises, the threshold element 13 triggers and the capacitor 16 is connected in parallel to the capacitors 10 and 15. The voltage of the condenser 16 begins to rise, reaches the threshold of the element 14, and the latter triggers. After the triggering of the threshold element 14, the capacitor 17 is connected to the capacitors 10, 15 and 16 and starts charging. If the overvoltage energy is of such magnitude that the voltage on the capacitor 10 reaches the avalanche voltage of diode 6, then it stabilizes the magnitude of the highest voltage that is applied to the network to be protected, and at the same time dissipates a small amount of overvoltage energy. The latter is explained by the fact that the connection in the described sequence to the capacitor 10 of additional capacitors 15, 16 and 17, carried out in the process of limiting overvoltage, ensures that the capacitors 10 15, 16 and 17 absorb most of the overvoltage pulse energy that has any temporary Parameters After passing an overvoltage pulse, the voltage level across the capacitor. 10 is more network voltage. This causes the thyristor 3 to be locked with a reverse voltage equal to 504 of the voltage difference across the capacitor 10 and the network voltage. The choke 9 limits the rate of rise of the current of the thyristor 3, discharges the capacitor 10 to a voltage that exceeds the network, and thus ensures reliable locking of the thyristor 3. The resistor 7 serves to dampen the energy stored by the capacitors 10, 15, 16 and 17. When limiting overvoltage protection (Fig. 2) according to the voltage rise on the capacitor 10, capacitors 15–17 of circuits 18–20 are alternately connected to it along the path of capacitors 15–17 to capacitor 10 srabatshani magnitude thresholds are threshold elements 12 14 First circuit is connected with a capacitor element which has the lowest threshold srabatshani, the latter - of the capacitor circuit, the threshold element which has the highest threshold, Otherwise work protection of FIG. 1 and the protection of FIG. 2 is not different.

Claims

1. DEVICE FOR PROTECTION AGAINST VOLTAGE OF THE DC NETWORK No. 680105, characterized in that, in order to increase reliability and efficiency, it is equipped with additional circuits of a series-connected capacitor and a threshold element, one of the circuits being connected in parallel with a capacitor of a series resonant circuit,. and each subsequent circuit is parallel to the capacitor of the previous circuit.

2. The device according to π. ^ characterized in that all additional circuits are interconnected in parallel and connected to a capacitor in series resonant circuit. 1