CS250869B1

CS250869B1 - Thyristor DC power supply for traction substations

Info

Publication number: CS250869B1
Application number: CS542084A
Authority: CS
Inventors: Jiri Flieger; Jaromir Straka
Original assignee: Jiri Flieger; Jaromir Straka
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1987-05-14

Abstract

Tyristorový stejnosměrný napaječ trakčních měníren řeší technický problém zmenšení rozměrů, zjednodušení konstrukce, usnadnění zálohování a opravitelnošti a dosažení unifikace dílů. •Podstata řešení spočívá v tom, že třífázové tyristorové bloky (31, 32) jsou ke sběrnicím (41, 42, 43) střídavé třífázové sítě připojeny přes vstupní výsuvné kontakty (111, 112, 113, 211, 212, 213) a k stejnosměrným výstupům (103, 104) přes společné výstupní výsuvné kontakty (114, 214), přičem, odpojovače (61, 62) jsou ke stejnosměrným výstupům (103, 104) třífázových tyristorových bloků (31, 32) připojeny za společnými výstupními výsuvnými kontakty (114, 214) a jsou opatřeny ovládacími ústr-ojími (91, 92) propojenými s centrálním řídicím systémem (100), který je dále propojen s ovládacím vstupem (51) a indikačním vstupem (52) řídicího olbvodu (5).The thyristor DC power supply for traction converters solves the technical problem of reducing dimensions, simplifying the design, facilitating backup and repairability, and achieving unification of parts. •The essence of the solution lies in the fact that the three-phase thyristor blocks (31, 32) are connected to the buses (41, 42, 43) of the alternating three-phase network via input withdrawable contacts (111, 112, 113, 211, 212, 213) and to the DC outputs (103, 104) via common output withdrawable contacts (114, 214), while the disconnectors (61, 62) are connected to the DC outputs (103, 104) of the three-phase thyristor blocks (31, 32) after the common output withdrawable contacts (114, 214) and are provided with control devices (91, 92) connected to the central control system (100), which is further connected to the control input (51) and the indication input (52) of the control valve (5).

Description

Vynález se týká tyristorového stejnosměrného napáječe trakčních měníren, zejména pro městskou hromadnou dopravu.The invention relates to a thyristor DC feeder for traction substations, in particular for urban mass transportation.

Dosud známé stejnosměrné napáječe trakčních měníren jsou řešeny tak, že v konstrukčním celíku, takzvaném stejnosměrném rozváděči, je umístěn jeden rychlovypínač a potřebný počet ručně ovládaných odpojovačů pro odpojení kabelových vývodů a ručně ovládaný odpojovač pro připojení na pomocnou sběrnici měnírny.The known DC feeders of traction substations are designed so that in the assembly, the so-called DC switchboard, there is one quick-disconnect switch and the necessary number of manually operated disconnectors for disconnecting cable outlets and manually operated disconnectors for connection to the sub-bus of the converter.

Pomocí tohoto ručně ovládaného odpojovače se provádí zálohování stejnosměrného rozváděče v případě poruchy vypínače. Zapojení je obvykle provedeno tak, že se ze stejnosměrné sběrnice měnírny přivede stejnosměrné napětí na přívod rychlovypínače.This manual disconnector is used to backup the DC switchboard in case of circuit breaker failure. The connection is usually made by applying a direct voltage from the DC bus of the converter station to the power supply of the quick disconnect switch.

Vývod rychlovypínače je pak připojen na ručně ovládané odpojovače a přes ně na kabelové vývody. Paralelně na vývod rychlovypínače je připojen ručně ovládaný odpojovač, přes který jo vede vývod na pomocnou sběrnici měnírny.The quick disconnect outlet is then connected to manually operated disconnectors and through them to cable outlets. In parallel to the quick disconnect outlet is connected manually operated disconnector, through which the lead leads to the sub-bus of the converter station.

Nevýhoda známých řešení je možnost použít z důvodů konstrukce a rozměrů jen jeden rychlovypínač a potřebný počet ručně ovládaných odpojovačů v jeden celek, tzv. stejnosměrný rozváděč.The disadvantage of the known solutions is the possibility to use only one quick-disconnect switch and the required number of manually operated disconnectors in one unit, so-called DC switchgear, due to construction and dimensions.

Známá řešení mají značný nárok na prostor, robustnost konstrukcí, nároky na materiál a pracnost.The known solutions have considerable demands on space, robustness of construction, demands on material and labor.

Typickým příkladem známých řešení tyristorových stejnosměrných napáječů trakčních měníren je zapojení popsané v patentovém spisu DD č. 114 035, kde jsou popsány tyristobOvé měniče připojené k soustavě sběrnic s třífázovým střídavým napětím přes odpojovače, mezi kterými s tyristory jsou zařazeny ventilové pojistky.A typical example of known solutions of thyristor DC feeders for traction substations is the circuit described in DD-A-114,035, which describes thyristor converters connected to a three-phase AC bus system via isolators, with valve fuses with thyristors.

Jednotlivé tyriStorové měniče jsou přemostěny vyřazováními spínači, kterými lze stejnosměrný výstup tyristorového .měniče po vypnutí příslušného odpojovače propojit s pomocnou stejnosměrnou sběrnicí, a ták tento tyristorový měnič zálohovat při případném výpadku.The individual thyristor converters are bypassed by switch-off switches, which can be connected to the auxiliary DC bus after switching off the respective disconnector and also to backup the thyristor converter in case of failure.

Nedostatkem popsaného řešení je použití rozměrných mechanických odpojovačů, použití ručně ovládaných vyřazovacíoh spínačů, které vylučuje možnost automatického zálohování měničů a obtížná výměna případně vadných měničů.The disadvantages of the described solution are the use of large mechanical disconnectors, the use of manually operated override switches, which eliminates the possibility of automatic backup of the inverters and the difficult replacement of possibly defective inverters.

Další nedostatek tohoto známého řešení spočívá v tom, že v zapojení není řešeno zálohování kabelových rozvodů na stejnosměrné straně měničů.A further drawback of this known solution is that the wiring on the DC side of the inverters is not addressed in the wiring.

Uvedené nedostatky známých řešení odstraňuje tyristorový stejnosměrný napáječ trakčních měníren podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že třífázové tyriStorové bloky jsou ke sběrnicím střídavé třífázové sítě připojeny přes vstupní výsuvné kontakty a lke stejnosměrným výstupům přes společné výstupní výsuvné kontakty, přičemž odpojovače jsou ke stejnosměrným výstupům třífázových tyristořových bloků připojeny za společnými výstupními výsuvnými kontakty a jsou opatřeny ovládacími ústrojími propojenými s centrálním řídicím systémem, který je dále propojen s ovládacím vstupem a indikačním výstupem řídicího obvodu.The above-mentioned drawbacks of the known solutions are eliminated by the thyristor DC power supply of traction substations according to the invention, which consists in that the three-phase thyristor blocks are connected to the AC three-phase network buses via input withdrawable contacts and DC outputs via common output withdrawable contacts. The three-phase thyristor blocks are connected downstream of the common output withdrawable contacts and are provided with control devices connected to a central control system, which is further connected to the control input and the control output indicating output.

Ve vývoldech trolejového vedení jsou s výhodou za místem připojení odpojovačů paralelně připojeny nejméně dva úsekové odpojovače.In the overhead contact line sections, at least two sectional disconnectors are preferably connected in parallel behind the disconnecting point of connection.

Z hlediska opravitelnOsti a zálohování je výhodné, jestliže společný výstupní výsuvný kontakt je rozčleněn na samostatné výstupní výsuvné kontakty a společný řídicí výsuvný kontakt je rozčleněn na samostatné řídicí výsuvné kontakty.From a repair and backup point of view, it is advantageous if the common output withdrawable contact is divided into separate output withdrawable contacts and the common control withdrawable contact is divided into separate control withdrawable contacts.

NOvý a vyšší účinek vynálezu spočívá ve srovnání se známými řešeními v tom, že dva stejnosměrné rozváděče se nahradí jedním tyristorovým stejnosměrným napáječem.The new and higher effect of the invention is that, compared to known solutions, two DC switchboards are replaced by one thyristor DC feeder.

Další výhoda spočívá v tom, že pro připojení na pomocnou stejnosměrnou sběrnici .měnírny jsou použity odpojovače opatřené ovládacími ústrojími, která umožní dálkově ovládat zálohování funkce měničů. Měniče jsou spolu s chladiči koncipovány jako výsuvné jednotky propojené s ostatními Obvody napáječe výsuvnými kontakty, takže Je lze snadno vypínat a současně se řeší i přerušení Obvodu vedení proudu, které svou viditelností zajišťuje bezpečnost .práce na zařízení.A further advantage is that disconnectors provided with control devices are used for connection to the auxiliary DC bus of the converter station, which enable remote control of the backup function of the inverters. The inverters, together with the heatsinks, are designed as withdrawable units connected to the other UPS circuits by pull-out contacts so that they can be switched off easily and at the same time solve the interruption of the power line, which ensures visibility of the work.

Další výhoda řešení podle vynálezu spočívá v podstatném zjednodušení konstrukce, kterou lze provést důsledně stavebnicově, což umožňuje dalekosáhlou unifikaci a sestavování různých variant podle požadavků projektů měníren. Zásluhou vyloučení dosud používaných odpojovačů se až o 70 až SO % sníží nárok na zastavěnou plochu a prostor. Ve srovnání se známými řešeními se také podstatně sníží materiálová a mzdová náročnost, neboť řešení podle vynálezu umožňuje mimo jiné například unifikovat i stavebnici přístrojových skříní.A further advantage of the solution according to the invention lies in the substantial simplification of the construction, which can be carried out consistently in a modular manner, which enables far-reaching unification and assembly of various variants according to the requirements of the converter station projects. By eliminating existing disconnectors, the built-up area and space are reduced by up to 70 to 50%. Compared with the known solutions, the material and wage costs are also considerably reduced, since the solution according to the invention makes it possible, inter alia, to unify the unit housing kit.

Vynález je dále objasněn na příkladu jeho provedení, který je popsán na základě připojených výkresů, které znázorňují na obr. 1 celkové schéma zapojení tyristorového 'stejnosměrného' napáječe podle vynálezu a na Obr. 2 detail z obr. 1 s obměněným provedením jednoho z třífázových tyristorových bloků.The invention is further elucidated by means of an exemplary embodiment thereof, which is described with reference to the accompanying drawings, which show, in FIG. 2 shows a detail of FIG. 1 with a modified embodiment of one of the three-phase thyristor blocks.

Tyristorový stejnosměrný napáječ trakčních měníren, jehož zapojení je znázorněno na Obr. 1, sestává ze dvou třífázových tyristorových bloků 31, 32, které jsou přes vstupní výsuvné kontakty 111, 112, 113, 211, 212, 213 připojeny ke sběrnicím 41, 42, 43 střídavé sítě. Uvnitř třífázových tyristorových bloků 31, 32 jsou Ik jednotlivým vlstupním výsuvným kontaktům 111, 112, 113, 211, 212, 213 připojeny přes pojistky 121, 122, 123, 221, 222, 223 anody tyristorů 131, 132, 133, 231, 232, 233, jejichž katody jsou v jed250869 notli-vých třífázových tyristorových blocích 31, 32 propojeny navzájem a vyvedeny na společné výstupní výsuvné kontakty 114, 214 těchto třífázových tyristorových blokůThe thyristor DC power supply for the traction substations, the connection of which is shown in FIG. 1, consists of two three-phase thyristor blocks 31, 32, which are connected to AC bus bars 41, 42, 43 via input withdrawable contacts 111, 112, 113, 211, 212, 213. Within the three-phase thyristor blocks 31, 32, the Ik thyristor anodes 131, 132, 133, 231, 232, are connected to the individual inlet withdrawable contacts 111, 112, 113, 211, 212, 213 via fuses 121, 122, 123, 221, 222, 223. 233, the cathodes of which are connected to one another in the single-phase three-phase thyristor blocks 31, 32 and lead to common output withdrawable contacts 114, 214 of these three-phase thyristor blocks

31, 32.31, 32.

Řídicí elektrody tyristorů 131, 132, 133, 231, 232, 233 jsou v jednotlivých třífázových tyristorových blocích 31, 32 propojeny navzájem a vyvedeny na společné řídicí výsuvné kontakty 115, 215 třífázových tyristorových bloků 31, 32, .přes které jísou propojeny se řídicími výstupy 53, 54 řídicího obvodu 5, který je dále opatřen ovládacím vstupem 51 s indikačním výstupem 52, které jsou propojeny s centrálním řídicím systémem 100.The control electrodes of the thyristors 131, 132, 133, 231, 232, 233 are interconnected in the individual three-phase thyristor blocks 31, 32 and lead to common control withdrawable contacts 115, 215 of the three-phase thyristor blocks 31, 32, which are connected to the control outputs. 53, 54 of the control circuit 5, which is further provided with a control input 51 with an indication output 52, which are connected to the central control system 100.

Ke stejnosměrným výstupům 103, 104, které jsou připojeny ke společným výstupínm výsuvným kontaktům 114, 213 třífázových tyristorových bloků 31, 32, jsou pak přes vývody 101, 102 trolejového vedení paralelně připojeny úsekové odpojovače 71, 72, 73, 81, 82, 83 neznázorněných kabelových rozvodů a dále první póly odpojovačů 61, 62, jejichž druhé póly jsou propojeny s pomocnou stejnosměrnou sběrnicí 44.Sectional disconnectors 71, 72, 73, 81, 82, 83 (not shown) are then connected in parallel to the DC outputs 103, 104 which are connected to the common outputs of the withdrawable contacts 114, 213 of the three-phase thyristor blocks 31, 32 via trolley line terminals 101, 102. the first poles of the disconnectors 61, 62, the second poles of which are connected to the auxiliary DC bus 44.

Na obr. 2 znázorněný detail zapojení třífázového· tyristorového bloku 31 se od zapojení třífázového tyristorového bloku z Obr. 1 liší tím, že zatímco na obr. 1 tvoří třífázový tyristorový blok 31 jeden konstrukční celek, propojený s ostatními obvody tyristorového stejnosměrného napáječe přes výsuvné kontakty 111, 112, 113, 114, 115, je třífázový tyristorový blok 31 na obrázku 2 složen ze tří konstrukčních dílů 311, 312, 313, obsahujících vždy příslušný ty-ristor 131, 132, 133 a pojistku 121, 122, 123, přičemž jednotlivé konstrukční díly 311, 312, 313 jsou s Ostatními obvody tyristorového stejnosměrného napáječe nezávisle na sobě propojeny vstupními výsuvnými kontakty 111, 112, 113, samostatnými výstupními výsuvnými kontakty 1141, 1142, 1143, a samostatnými řídicími výsuvnými kontakty 1151, 1152, 1153, což při výpadku umožňuje vyměnit pouze vadný konstrukční díl 311, 312, 313.FIG. 2 shows the connection detail of the three-phase thyristor block 31 from the connection of the three-phase thyristor block of FIG. 1 differs in that, while in FIG. 1, the three-phase thyristor block 31 forms a single unit connected to the other circuits of the thyristor DC power supply via the withdrawable contacts 111, 112, 113, 114, 115, the three-phase thyristor block 31 in FIG. components 311, 312, 313, each having a respective thyristor 131, 132, 133 and a fuse 121, 122, 123, the individual components 311, 312, 313 being independently connected to the other circuits of the thyristor DC power supply by input withdrawable contacts 111, 112, 113, separate output withdrawable contacts 1141, 1142, 1143, and separate control withdrawable contacts 1151, 1152, 1153, which allows only a defective component 311, 312, 313 to be replaced in the event of a failure.

Činnost tyristorového stejnosměrného napáječe podle vynálezu je v souladu s popsaným příkladem provedení následující:The operation of the thyristor DC feeder according to the invention is in accordance with the described exemplary embodiment as follows:

Na sběrnice 41, 42, 43 střídavé třífázové sítě je přivedeno ko-nfázní střídavé třífázové napětí, které je přes vstupní výsuvné kontakty 111, 112, 113, 211, 212, 213 přivedeno na pojištlky 121, 122, 123, 221, 222,The AC three-phase mains bus 41, 42, 43 is coupled to a three-phase AC voltage, which is applied to the fuse 121, 122, 123, 221, 222 via input withdrawable contacts 111, 112, 113, 211, 212, 213,

223 a dále na tyristory 131, 132, 133, 231, 232, 233.223 and thyristors 131, 132, 133, 231, 232, 233.

Stejnosměrné napětí vývodů těchto tyristorů 131, 132, 133, 231, 232, 233 je vedeno na společné výstupní výsuvné kontakty 114, 214 a odtud se přes úsekové odpojovače 71, 72, 73, 81, 82, 83, umožňující vyřazení vadného kabelu a podobně, rozvádí do neznázorněných kabelových rozvodů.The DC voltage of the terminals of these thyristors 131, 132, 133, 231, 232, 233 is applied to the common output withdrawable contacts 114, 214 and from there through section disconnectors 71, 72, 73, 81, 82, 83, enabling defective cable to be excluded and the like. , distributes to cable distributions (not shown).

Na řídicí elektrody tyristorů 131, 132, 133, 231, 232, 233 se přes společné řídicí výsuvné kontakty 115, 215 přivádí řídicí signá-l ze řídicích výstupů 53, 54 řídicího obvodu 5, na jehož ovládací vstup 51 se přivádí řídicí signál z centrálního řídicího systému 100. Na indikačním výstupu 52 řídicího obvodu 5 se pak objevuje signál přenášející do- centrálního řídicího systému 100 informace o stavu řídicího obvodu 5.The control signals of thyristors 131, 132, 133, 231, 232, 233 are supplied via common control sliding contacts 115, 215 with a control signal from the control outputs 53, 54 of the control circuit 5, to whose control input 51 the control signal from the central A signal transmitting to the central control system 100 information about the status of the control circuit 5 then appears on the indicating output 52 of the control circuit 5.

Odpojovače 61, 62, které .přemosťují třífázové tyristorové bloky 31, 32, pak v případě výpadku těchto třífázových tyristorových bloků 31, 32 umožňují přivést na vývody 101, 102 trolejového vedení náhradní napájení z pomocné stejnosměrné sběrnice 44. Ovládání odpojovačů 61, 62 je dálkové a je odvozeno z centrálního řídicího systému 100, k jehož řídicím výstupům 1001, 1002 jsou připojena ovládací ústrojí 91, 92 odpojovačů 61, 62, což umožňuje zapnutí náhradního napájení v zanedbatelně krátké dⁿ'bě.Disconnectors 61, 62 which bypass the three-phase thyristor blocks 31, 32, in the event of failure of these three-phase thyristor blocks 31, 32, enable to supply a replacement power from the auxiliary DC bus 44 to the overhead contact line terminals 101, 102. and is derived from the central control system 100 to the control outputs 1001, 1002 are connected to the control device 91, 92 of the disconnectors 61, 62, which can be switched in replacement power negligibly short ⁿ d 'Instructions.

Činnost třífázového tyristorového bloku 31 podle obr. 2 se neliší od činnosti třífázového tyristorového bloku 31 z obr. 1, pouze stejnosměrné napětí z jednotlivých tyristorů 131, 132, 133 je vyváděno· přes samostatné výstupní výsuvné kontakty 1141, 1142, 1143 a na řídicí elektrody těchto jednotlivých tyristorů 131, 132, 133 se řídicí signál z řídicích výstupů 53, 54 řídicího obvodu 5 přivádí přes samostatné řídicí výsuvné kontakty 1151, 1152, 1153.The operation of the three-phase thyristor block 31 according to FIG. 2 does not differ from the operation of the three-phase thyristor block 31 shown in FIG. 1, only the DC voltage from the individual thyristors 131, 132, 133 is applied via separate output withdrawable contacts 1141, 1142, 1143 of these individual thyristors 131, 132, 133, the control signal from the control outputs 53, 54 of the control circuit 5 is supplied via separate control withdrawable contacts 1151, 1152, 1153.

Tyristorový stejnosměrný napáječ trakčních měníren podle vynálezu lze v rámci vynálezu modifikovat podle dostupných součástí a požadavků projektu trakční měnírny. Jednotlivé tyristory v třífázových tyriistorových blocích mohou být například při požadavku obrácené polarity napájení zapojeny také s obrácenou polaritou nebo •pří požadavku na vyšší výkon či napětí přesahující přípustné provozní napětí jednotlivých tyristorů mohou být nahrazeny skupinami dvou, tří či více v sérii nebo paralelně zapojených tyristorů a podobně.The thyristor DC power supply for traction substations according to the invention can be modified within the scope of the invention according to the available components and requirements of the traction substation project. For example, individual thyristors in three-phase thyristor blocks may also be inverted when reverse polarity is required, or may be replaced by groups of two, three, or more in series or parallel connected thyristors if higher power or voltage is required. alike.

Claims

SUBJECT

1. A thyristor DC power supply for traction substations, consisting of at least two three-phase thyristor blocks consisting of three thyristors or an integral multiple of the three thyristors, connected in series with fuses through which the three-phase thyristor blocks are connected to the AC three-phase bus the three-phase thyristor blocks are connected to the overhead contact terminals and interconnected via the disconnectors to the auxiliary DC bus, and the control electrodes of all thyristors of the three-phase thyristor blocks are connected to the control outputs of the control circuit via common control sliding contacts. ] are connected to the buses (41, 42, 43j of the AC three-phase network) via the input withdrawable contacts (111, 112, 113, 211, 212, 213) and to the DC outputs (103, 104) via common output withdrawable contacts (114, 214), the disconnectors (61, 62] being connected to the same directional outputs (103, 104) of the three-phase thyristor blocks (31, 312) connected behind the common output withdrawable contacts (114, 214) and control devices (91, 92) coupled to the central control system (100), which is further coupled to the control input (51) and the indicating output (52) of the control circuit (5).

The thyristor DC power supply according to claim 1, characterized in that at least two sectional disconnectors (71, 72, 73, 81, 82) are connected in parallel in the overhead contact terminals (101, 102) after the disconnecting point (61, 62), 83).

The thyristor DC power supply according to item 1, characterized in that the common (output slide contact (114) is divided into separate output slide contacts (bars (1141, 1142, 1143)) and the common control slide contact (115) is divided for separate control slide contacts (1151, 1152, 1153).