ТИРИСТОРНЫЙ МОДУЛЬ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Область техники
Полезная модель относится к области электротехники и может быть применена в высоковольтных тиристорных преобразователях с последовательно включенными тиристорами.
Уровень техники
Известны высоковольтные устройства, содержащие цепь последовательно включенных тиристоров (высоковольтный тиристорный «столб»), каждый из которых шунтирован RC-цепью и защитным нелинейным резистором - варистором [см., например, опубликованную заявку US 2010027177 A1]. В случае применения таких устройств, например, в преобразовательных электроэнергетических подстанциях, число тиристоров в «столбе» обычно составляет 50 и более. Для повышения надежности известные устройства иногда снабжаются средствами дополнительного охлаждения тиристоров.
кл
RC-цепи обеспечивают необходимое выравнивание напряжений на отдельных тиристорах «столба». Варистор обеспечивает надежную защиту тиристора от пробоя в обратном направлении, для чего его классификационное напряжение при токе 1 мА V (1 мА) выбирается меньше предельно допустимого обратного рабочего напряжения шунтируемого тиристора.
кл
На практике дискретность ряда значений V (1 мА) для варисторов одного типа приводит к тому, что защита от обратного пробоя всегда обеспечивается с некоторым запасом. Однако, даже небольшое увеличение доли рабочего напряжения, приходящегося на один тиристор, (что позволило бы уменьшить общее число тиристоров в «столбе»), приводит к многократному увеличению тока через варистор и соответствующему увеличению мощности, выделяемой на нем. Это приводит к недоиспользованию возможностей тиристоров по величине блокируемого ими напряжения и, как следствие, к избыточному числу тиристоров в «столбе».
Недостаток известного устройства - избыточное число тиристоров в высоковольтном «столбе» и, соответственно, избыточные потери, снижающие общее КПД преобразователей.
Раскрытие полезной модели
Технический результат полезной модели - снижение потерь и повышение КПД устройства.
Предметом полезной модели является тиристорный модуль высоковольтного преобразователя, содержащий последовательно включенные тиристоры, каждый из которых шунтирован RC-цепью и защитным варистором, классификационное напряжение которого при токе 1 мА меньше предельно допустимого обратного рабочего напряжения шунтируемого тиристора, отличающийся тем, что введены средства дополнительного охлаждения варисторов, выполненные с возможностью обеспечения допустимого теплового режима каждого варистора при протекании через него тока, действующее значение которого лежит в диапазоне 5÷50 мА.
Это позволяет получить указанный выше технический результат.
Осуществление полезной модели
На фиг.1 проведена схема тиристорного модуля для высоковольтного преобразователя. На схеме показаны: последовательно включенные тиристоры 1, каждый из которых шунтирован RC-цепью 2 и защитным варистором 3. классификационное напряжение каждого варистора 3 при токе 1 мА меньше предельно допустимого обратного рабочего напряжения шунтируемого тиристора 1. Для каждого варистора 3 в устройство введено средство 4 дополнительного охлаждения. Средство 4 может быть выполнено в виде дополнительного радиатора или устройства принудительного (воздушного или жидкостного) охлаждения. Производительность средства 4 выбирается так, чтобы обеспечивать допустимый тепловой режим варистора 3 при протекании через него тока, действующее значение которого выбирают в диапазоне 5÷50 мА в зависимости от конкретных условий.
При подаче переменного рабочего напряжения тиристорный модуль включается в соответствии с сигналами системы управления преобразователем, а выключается при близком к нулю значении тока, протекающего через тиристор 1.
В случае увеличения доли рабочего напряжения, приходящейся на каждый тиристор 1, и соответствующем уменьшении общего числа тиристоров 1 в «столбе» (например, с 50 до 48) варисторы 3 работают при протекании тока, действующее значение которого не превышает значение, выбранное в диапазоне 5÷50 мА при расчете охлаждающих возможностей средства 4. При этом средство 4 поддерживает тепловой режим варистора 3 в пределах, обеспечивающих его надежную длительную работу, а затраты мощности на охлаждение варисторов существенно меньше снижения потерь на тиристорном «столбе» от протекающего по нему рабочего тока, значение которого может составлять десятки килоампер.