DE2328771A1

DE2328771A1 - Steuerkreis fuer hochspannungsthyristorventil

Info

Publication number: DE2328771A1
Application number: DE2328771A
Authority: DE
Inventors: Per Olof Jackson; Lars-Erik Juhlin; Bernt Oestlund
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1972-06-21
Filing date: 1973-06-06
Publication date: 1974-01-10
Also published as: CH556617A; DE2328771B2; DE2328771C3; US3878448A; FR2189922B1; JPS4958743A; FR2189922A1; JPS5843993B2; SE364412B; GB1425890A; CA983576A; SU963482A3

Description

Patentanwälte

Dipl.-ing. Helmut Missling 63 Giessen 1.6.1973

Dipl.-Ing. Richard Schlee jZfon^mlT * '

Dr.-Ing. Joachim Boeck er

Boe/B 11.638

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget,

Vasteras/Schweden

Steuerkreis für

thyristorventil

Die vorliegende Erfindimg betrifft einen Steuerkreis für ein HochspannungsthyristGnrentilj das aus mehreren in Reihe geschalteten Thyristoren besteht, von denen jeder mit einem Steuergerät versehen ist und mit dem Steuerkreis für das ganze Ventil verbunden ist, wobei das Steuergerät von einem Steuerimpulssender im Steuerkreis gesteuert und mit einem Signalgeber versehen ist, der ein Signal gibt, ιψθώώ. die Spannung in Leitrichtung des entsprechenden Thyristors einen bestimmten Wert erreicht, und wobei der Steuerkreis einen Eingangskreis umfaßt, welchem Signale zur Zündung des ganzen Thyristorventils zugeführt werden. Solche Thyristorventile werden in Stromrichtern für Hochspannung verwendet»

Bei einem solchen Ventil ist es wichtig sicherzustellen, daß der Zündimpuls nicht zu dem Steuergerät der Thyristoren ge-

langt, benr nicht wenigstens der erste, der Thyristoren eine, gewisse positive Spannung in Durchlaßrichtung erreicht hat, und daß keine weiteren Zündimpulse gegeben werden, nachdem der letzte Thyristor gezündet hat.

Die erste der beiden genannten Bedingungen ist bereits bei Normalbetrieb von Bedeutung, um sicherzustellen, daß einerseits die Spannung an den einzelnen Thyristoren einen bestimmten Mindestwert erreicht hat, bevor die Zündimpulse vom Steuerkreis gegeben werden und andererseits, daß die Kapazitäten des Steuergerätes aufgeladen sind, so daß beim Auftreten eines Zündimpulses die Thyristoren tatsächlich gezündet werden können.

Der Sinn der erstgenannten Bedingung ist also, daß der Zündimpuls nur dann gegeben wird^ wenn für die Thyristoren wirklich die Voraussetzungen zur Zündung vorhanden sind.

Der Sinn der anderen Bedingung besteht darin, die Länge der Zündimpulse zu begrenzen, um den Leistungsverbrauch im Steuerkreis und im Steuergerät kleinzuhalten und den Verschleiß der Bausteine des Kreises zu begrenzen.

Ferner ist es wichtig, die Thyristoren in dem Fall zu schützen, in welchem einige Thyristoren sperrend und einige leitend sind

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zu einem Zeitpunkt, in dem über das ganze Ventil eine positive Spannung auftritt und der Zündbefehl erfolgt. Dieser Fall kann bei niedrigem Laststrom im Thyristorventil auftreten, wobei Schwingungen des Stromes oder der Spannung zur Folge haben können, daß die Thyristoren vorübergehend stromlos werden. Dabei kann es passieren, daß einige Thyristoren ihr Sperrvermögen in Durchlaßrichtung wiedererlangen, während andere leitend bleiben, so daß sich die positive Spannung auf eine kleinere Anzahl von Thyristoren verteilt, die dabei zerstört werden können. Ein ähnlicher Fall kann beim Wechselrichterbetrieb nach einem Leitintervall auftreten, wenn die positive Spannung über den Ventilen anwächst, bevor alle Thyristoren ihr Sperrvermögen in Durchlaßrichtung wiedergewonnen haben. Mit Rücksicht hierauf ist es üblich, einen sogenannten Wiederherstellungsschutz für die Thyristoren vorzusehen.

Die so weit geschilderten Vorgänge sind im wesentlichen bekannt, und zu ihrer Bewältigung sind separate Lösungen vorhanden, was jedoch zu Komplikationen infolge Kollision der verschiedenen Lösungen führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steuerkreis der eingangs genannten Art zu entwickeln, der die oben genannten. Bedingungen und überwachenden Funktionen in einfacher Weise erfüllt.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Steuerkreis der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannten Signalgeber und der Eingangskreis an den Steuerimpulssender über ein UND-Glied angeschlossen sind, wobei die verschiedenen Signalgeber an das UND-Glied über ein ODER-Glied angeschlossen sind. Der Steuerkreis ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß das ODER-Glied über eine Kippstufe an das UND-Glied angeschlossen ist, daß an den zweiten Eingang der Kippstufe der Ausgang des UND-Gliedes derart angeschlossen ist, daß ein Signal vom ODER-Glied die Kippstufe in 1-Stellung kippt, während das folgende Signal vom UND-Glied die Kippstufe in die Nullstellung kippt. Der Steuerkreis nach der Erfindung läßt ohne weiteres - den Anschluß eines Wiederherstellungsschutzes zu.

Durch den Steuerkreis nach der Erfindung wird sichergestellt, daß die Thyristoren einen Zündimpuls dann und nur dann bekommen, wenn dies erwünscht ist, und zwar entweder bei Normalbetrieb oder als Schutzmaßnahme.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Thyristorventil mit einem Steuerkreis gemäß der Erfindung,

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Fig. 2 eine Variante eines Signalgebers in dem Steuerkreis gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Thyristorventil für Hochspannung mit mehreren in Reihe geschalteten Thyristoren io~1n, wobei jeder Thyristor mit einem Steuergerät 1 versehen ist. Dieses Steuergerät kann in der aus der deutschen Patentanmeldung 2 303 279 bekannten ¥eise aufgebaut sein. Es wirkt also einerseits als Empfänger für das S^teuersignal von einem gemeinsamen Steuerkreis und andererseits als Signalgeber zur Anzeige, daß die Spannung am entsprechenden Thyristor positiv ist und der Zündkreis des ganzen Thyristors geladen ist? so daß eine Zündung des Thyristors erfolgen kann.

Die Signale vom Steuergerät 1 gelangen in Form von Lichtimpulsen durch die Lichtleiter 9 zu den Detektoren 2, die elektrische- Signale an die ODER-Glieder 3 geben. Das Signal vom ODER-Glied 3 wird dem einen Eingang einer Kippstufe 4 zugeführt und kippt diese in die 1-Stellung. Das Ausgangssignal der Kippstufe 4 gelangt über ein Verzögerungsglied 5 zum UND-Glied 6. Durch die Verzögerung im Glied 5 wird sichergestellt, daß die Spannung an den verschiedenen Thyristoren auf den gewünschten Wert anwachsen kann₅ so daß alle Thyristoren zündbereit sind, bevor der Zündimpuls gegeben wird=

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Auf einen anderen Eingang des UND-Gliedes 6 wird die Ausgangsgröße eines ODER-Gliedes 20 geschaltet, an dessen beiden Eingänge je ein Glied 21 und 22 angeschlossen ist. Das Glied 21 besteht aus dem normalen Steuersystem für das Thyristorventil, d.h, für den Stromrichter,, zu dem das Thyristorventil gehört. Ein solches Steuersystem kann beispielsweise in der aus der deutschen Patentanmeldung 1 811 199 bekannten Weise aufgebaut sein.

Das andere Glied 22 besteht aus einem sogenannten Wiederherstellungsschutz für das Thyristorventil, der beispielsweise in der DAS 2 005 724 beschriebenen Weise aufgebaut ist. Der Schütz arbeitet in der Weise, daß er ein Signal für eine erneute Zündung gibt, wenn nicht alle Thyristoren ihr voll- ständiges Sperrvermögen im Anschluß an ein Leitintervall zurückgewonnen haben, bevor eine positive Spannung am Thyristorventil ansteigt.

Das Signal vom UND-Glied 6 gelangt auf einen Impulsgenerator 7, der Impulse von einer Länge und Frequenz liefert, die eine sichere Zündung der Thyristoren und einen kleinstmöglichen Verschleiß der Bau-teile des Senders 8 gewährleisten. Der Sender 8 liefert von nicht dargestellten Leuchtdioden Leuchtimpulse, die über den Lichtleiter 23 zum Steuergerät 1 zwecks

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Zündung der Thyristoren 10-1η gelangen.

Die Impulse des Impulsgenerators werden zugleich auf den anderen Eingang der Kippstufe 4 gegeben, über den die Kippstufe in die Nullstellung geschaltet wird. Dadurch werden die Glieder 6, 7, 8 blockiert, nachdem die Thyristoren gezündet haben. Wenn jedoch ein oder mehrere Thyristoren nicht zünden, so verbleibt die positive Spannung an diesen Thyristoren, und die Signale vom Steuergerät 1 gelangen wieder über die Detektoren 2 und das ODER-Glied 3 zur Kippstufe 4, so daß über die Glieder 5-8 ein neues Signal gegeben wird.

Das Gleiche tritt ein, wenn, wie bereits erwähnt, das Thyristorventil bei beispielsweise niedriger Belastung aufgrund von Schwingungen im Strom oder in der Spannung während eines normalen Leitintervalls erlöschen sollte. Dabei bleibt der Zündbefehl vom Glied 21 erhalten, und wenn die Spannung über dem Thyristorventil wieder angewachsen ist, kippt die Kippstufe 4, so daß über die Glieder 5-8 ein neuer Impuls ausgelöst wird.

Gemäß der Erfindung erhält man also im gleichen System einen Zündimpuls während des Normalbetriebs, wenn die Spannung über dem Thyristorventil in Leitrichtung positiv ist, und man erhält eine Wiederzündung, wenn das Ventil während eines normalen Leitintervalls erlöschen sollte. Außerdem erhält man Wiederzündung nach einem Leitintervall, wenn die Thyristoren wiederhergestellt werden, bevor die positive Spannung anwächst»

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Fig. 2 zeigt eine einfachere Ausführung eines Signalgebers für das Steuergerät 1. Er besteht aus der Reihenschaltung eines Widerstandes 25 mit einer Leuchtdiode 24 parallel zu einem der Thyristoren 10-1n, wobei antiparallel zur Leuchtdiode 24 eine Diode geschaltet ist, welche die Leuchtdiode gegen Spannungen in Sperrichtung schützt.

Claims

Patentansprüche;

Steuerkreis für ein Hochspannungsthyristorventil, das aus mehreren in Reihe geschalteten Thyristoren besteht, von denen jeder mit einem Steuergerät versehen ist und mit dem Steuerkreis für das ganze Yentil verbunden ist_s xrobei das Steuergerät von einem Steuerimpulssender im Steuerkreis gesteuert und mit einem Signalgeber versehen ist_s der ein Signal gibt, wenn die Spannung in Leitrichtung des entsprechenden Thyristors einen bestimmten Wert erreicht, und wobei der Steuerkreis einen Eingangskreis umfaßt, welchem Signale zur Zündung des ganzen Thyristorventils zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, da0 die genannten Signalgeber und der Eingangskreis (20) an den Steuerimpulssender (8) über ein UND-Glied (6) angeschlossen sind, wobei die verschiedenen Signalgeber an das UND-Glied über ein ODER-Glied (3) angeschlossen sind.
2. Steuerkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ODER-Glied (3) über eine Kippstufe (4) an das UND-Glied (6) angeschlossen ist, daß an den zweiten Eingang der Kippstufe der Ausgang des UND-Gliedes (6) derart angeschlossen ist, daß ein Signal vom ODER-Glied (3) die Kippstufe in 1-Stellung kippt, während das folgende Signal vom UND-Glied die Kippstufe in die Nullstellung kippt.

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3. Steuerkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ODER-Glied (3) über ein Ansprechverzögerungsglied (5) an das UND-Glied (6) angeschlossen ist.
4. Steuerkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das UND-Glied (6) über einen Impulsgeber (7) an den Steuerimpulssender (8) angeschlossen ist.
5. Steuerkreis entsprechend Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber Steuerimpulse bestimmter Länge und Frequenz erzeugt.
6. Steuerkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Eingangskreis aus einem ODER-Glied (20) besteht, an das einerseits das normale Zündsignal (21) des Thyristorventils und andererseits das Zündsignal eines Wiederherstellungsschutzgliedes (22) für die Thyristoren (10-1n) angeschlossen ist.

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