Устройство для контроля работы тиристорного регулятора напряжения

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ ТИРИСТОРНОГО РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее первые и вторые элементы И и НЕ, напряжения сети, выпшненный в виде амплитудного дискриминагора, выход которого подключен к первому входу пер- , вого элемента И, датчик состояния гирис-. торов, выход которого подключен к входу второго элемента НЕ, и испод ни тельный триггер, выход которого соединен с блока ИНДИ1Ш1ЩИ, о т л и ч а к щ ее с я тем, что, с цепью повышения надежности и расширения функциональных возможное тей,в него введены первая и вторая дифференцн1:ующйе цепи и вспомогательный ЛК-триггер, датчик состояшя тиристоров выполнен в виде амплитуд нрго дискриминатора и вход его предназначен для подключения параллельно ти ристорам регулятора, при этом выход датчика напряжения сети через первый элемент НЕ подключен к первому входу второго элемента И, а через первую дифференцирующую цепь - к входу 3 вспо могательного ЗК-триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выходами подключенное Ео к входу испшнйтельного триггера, а выход второго элемента HEi через вторую дифференцирующую цепь подключен . к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с входом К вспомога тельн ого 3 К-тртгера. 2. Устройство по п. l,oтличai ю щ е. е с я тем, что блок индикации выполнен в виде триггера индикации, (Л входы .которого подключены к выходам первого и второго элементов И блока индикации, первые входы которых соединены с выходами соответствующих дифференцирующих цепей, . а вгорые входы подключены соответственно к выходам второго и первого ацементов НЕ, при этом выходъгтриггера И1здикащ1и под00 о: ключены к первым входам третьего и четвертого элементов И блока индикации, СП вгорые входы которых подключены к выходу испшнительного триггера, а выходы соединены со светодиодами.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 Н 02 М 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к авторскому саидятельстау

yw, p с е-.6.А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3513914/24-07 (22) 25,11,82 (46) 15.04,84. Бка, ¹ 14 (72) Л,И.Гитман (53 ) 621.3 1 6.925.4;621,3 14,572 (088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

¹ 748645, кп. Н 02 Н 7/1 О, 1 980

2. Авторское свидетельство СССР № 728195, кл. Н 02 М 1/18, 1978, (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОЧЫ ТИРИСТОРНОГО РЕГУ

ЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ, содержашее первые и вторые элементы И и НЕ, датчик напрякения сети, выполненный в виде амплитудного дискриминатора, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, датчик состояния тирис-. торов, выход которого подключен к входу второго элемента НЕ, и исполнительный . триггер, выход которого соединен с Входом блока индикации, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с цепью повышения надежности и расширения функциональных воэможностей,в него введены первая и вторая дифференцируюшие цепи и вспомогательный 3К-триггер, датчик состояния тиристоров выполнен в виде амплитуд ного дискриминатора и вход его преднаэначен для подключения параллельно ти

„,Я0„„1086517 ристорам регулятора, при этом выход датчика напряжения сети череэ первый элемент НЕ подключен к первому входу второго элемента И, а череэ первую дифференцируюшую цепь - к входу 3 вспо могательного J К -триггера, вы ход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выходами подключенно» по к входу исполнительного триггера, а выход второго элемента HF череэ вторую дифференцируюшую цепь подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с входом К вспомога тельного 3 К-триггера.

2, Устройство по п. 1, о т л и ч аю ш е. е с я тем, что блок индикации выполнен в виде триггера индикации, входы которого подключены к выходам первого и второго элементов И блока индикации, первые входы которых соединены с выходами соответствующих диффе в ренцирующих цепей, . а вторые входы подключены соответственно к выходам второго и первого элементов НЕ, при этом выходы триггера индикации подключены к первым входам третьего и четвертого элементов И блока индикации, вторые входы KOTDpblx подключены к выходу исполнительного триггера, а выходы соединены со светодиодами.

1 1 086

Изобретение относится к системам управления и диагностики вентильных преобразователей, преимущественно к устройствам защиты тиристорных регуляторов напряжения. 5

Наиболее широкое распространение получили устройства зашиты, s которых в качестве контропируемого параметра испапьзуется величина тока, Известно устройство, содержащее трансформатор тока, вьптрямитель контролируемого сигнала, пороговый элемент и элемент выдержки времени, обеспечи вающее защиту тиристорных регуляторов

or длительных аварийных токов путем сравнения величины и длительности про текания контропируемого тока с заданными значениями (1 J .

Применение подобных устройств за шиты для тиристорных регуляторов o > раничено в связи стем,,что в ряде случаев при нарушениях работы тиристоров регулятора величина тока не достигает аварийных значений. Причиной подобных нарушений могут быть различные дефекты z попупроводниковых структур тиристоров, обрывы силовых или управпякииих электродов (или аналогичных им цепей), а также потеря управляемости или короткое замыкание одноГо или обоих rHpHc торов регулятора, Для зашиты тиристор" ных регуляторов при указанных причинах нарушения работоспособности известен класс защитных устройств контрцпирую ших работу тиристоров регулятора цутем анализа интервалов проводимости в рабочие попупериоды сетевого напря жения, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности явпяется устройство дня контроля работы тиристор40 ного регулятора напряжения, содержащее первые и вторые элементы И и НЕ, дат чик напряжения сети, выпопненный в виде, амплитудного дискриминатора, выход которого подключен к первому входу пер 45 вого элемента И, датчик состояния тиристоров, выход которого подключен к„входу второго элемента НЕ, и исполнитель-. ный триггер, выход котороРЫ соединен с входом блока индикации (21 .

Недостатком известного устройства является необходимость применения двух датчиков тока, что снижает надежность регулятора, так как датчик тока устанавливается в разрыв цепи и при его 55 неисправности работа регулятора невозможна, Крома того, устройство индикации аварии не позвопяет выявить причину

517 2 ее возникновения, что сужает функциональные возможности устройства зашиты»

Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что

s устройство дпя контроля работы тирисгорНоро регулятора напряжения, содержащее первые и вторые элементы И и НЕ, датчик напряжения сети, выпцпненный

s виде амцпитудного дискриминатора, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, датчик состоя ния тиристоров, выход которого подключен к входу второго элемента НЕ, и ис пппнительный триггер, выход которого соединен с входом бпока индикации, введены HepBas H вторая дифференцирующие цепи и вспомогательный 3 К-триггер, датчик состояния тиристоров выпцпнен в виде амппитудного дискриминатора и вход er o предназначен дпя подключения параплельно тиристорам регулятора, при этом выход датчика напряжения сети через первый элемент НЕ подключен к первому входу второго элемента И, а через первую дифференцируюшую цепь— к входу Э вспомогательного 3 К-трит гера выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выходами подключенного к входу исполнительного триггера, а выход второго элемента

НЕ через вторую дифференцирующую цепь подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с входом К вспомогательного 3К-триггера, Кроме того, блок индикаци и может быть выполнен в виде триггера индикации, входы которого подключены к выходам первого и второго элементов И Gaoка индикации, первые входы которых соеди иены с выходами соответствующих дифференцирующих цепей, а вторые входы подключены соответственно к выходам второго и первого элементов НЕ, при этом выходы триггера индикации подключе ны к первым входам третьего и четвертого элементов И 6HDKa индикации, вторые входы которых подключены к входу исполнительного триггера, а выходы соединены со светодиодами.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема устройства на фнг,2 диаграммы, поясняющие работу устройства; °

К тиристорному регулятору, образованному тиристорами 1 (фиг. 1) и нагрузкой 2, присоединяется предложенное

3 1 086 устройство, состоящее иэ датчика напряжения 3, датчика состояния тиристоров

4, блока контроля работы тиристоров 5, испопнитепьного триггера 6 и блока индикации аварии 7. Блок контроля работы, тиристоров 5 состоит из первой дифференцируюшей цепи 8, второй дифференщ рующей цепи 9, первого и второго эле ментов HE 10 и 11, элемента И-НЕ 12, образующего совместно с элементом щ

HE 13 первый элемент И, вспомогатель ного триггера 14, элемента И-НЕ 15, образующего совместно с элементом HE

16 второй элемент И, Блок индикации

7 содержит первый и второй элементы

И, образованные элементами И-HE 17 и 18, й. соответственно инверторами

1 9 и 2 О, триггер индикации 21, третий и четвертый элементы И 22 и 23 исветодиоды 24 и 25. 20

На фиг. 2 приведены осциллограммы напряжений при работе устройства: 26сетевое напряжение; 27 - напряжение на тиристорах l; 28 - сигнал на выходе датчика 4, 29 - сигнал на выходе инвертора ll; 30 - сигнап на выходе датчика 3, 31 - сигнап на выходе эдемента 10, 32 - сигнап на выходе цепи

8; 33 - сигнал на выходе цепи 9; 34сигнал на выходе триггера 14, 35сигнал на выходе элемента 16.

Датчики напряжения 3 и состояния тиристоров 4 выполнены в виде амплитудных дискриминаторов, раб отаюших таким образом, что при напряжении «а

Нх входах, равном 1- 3% or ампдитуды сетевого напряжения, выходной сигнал соответствует логическому "0", а в остадьных случаях - логической "1" (фиг, 2, поз, 26-30).

Рассмотрим работу блока контрсля

40 работы тиристоров 5, В номинальном ре жиме датчик состояния тиристоров 4 преобразует углы проводимости тиристо ров 2 в последовательность прямоугопь ных импульсов, дпительность которых

45 соответствует фазовому углу запертого состояния тиристоров в каждый папупери. од сети. Инвертор 11 инвертирует эти импудьсы, и на его выходе единичный сигнад присутствует в течение отсутст вия напряжения на тиристорах 2 (вследствие их проводимости или перехода напряжения сети через нуль) - поз. 27, 28 и 29.Датчик напряжения 3 формирует прямоугольные импульсы равной дпитепь ности, соответствующей дпительности дей» ствия напряжения сети в каждый попупериод при превышении напряжением

517 4 указанного порога. Инвертирование выход ного сигнала датчика напряжения 3 первым элементом HE 10 позволяет попучать на ex oвыходе узкие импульсы,,соот ветствуюшие,переходу напряжения сети через нуль. Работа датчика напряжения

3 не изменяется при любых режимах и показана на фиг. 2, - поэ, 26, 30 и 31.

Or передних фронтов сформированных таким образом сигналов дифференцируюшими цепями 8 и 9 формируются корот кие попожительные импульсы (поз. 32 и 33), управляющие работой триггера 14, Импульс, сформированный or переднего фронта выходного сигнапа датчика напряжения 3, переводит триггер 14 в единичное состояние в начале каждого попуперио да сетевого напряжения. При отпирании в данный период тиристоров 2 изменяется состояние выходного сигнала датчика 4, и дифференцирующая цепь 9 формируег положительный импульс, который через элемент 12 и 13 переводит трит гер 14 в нулевое состояние. Таким обра. зом, при номинальной работе регулятора в каждый попупериод сетевого напряжения триггер 14 находится в единичном состоянии в течение запертого состояния тирнстОрОв 2, т.е. от момента начала очередного попупериода до момента включения тиристора в данный попупериодб При этом на входы элемента И 15 единичные сигналы приходят в разпичные моменты времени, что не приводит к изменению сигнала HG выход-. и формированию HG входе испапнительного триггера единичного запускающего импупьса (поз. 3 1, 34 и 35), При аварии, возникшей вследствие обрыва управляющих цепей тиристоров HtIH отсутствия импудьсов управления тиристорами 1 вследствие каких пибо нарушений системы управления регулятором, тиристоры 1 остаются запертыми в течение всего времени. В этом случае срабатывание триггера 6 происходит спустя попупериод после возникновения pи б

Сигн п на выходе датчика состояния тиристоров при отсутствии включений тиристоров 1 полностью повторяет сигнал, попучаемый на выходе датчика напряжения 3 ° Требованием к настройке датчика состояния 4 является порог переключения, равный порогу датчика напряжения 3 или меньший его. В этом случае сформированный дифференцируюшей цепью 9 имцудьс поступает на вход элемента И 12 в ror момент, когда на втором входе

1 086517 этого элемента присутствует сигнап (потенциал) логического О, поскольку порог переключения датчика напряжения 3 равен или бопьше порога переключения датчика с ос топ ния тирис т оров 4, Таким 5 образом, с окончанием попупери ода триггер 14 остается в единичном состоянии, и в момент перехода напряжения се-ти нуля на выходе инвертора 16 формируется единичный импульс, вкпючаюший испсднительный триггер 6, выходной сигнал которого может запускать внешние зашитные устройства, При аварии, возникшей вследствие короткого замыкания тиристоров 2, 15 триггер 14 также не изменяет своего состояния с окончанием полупернода после установки его в единичное состояние сигналом датчика напряжения, так как в этоМ случае импульсы на выходе диф- 20 ферепцируюшей цепи 9 отсутствуют, При аварии одного из тиристоров регулятора указанные процессы повторяются, однако импульсы, запускаюшие триггер 6, появляются на выходе инвертора 16 после 25 того попупериода, который является рабочим по отношению к неисправному тиристору. Блок индикации аварии 7 пред: назначен для индикации вида аварии, в частности при авариях, возникших при коротких замыканиях тиристоров 21, и при срабатывании исполнительного триг« гера 6 высвечивается светодиод 25.

При авариях, возникших вследствие неотпирания тиристоров 1, единичный сиг нап подается на вход Э триггера 21, и при срабатывании триггера 6 высвечивает ся светодиод 24. Состояние логических сигналов на входах элементов 17 и 18 опредепяюших состояние триггера 21, показано на фиг. 2.

Таким образом, при возникновении аварийного состояния регулятора вследствие нарушения работоспособности тиристоров 1 не позже попупериода сетевого напряжения срабатывает испапнительный триггер, и элемент индикации индицирует причину возникшей неисправНос ти, 1 086517

Составитель B.ØèðDêîâ

Редактор Л.Повхан Техоед Т.Фанта

Заказ 2263/50 . Тираж 667

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13 03 5, Москва, Ж-3 5, Раушская наб., д. 4/5

Корректор А.Тяско

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4