RU2043216C1

RU2043216C1 - Rectifier set overvoltage protection device

Info

Publication number: RU2043216C1
Authority: RU
Inventors: О.И. Новиков
Original assignee: Уральское отделение Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1991-11-22
Publication date: 1995-09-10

Abstract

FIELD: power engineering; overvoltage protection of rectifier set power circuits. SUBSTANCE: device has arrester, current-limiting resistors, diodes, capacitors, charging and discharging resistors, voltmeter, charging unit, voltage control unit, arrester control unit, single-phase transformer and single-phase diode bridge. EFFECT: enhanced operation reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим железным дорогам и предназначено для защиты от перенапряжений силовых цепей полупроводниковых выпрямительных агрегатов тяговых подстанций. The invention relates to electric railways and is intended to protect against overvoltage of power circuits of semiconductor rectifier units of traction substations.

Известно устройство защиты от перенапряжений, которое содержит разрядник с токоограничивающим резистором, конденсаторы, резисторы, диод, зарядный блок, блок регулирования напряжения, блок контроля разрядника, измеритель напряжения и обеспечивает измерение параметров разрядника непосредственно в схеме выпрямительного агрегата. Известное устройство имеет невысокие надежность и качество контроля. A surge protection device is known, which contains a spark gap with a current-limiting resistor, capacitors, resistors, a diode, a charging unit, a voltage control unit, a spark gap control unit, a voltage meter and provides measurement of the parameters of the spark gap directly in the rectifier unit circuit. The known device has a low reliability and quality control.

Сущность изобретения заключается в том, что известное устройство защиты дополняют диодами, токоограничивающими резисторами, однофазными диодным мостом и трансформатором. Наличие дополнительных элементов позволяет уменьшить ток в цепи конденсатора и повысить точность измерения времени гашения разрядником сопровождающего тока. При этом достигается технический результат, который характеризуется повышением надежности и улучшением качества технического контроля разрядника. The essence of the invention lies in the fact that the known protection device is supplemented with diodes, current-limiting resistors, single-phase diode bridge and transformer. The presence of additional elements allows to reduce the current in the capacitor circuit and to increase the accuracy of measuring the quenching time of the accompanying current by the spark gap. At the same time, a technical result is achieved, which is characterized by an increase in reliability and an improvement in the quality of technical control of the spark gap.

На чертеже показаны принципиальные электрические схемы выпрямительного агрегата и устройство защиты его силовых цепей от перенапряжений. The drawing shows a circuit diagram of a rectifier unit and a device for protecting its power circuits from overvoltage.

Выпрямительный агрегат содержит подключенные к шинам 1 переменного напряжения (сети) через разъединитель 2 и масляный выключатель 3, преобразовательный трансформатор 4, полупроводниковый выпрямитель 5 и вольтметр 6. Выпрямитель 5 соединен также через быстродействующий выключатель 7 и разъединитель 8 с шинами 9 выпрямительного (постоянного) напряжения. The rectifier unit contains ac voltage (mains) connected to the busbars 1 through a disconnector 2 and an oil switch 3, a transformer 4, a semiconductor rectifier 5 and a voltmeter 6. The rectifier 5 is also connected via a high-speed switch 7 and a disconnector 8 to the rectifier (constant) voltage buses 9 .

Устройство защиты имеет разрядник 10 с искровым промежутком 11 и токоограничивающим резистором 12, первый 13 второй 14 диоды, первый конденсатор 15 с разрядным резистором 16, измеритель напряжения вольтметр 17, токоограничивающий резистор 18 и третий диод 19, второй конденсатор 20 с зарядным 21 и разрядным 22 резисторами, зарядный блок 23, блок 24 регулирования напряжения и блок 25 контроля разрядника 10. Зарядный блок состоит из выпрямителя 26, зарядного резистора 27, повышающего 28 и понижающего 29 трансформаторов. Блок регулирования имеет переменный 30 и постоянный 31 резисторы, реле 32 напряжения с кнопками 33 и 34 управления. Блок контроля включает в себя трансформатор 35, выпрямитель 36, цепочку 37 стабилизации напряжения, содержащую резистор 38 и стабилитрон 39, разделительные диоды 40 и 41, реле 42 и 43 напряжения, накопительные конденсаторы 44 и 45, кнопку 46 для управления положением реле 43, световой индикатор 47. Устройство защиты также содержит однофазный трансформатор 48, токоограничивающий резистор 49, клеммы 50, однофазный диодный мост 51 и токоограничивающий резистор 52. The protection device has a spark gap 10 with a spark gap 11 and a current-limiting resistor 12, a first 13 second 14 diodes, a first capacitor 15 with a discharge resistor 16, a voltage meter voltmeter 17, a current-limiting resistor 18 and a third diode 19, a second capacitor 20 with a charge 21 and a discharge 22 resistors, a charging unit 23, a voltage regulation unit 24 and a spark gap control unit 25. The charging unit consists of a rectifier 26, a charging resistor 27, increasing 28 and lowering 29 transformers. The control unit has an alternating 30 and a constant 31 resistors, a voltage relay 32 with control buttons 33 and 34. The control unit includes a transformer 35, a rectifier 36, a voltage stabilization chain 37 containing a resistor 38 and a zener diode 39, isolation diodes 40 and 41, voltage relays 42 and 43, storage capacitors 44 and 45, a button 46 for controlling the position of the relay 43, light indicator 47. The protection device also comprises a single-phase transformer 48, a current-limiting resistor 49, terminals 50, a single-phase diode bridge 51, and a current-limiting resistor 52.

Реле 42 имеет контакты, которые не показаны на схеме и включены в цепи управления выключателей 3 и 7. На клеммы 60 от источника переменного напряжения, которым является трансформатор 29, поступает напряжение, питающее зарядный блок, блоки регулирования, контроля и трансформатор 48. Relay 42 has contacts that are not shown in the diagram and are included in the control circuit of switches 3 and 7. At terminals 60 from the AC voltage source, which is transformer 29, voltage is supplied to the charging unit, control, monitoring and transformer units 48.

Работа устройства характеризуется двумя режимами: рабочим режимом, когда устройство находится в исходном состоянии, при появлении опасных перенапряжений в силовых цепях агрегата срабатывает и защищает его, и режимом, в котором осуществляется контроль технического состояния разрядника, выполняющего при этом свои защитные функции. The operation of the device is characterized by two modes: the operating mode, when the device is in the initial state, when dangerous overvoltages appear in the power circuits of the unit, it activates and protects it, and the mode in which the technical state of the arrester, which performs its protective functions, is monitored.

В первом режиме устройство работает следующим образом. При отключенных разъединителях 2 и 8 напряжение не поступает в силовую схему агрегата и в устройство защиты. После включения разъединителя 2 с шин 1 подается напряжение на первичную обмотку понижающего трансформатора 29 зарядного блока. С вторичной обмотки этого трансформатора пониженное напряжение поступает на первичную обмотку повышающего трансформатора 28. Повышенное напряжение его вторичной обмотки выпрямляется выпрямителем 26. Выпрямленное напряжение заряжает конденсатор 15 через резистор 27, который ограничивает зарядный ток. Напряжение конденсатора 15 имеет показанную на схеме полярность. Напряжение вторичной обмотки трансформатора 29 через клеммы 50 и резистор 49 также поступает к первичным обмоткам трансформаторов 49 и 35. Напряжение вторичной обмотки трансформатора 48 выпрямляется мостом 51. Его выпрямленное напряжение имеет полярность, которая направлена встречно по отношению к полярности напряжения конденсатора 15. Так как напряжение конденсатора 15 больше выпрямленного напряжения моста 51, то ток в его цепи не протекает и цепь вторичной обмотки трансформатора 48 разомкнута. Напряжение вторичной обмотки трансформатора 35 блока контроля выпрямляется выпрямителем 36. Выпрямленное напряжение стабилизируется цепочкой 37 и затем подается через разделительный диод 40 на реле 42 и на конденсатор 44. Этот конденсатор заряжается до порогового напряжения стабилитрона 39, реле 42 срабатывает, меняет положение своих контактов и снимает запрет на включение выключателей 3 и 7. При этом реле 43 обесточено и замыкает своим контактом цепь светового индикатора 47, который горит, указывая на наличие напряжения в блоках 23-25. Реле 32 блока регулирования обесточено, его контакты разомкнуты и резистор 31 введен в цепь питания зарядного блока. In the first mode, the device operates as follows. When disconnectors 2 and 8 are disconnected, the voltage does not enter the power circuit of the unit and the protection device. After the disconnector 2 is connected from the buses 1, voltage is applied to the primary winding of the step-down transformer 29 of the charging unit. From the secondary winding of this transformer, a reduced voltage is supplied to the primary winding of the step-up transformer 28. The increased voltage of its secondary winding is rectified by a rectifier 26. The rectified voltage charges the capacitor 15 through a resistor 27, which limits the charging current. The voltage of the capacitor 15 has the polarity shown in the diagram. The voltage of the secondary winding of the transformer 29 through the terminals 50 and the resistor 49 also flows to the primary windings of the transformers 49 and 35. The voltage of the secondary winding of the transformer 48 is rectified by the bridge 51. Its rectified voltage has a polarity that is opposite to the polarity of the voltage of the capacitor 15. Since the voltage of the capacitor 15 is greater than the rectified voltage of the bridge 51, then the current in its circuit does not flow and the secondary circuit of the transformer 48 is open. The voltage of the secondary winding of the transformer 35 of the control unit is rectified by a rectifier 36. The rectified voltage is stabilized by a circuit 37 and then supplied through a diode 40 to the relay 42 and to the capacitor 44. This capacitor is charged to the threshold voltage of the zener diode 39, the relay 42 is activated, changes the position of its contacts and removes the ban on the inclusion of switches 3 and 7. In this case, the relay 43 is de-energized and closes with its contact the circuit of the indicator light 47, which is lit, indicating the presence of voltage in the blocks 23-25. The relay 32 of the control unit is de-energized, its contacts are open and the resistor 31 is inserted into the power circuit of the charging unit.

При отключенных выключателях 3 и 7 к искровому промежутку 11 разрядника 10 через диоды выпрямителя 5 и 13, 19 прикладывается напряжение конденсатора 15. После включения выключателей 3 и 7 конденсатор 20 заряжается через диод 13 до амплитудного значения выходного напряжения выпрямителя 5 (напряжения на шинах 9). Резистор 21 ограничивает зарядный ток этого конденсатора. Напряжение конденсатора 20 имеет полярность, которая показана на схеме. When the switches 3 and 7 are turned off, the voltage of the capacitor 15 is applied to the spark gap 11 of the arrester 10 through the rectifier diodes 5 and 13, 19. After turning on the switches 3 and 7, the capacitor 20 is charged through the diode 13 to the amplitude value of the output voltage of the rectifier 5 (bus voltage 9) . Resistor 21 limits the charging current of this capacitor. The voltage of the capacitor 20 has a polarity, which is shown in the diagram.

При наличии напряжения на конденсаторах 15 и 20 к искровому промежутку 11 разрядника 10 прикладывается их суммарное напряжение. В нормальных рабочих режимах агрегата это напряжение не превышает величины пробивного напряжения искрового промежутка (разрядника) и в блоке контроля конденсатор 44 разряжен и реле 42 включено. Заряженное состояние конденсаторов 15 и 44 и включенное положение реле 42 напряжения обеспечивается питающим напряжением зарядного блока. Если по 5 каким-либо причинам, например при потере контакта, исчезает питающее напряжение в зарядном блоке, то конденсаторы 15 и 44 разряжаются соответственно через резистор 16, и обмотку реле напряжения 42. После прекращения заряда конденсатора 44 реле 42 за счет накопленной в этом конденсаторе энергии продолжает находиться в течение некоторого времени во включенном положении, затем отпадает и меняет положение своих контактов. Это приводит к отключению выключателей 3 и 7, которые снимают напряжение с силовой схемы агрегата. Таким образом исключается недопустимый для выпрямительного агрегата режим, когда отсутствует напряжение на конденсаторе 15. If there is voltage across the capacitors 15 and 20, their total voltage is applied to the spark gap 11 of the arrester 10. In normal operating modes of the unit, this voltage does not exceed the breakdown voltage of the spark gap (spark gap) and in the control unit the capacitor 44 is discharged and the relay 42 is turned on. The charged state of the capacitors 15 and 44 and the on position of the voltage relay 42 is provided by the supply voltage of the charging unit. If for 5 reasons, for example, when the contact is lost, the supply voltage in the charging unit disappears, then the capacitors 15 and 44 are discharged respectively through the resistor 16 and the winding of the voltage relay 42. After the termination of the charge of the capacitor 44, the relay 42 due to the accumulated in this capacitor energy continues to be in the on position for some time, then it disappears and changes the position of its contacts. This leads to the tripping of switches 3 and 7, which remove the voltage from the power circuit of the unit. This eliminates the unacceptable mode for the rectifier unit when there is no voltage on the capacitor 15.

При появлении в силовых цепях агрегата опасных перенапряжений сумма напряжений конденсаторов 15 и 20 достигает промежутка 11, последний пробивается и создает образованную разрядником 10 и диодами 13 и 14 цепь для протекания тока. Величина этого тока ограничивается сопротивлением резистора 12. Энергия перенапряжения рассеивается в этом резисторе и ограничивается величина перенапряжения. При протекании тока по диоду 14 конденсатор 15 разряжается по цепи: катод диода 14, анод диода 14, диод 19, резистор 18. Разрядный ток конденсатора 15 ограничивается сопротивлением резистора 18 и имеет величину, меньшую тока разрядника. Конденсатор 15 разряжается от исходного напряжения на диоде 14. Ограничение разрядного тока конденсатора 15 при помощи резистора 18 позволяет снизить динамические воздействия на элементы этого конденсатора. When dangerous overvoltages appear in the power circuits of the unit, the sum of the voltages of the capacitors 15 and 20 reaches the gap 11, the latter breaks through and creates a circuit for the current to flow formed by the spark gap 10 and diodes 13 and 14. The magnitude of this current is limited by the resistance of the resistor 12. The overvoltage energy is dissipated in this resistor and the magnitude of the overvoltage is limited. When the current flows through the diode 14, the capacitor 15 discharges in a circuit: the cathode of the diode 14, the anode of the diode 14, diode 19, the resistor 18. The discharge current of the capacitor 15 is limited by the resistance of the resistor 18 and has a value less than the current of the spark gap. The capacitor 15 is discharged from the initial voltage at the diode 14. The limitation of the discharge current of the capacitor 15 using the resistor 18 can reduce the dynamic effects on the elements of this capacitor.

После ограничения перенапряжения разрядник разрывает (гасит) сопровождающий его ток, который протекает в его цепи под действием выпрямленного напряжения агрегата. В момент разрыва разрядником этого тока напряжение конденсатора 15 имеет незначительную величину и поэтому к искровому промежутку 11 разрядника 10 прикладывается только амплитудное значение выпрямленного напряжения агрегата. Далее зарядный блок заряжает конденсатор 15. По мере его заряда растет напряжение искрового промежутка 11 разрядника 10 и достигает исходной величины, которая была до срабатывания разрядника. After limiting the overvoltage, the arrester breaks (extinguishes) the current accompanying it, which flows in its circuit under the action of the rectified voltage of the unit. At the moment of breaking by the spark gap of this current, the voltage of the capacitor 15 is insignificant and therefore only the amplitude value of the rectified voltage of the unit is applied to the spark gap 11 of the spark gap 10. Next, the charging unit charges the capacitor 15. As it is charged, the voltage of the spark gap 11 of the arrester 10 increases and reaches the initial value that was before the arrester triggered.

Во время протекания тока по диоду 14 замыкается цепь вторичной обмотки трансформатора 48 через мост 51, резистор 52 и диод 14. В этой цепи появляется ток, величина которого ограничивается сопротивлением резистора 52. Этот ток имеет величину, меньшую тока разрядника и накладывается на этот ток, уменьшая ток диода 14. При сопротивлении резистора 52, меньшем сопротивления резистора 49 (сравниваемые сопротивления приведены к одному напряжению), замыканием указанной цепи после появления тока в цепи разрядника 11 сопровождается изменением перераспределения напряжений между трансформаторами 35 и 48 и резистором 49. До появления тока в цепи диода 14, когда цепь вторичной обмотки трансформатора 48 разомкнута и его входное сопротивление и входное сопротивление трансформатора 35 больше сопротивления резистора 49, значительная часть напряжения клемм 50 прикладывается к трансформаторам 35, 48 и в блок контроля поступает напряжение. После появления тока в цепи диода 14 и соответственно замыкания цепи вторичной обмотки трансформатора 48 его входное сопротивление существенно уменьшается и соответственно результирующее входное сопротивление трансформаторов 48 и 35 становится меньше сопротивления резистора 49. К нему прикладывается значительная часть напряжения клемм 50 и в блок контроля напряжение не поступает. During the flow of current through the diode 14, the secondary circuit of the transformer 48 is closed through the bridge 51, the resistor 52 and the diode 14. A current appears in this circuit, the value of which is limited by the resistance of the resistor 52. This current has a value less than the current of the spark gap and is superimposed on this current, decreasing the current of the diode 14. When the resistance of the resistor 52 is less than the resistance of the resistor 49 (the compared resistances are reduced to the same voltage), closing this circuit after the current appears in the circuit of the spark gap 11 is accompanied by a change in the redistribution voltage between the transformers 35 and 48 and the resistor 49. Before the current appears in the circuit of the diode 14, when the secondary circuit of the transformer 48 is open and its input resistance and input resistance of the transformer 35 is greater than the resistance of the resistor 49, a significant part of the voltage of the terminals 50 is applied to the transformers 35, 48 and voltage is supplied to the control unit. After the current appears in the circuit of the diode 14 and, accordingly, the circuit of the secondary winding of the transformer 48 is closed, its input resistance decreases significantly and, accordingly, the resulting input resistance of the transformers 48 and 35 becomes less than the resistance of the resistor 49. A significant part of the voltage of the terminals 50 is applied to it and the voltage does not enter the control unit .

Поэтому моменты появления напряжения в блоке контроля и снятия с него напряжения строго соответствуют моментам окончания тока (окончания гашения разрядником сопровождающего тока) и начала тока (срабатывания разрядника) в цепи диода 14. Такое соответствие достигнуто благодаря включения между диодом 14 и конденсатором 15 цепи, образованной диодом 19 и резистором 18. При наличии этой цепи состояние (замкнута, разомкнута) цепи вторичной обмотки трансформатора 48 определяется состоянием (проводящее, непроводящее) диода 14 и не зависит от изменения во времени напряжения конденсатора 15. Поэтому такое соответствие обеспечивает точное равенство интервала, на который снимается напряжение с трансформатора 35 блока контроля, времени гашения разрядником сопровождающего тока. Therefore, the moments of the appearance of voltage in the control unit and the removal of voltage from it strictly correspond to the moments of the end of the current (the end of the quenching by the arrester of the accompanying current) and the beginning of the current (operation of the arrester) in the circuit of the diode 14. This correspondence is achieved by connecting between the diode 14 and the capacitor 15 of the circuit the diode 19 and the resistor 18. In the presence of this circuit, the state (closed, open) of the secondary circuit of the transformer 48 is determined by the state (conductive, non-conductive) of the diode 14 and does not depend on the change the time of the capacitor 15. Therefore, a voltage matching provides accurate equality interval in which the voltage is removed from the transformer 35 control unit, time quench the follow current arrester.

В интервале времени, когда трансформатор 35 блока контроля не получает напряжения, конденсатор 44 разряжается через обмотку реле 42. Разделительный диод 40 устраняет влияние цепи светового индикатора 47 на время разряда конденсатора 44. При наличии диода 40 время разряда конденсатора 44 определяется его емкостью и параметрами (сопротивление, индуктивность) обмотки реле 42. Это позволяет контролировать время разряда конденсатора 44 и соответственно время протекания сопровождающего тока в цепи разрядника 10 следующим образом. Если за время протекания сопровождающего тока конденсатор 44 не успевает разрядиться до напряжения, при котором реле 42 отпадает, то после ограничения перенапряжения и окончания сопровождающего тока агрегат продолжает работать и зарядный блок заряжает конденсатор 44 до напряжения, соответствующего исходному состоянию устройства защиты. Когда процесс гашения разрядником сопровождающего тока затягивается и, соответственно, время протекания тока в цепи разрядника увеличивается, то напряжение конденсатора 44 уменьшается до такой величины, при которой реле 42 отпадает и изменяет положение своих контактов. В результате этого выключатели 3 и 7 снимают напряжение с силовой схемы агрегата. После этого сопровождающий ток в цепи разрядника прекращается, зарядный блок заряжает конденсаторы 15 и 44 до напряжения, которое соответствует исходному состоянию устройства защиты, срабатывает реле напряжения 42 и снимает запрет на включение выключателей 3 и 7. In the time interval when the transformer 35 of the control unit does not receive voltage, the capacitor 44 is discharged through the coil of the relay 42. The isolation diode 40 eliminates the influence of the light indicator circuit 47 on the discharge time of the capacitor 44. If there is a diode 40, the discharge time of the capacitor 44 is determined by its capacity and parameters ( resistance, inductance) of the coil of the relay 42. This allows you to control the discharge time of the capacitor 44 and, accordingly, the flow time of the accompanying current in the circuit of the spark gap 10 as follows. If during the accompanying current flow, the capacitor 44 does not have time to discharge to the voltage at which the relay 42 drops off, then after limiting the overvoltage and the end of the accompanying current, the unit continues to work and the charging unit charges the capacitor 44 to the voltage corresponding to the initial state of the protection device. When the process of quenching the accompanying current by the spark gap is delayed and, accordingly, the current flow time in the spark gap circuit increases, the voltage of the capacitor 44 decreases to such a value that the relay 42 disappears and changes the position of its contacts. As a result of this, switches 3 and 7 remove the voltage from the power circuit of the unit. After that, the accompanying current in the arrester circuit stops, the charging unit charges the capacitors 15 and 44 to a voltage that corresponds to the initial state of the protection device, the voltage relay 42 is activated and removes the ban on the inclusion of switches 3 and 7.

Режим, в котором контролируют техническое состояние разрядника, осуществляют путем выполнения следующих операций. The mode in which the technical condition of the spark gap is controlled is carried out by performing the following operations.

Отключая быстродействующий выключатель 7, работающий на нагрузку агрегат переводят в режим холостого хода. В этом режиме работы агрегата его выпрямленное напряжение имеет стабильную амплитуду, которую запоминает конденсатор 20. Располагая показаниями вольтметра 6, который измеряет среднее значение выпрямленного напряжения агрегата, путем несложных перерасчетов находят амплитуду напряжения, которое запоминается конденсатором 20 и является составляющей частью напряжения искрового промежутка 11 разрядника 10. Далее, нажав кнопку 46, вызывают срабатывание реле 43 и погасание светового индикатора 47 в блоке контроля. В результате этого конденсатор 45 заряжается до порогового напряжения стабилитрона 39. Емкость конденсатора 45 выбрана такой, что при наличии разделительного диода 41, устраняющего влияние параллельной цепи 47 у реле 43 выдержка времени на отпадание соответствует характерной величине времени гашения разрядника, например средней, максимальной или минимальной величине этого времени. После этого нажатием кнопки 34 вызывают срабатывание реле 32, которое в результате изменения положения своих контактов, шунтирует резистор 31 блока регулирования. Это приводит к увеличению напряжения на выходе выпрямителя 26, конденсатор 15 запоминает новую увеличенную амплитуду этого напряжения и вольтметр 17 увеличивает свои показания. Выполнив перечисленные операции, уменьшают сопротивление резистора 30 до тех пор, пока не пробьется искровой промежуток 11 контролируемого разрядника 10 и наблюдают за показаниями вольтметров 6 и 17. Показания первого вольтметра не меняются, второго увеличиваются. В момент пробоя искрового промежутка 11 фиксируют показания обоих вольтметров. Сложив пересчитанные из средних значений в амплитудные значения показания вольтметра 6 с показаниями вольтметра 17, находят пробивное напряжение контролируемого разрядника. Turning off the high-speed switch 7, the unit operating on the load is put into idle mode. In this mode of operation of the unit, its rectified voltage has a stable amplitude, which is stored by the capacitor 20. Having readings from the voltmeter 6, which measures the average value of the rectified voltage of the unit, by simple recalculations find the amplitude of the voltage, which is stored by the capacitor 20 and is a component of the voltage of the spark gap 11 of the arrester 10. Then, by pressing the button 46, the relay 43 is activated and the indicator light 47 goes out in the control unit. As a result of this, the capacitor 45 is charged to the threshold voltage of the zener diode 39. The capacitance of the capacitor 45 is selected such that, with a diode 41 eliminating the influence of the parallel circuit 47 of the relay 43, the delay time for falling off corresponds to the characteristic value of the quenching time of the arrester, for example, average, maximum or minimum the magnitude of this time. After that, by pressing the button 34, the relay 32 is triggered, which, as a result of changing the position of its contacts, shunts the resistor 31 of the control unit. This leads to an increase in the voltage at the output of the rectifier 26, the capacitor 15 remembers a new increased amplitude of this voltage and the voltmeter 17 increases its readings. After performing the above operations, reduce the resistance of the resistor 30 until the spark gap 11 of the controlled arrester 10 breaks through and observe the readings of voltmeters 6 and 17. The readings of the first voltmeter do not change, the second increases. At the time of breakdown of the spark gap 11, the readings of both voltmeters are recorded. Having added the readings of the voltmeter 6 converted from the average values into the amplitude values and the readings of the voltmeter 17, the breakdown voltage of the controlled arrester is found.

После пробоя искрового промежутка 11 устройство защиты работает таким же образом, как и при ограничении перенапряжения. В момент пробоя искрового промежутка 11, являющейся началом отсчета времени гашения, появляется ток в цепи диода 14, начинается разряд конденсатора 15, замыкается цепь вторичной обмотки трансформатора 48 и снимается напряжение с блоков контроля и регулирования. После этого в блоке контроля конденсаторы 44 и 45 разряжаются через обмотки реле 42 и 43, в блоке регулирования отпадает реле 32 и размыкает контакт, шунтирующий резистор 31. По истечению определенного времени (времени гашения) разрядник 10 гасит сопровождающий ток. После этого конденсатор 15 заряжается зарядным блоком. В момент окончания заряда конденсатора 15 его напряжение имеет величину, меньшую той, которая была перед пробоем искрового промежутка 11, так как после пробоя в цепь обмоток трансформаторов 28 и 29 вводится сопротивление резистора 31. Поэтому после окончания заряда конденсатора 15 искровой промежуток 11 не пробивается повторно. Таким путем устраняются нежелательные многократные пробои искрового промежутка 11. After the breakdown of the spark gap 11, the protection device operates in the same way as when limiting overvoltage. At the moment of breakdown of the spark gap 11, which is the beginning of the quenching time, a current appears in the circuit of the diode 14, the discharge of the capacitor 15 begins, the secondary circuit of the transformer 48 closes, and the voltage is removed from the control and regulation units. After that, in the control unit, the capacitors 44 and 45 are discharged through the windings of the relays 42 and 43, in the control unit, the relay 32 disappears and the contact shunting the resistor 31 opens. After a certain time (damping time), the arrester 10 extinguishes the accompanying current. After that, the capacitor 15 is charged by the charging unit. At the moment of the end of the charge of the capacitor 15, its voltage is less than that which was before the breakdown of the spark gap 11, since after the breakdown the resistance of the resistor 31 is introduced into the circuit of the transformer windings 28 and 29. Therefore, after the end of the charge of the capacitor 15, the spark gap 11 does not re-break . In this way, unwanted multiple breakdowns of the spark gap 11 are eliminated.

Разряд конденсаторов 44 и 45 продолжается до момента появления напряжения на первичной обмотке трансформатора 35 блока контроля и, соответственно, до момента окончания тока в цепи контролируемого разрядника, являющегося концом отсчета его времени гашения. Если время гашения разрядника превышает создаваемую конденсатором 45 у реле 43 выдержку времени на отпадание, то это реле отпадает, находится в таком состоянии после восстановления напряжения в блоке контроля и загорается световой индикатор 47. Это указывает на то, что у контролируемого разрядника время гашения, то при пробое искрового промежутка имитированным перенапряжением в блоке контроля отпадает реле напряжения 42 и отключаются выключатели 3 и 7. The discharge of capacitors 44 and 45 continues until the voltage appears on the primary winding of the transformer 35 of the control unit and, accordingly, until the end of the current in the circuit of the controlled arrester, which is the end of its quenching time reference. If the extinguishing time of the arrester exceeds the delay time delay generated by the capacitor 45 of the relay 43, then this relay disappears, is in this state after voltage is restored in the control unit and the indicator light 47 lights up. This indicates that the monitored arrester has extinguishing time, then when the spark gap is broken by a simulated overvoltage in the control unit, the voltage relay 42 disappears and switches 3 and 7 are turned off.

После окончания контроля реле 43 может находиться в любом положении, реле 32 должно быть отключено. Если по каким-либо причинам, например в результате ошибочного нажатия кнопки 34, это реле включено, то нажатием кнопки 33 его выключают. Это вызвано тем, что если выставить уставку срабатывания устройства защиты при включенном реле 32, то после первого срабатывания защиты его реле отпадает, размыкает свой контакт, шунтирующий резистор 31, и увеличивает таким образом уставку срабатывания устройства защиты. Далее выставляют уставку срабатывания устройства защиты. Для этого из измеренного пробивного напряжения искрового промежутка разрядника вычитают требуемое значение уставки и разность этих напряжений принимают в качестве требуемого напряжения конденсатора 15. Изменением сопротивления резистора 30 блока регулирования добиваются того, чтобы показания вольтметра 17 соответствовали полученному значению напряжения. Затем, включая выключатель 7, переводят работающий на холостом ходу агрегат в рабочий режим питания нагрузки. After monitoring, the relay 43 can be in any position, the relay 32 must be disconnected. If for some reason, for example, as a result of an erroneous pressing of the button 34, this relay is turned on, then by pressing the button 33 it is turned off. This is because if you set the operation threshold of the protection device when relay 32 is on, then after the first operation of the protection, its relay disappears, opens its contact, the shunt resistor 31, and thus increases the operation threshold of the protection device. Next, set the response of the protection device. For this, the required setting value is subtracted from the measured breakdown voltage of the spark gap of the arrester and the difference of these voltages is taken as the required voltage of the capacitor 15. By changing the resistance of the resistor 30 of the control unit, the voltmeter 17 corresponds to the obtained voltage value. Then, including the switch 7, the idling unit is transferred to the operating load supply mode.

Claims

DEVICE FOR PROTECTION AGAINST VOLTAGE OF THE RECTIFIER UNIT, consisting of a converter transformer and a semiconductor rectifier, and connected via an input via switching devices to an AC voltage network, and output to a DC busbars containing the first capacitor connected to each other in parallel with a discharge resistor and a voltage meter to the output of the semiconductor rectifier through the first diode, the second capacitor is connected in parallel with the charging and discharge m resistors and a spark gap with a spark gap and a current-limiting resistor, an AC voltage source connected to the input to the switching devices, and an output to the inputs of the charging unit and the voltage regulation unit, the control circuit of which is connected to the voltage stabilization circuit of the arrester control unit connected through the rectifier to the secondary winding isolation transformer, to the zener diode of the mentioned stabilization circuit are connected two parallel-connected circuits, including a diode, a voltage relay and a storage capacitor, while the contacts of one voltage relay are included in the control circuit of the switching devices, and the contacts of another voltage relay in the circuit of the indicator light of the arrester control unit, the terminals of the first capacitor are connected to the output of the charging unit, characterized in that it is equipped with a second and third diodes, second, third and fourth current-limiting resistors, a single-phase diode bridge and an additional transformer, the second diode connected in series with the spark gap and A third diode and a second current-limiting resistor are connected in series to the terminals of the first capacitor, the primary winding of the isolation transformer of the arrester control unit is connected to the primary winding of the additional transformer and connected to the output of the AC voltage source through the third current-limiting resistor, while the secondary winding of the additional transformer is connected through a series-connected single-phase the bridge and the fourth current-limiting resistor is connected to the terminals of the second th diode.