Устройство для защиты тиристорного инвертора напряжения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИ-. РИСТОРНОГО ИНВЕРТОРА АПРЯЖЕНИЯ по авт.св. № 936198, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей защиты путем предотвращения возникновения аварийного процесса инвертора вследствие недопустимого снижения напряжения питания системы управления инвертора, оно снабжено вторым предварительно заряжаемым конденсатором, управляемым ключом, элементом ИЛИ и по меньшей мере двумя компараторами с органами задания уставок, причем первый вход каждого компаратора соединен с выходом соответствующего органа задания уставки, второй вход .каждого компаратора соединен с соответствующим выходом .блока питания системы управления, выходы компараторов черкез элемент ИЛИ соединены с входом блока управления гасящим тиристором и с управляющим входом управляемого ключа, вход блока управления тиристором перезаряда первого предварительно заряжаемого конденсл с сатора соединен с соответствующим выходом блока питания системы управления через управляемый ключ, а компараторы и блок управления гасящим тиристором соединены выводами питания с вторым предварительно .заряжаемым конденсатором. со

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН

4(51) Н 02 Н

ГОСУди СТВЕННЫЙ НОМИткт ССср

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕ НИй И ОтКРЫТИй

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автюснамМ саид твъствм (61) 936198 (21) 3641511/24-07 (22) 15.09.83 .(46) 30.05.85. Бюл. В 20 (72) Н.М. Канашев, С.Н. Болдырев, С.М. Росляков и А.С. Колупаев (71) Отделение Всесоюзного научноисследовательского института электромеханики (53) 62.1.316.925.4 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР ,В 936198, кл. Н 02 Н 7/122, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИ-.

РИСТОРНОГО ИНВЕРТОРА НАПРЯЖЕНИЯ по авт.св. В..936198, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей защиты путем предотвращения возникновения аварийного процесса инвертора вследствие недопустимого снижения напряжения питания системы угравления инвертора, оно снабжено вторым предварительно заряжаемым

„„SU„„1159103 конденсатором, управляемым ключом, элементом ИЛИ и по меньшей мере двумя компараторами с органами задания уставок, причем первый вход каждого компаратора соединен с выходом соответствующего органа задания уставки, второй вход .каждого компаратора соединен с соответствующим выходом блока питания системы управления, выходы компараторов через элемент ИЛИ соединены с входом блока управления гасящим тиристором и с управляющим входом управляемого ключа, вход блока управления тиристором переэаряда первого предварительно эаряжаемого конденсатора соединен с соответствующим выходом блока питания системы управления через управляемый ключ, а компараторы и блок управления гасящим тиристором соединены выводами питания с вторым предварительно .эаряжаемым конденсатором.

1 11591

Изобретение относится- к электротехнике и может найти применение при разработке систем зашиты и диагностики тирнсторних преобразователей, преимущественно изобретение предназначено для построения системы защиты автономного инвертора в установках гарантированного питания нагрузок, связанных с системой жизнеобеспечения, недопускающих перерыва Ю в энергоснабжений.

По основиомму авт.cs. II 936 198 известно устройство для защиты тиристорного инвертора напряжения, содержащее датчики, блок автомати 1S ческого повторного включения (АПВ), включенный в шину питания инвертора исполнительный орган, состоящий из тиристорного ключа с .емкостным прерывающим контуром в виде последова20 тельно соединенных предварительно заряжаемого конденсатора, дросселя и гасящего тиристора, подключенных параллельно тиристорному ключу, цепь с тиристором перезаряда укаэанного

25 конденсатора, элемент суммирования команд на включение инвертора по сигналам оперативного включения в

АПВ, элемент суммирования команд на отключение инвертора по сигналам З© оперативного отключения и по сигналам датчиков, первый триггер и элемент задержки, причем входы ЛЛВ, :элемент задержки и блока управления гасящего тиристора подключены к З5 ,цатчикам защиты, выход элемента задержки подключен к блоку управле.. ния тиристора перезаряда, дополнительньй элемент задержки, второй и третий триггеры, два элемен- 49 та И-НЕ, причем выход второго триггера подключен к блоку управления коммутирующими тиристорами,первый вход этого триггера подключен через дополнительный элемент задерж- 45 ки к элементу суммирования команд на отключение инвертора, а вто. рой - к выходу элемента суммирования команд на включение инвертора и к первому входу третьего тригге- SG ра,, второй вход которого через первый элемент И-HE подключен к блокам управления, тиристорамн инвертора, выход третьего триггера подключен через второй элемент 55

И-HK к второму входу первого триг,гера, вторые входы элементов И-НЕ соединены между собой и подключены к выходу блока управления коммутирующими тиристорами (1 ).

Недостатком этого устройства является возможность возникновения аварийного процесса в ннверторе в случае недопустимого снижения напряжения питания системы управления, вследствие которого могут оказаться в проводящем состоянии одновременно гасящий тиристор, тнристор перезаряда гасящего конденсатора н два последовательно соединенных тиристора коммутирующей или основной групп, одновременно не включаемых, через которые в этом случае образуется цепь короткого замыкания источника постоян1ного тока, это может привести не только к повреждению элементов инвертора (тнрнсторов, подводящих шин н другого оборудования), но н к более тяжелым последствиям в связи с перерывом питания потребителей.

Такой аварийный процесс может возникнуть вследствие спада питающих напряжений системы управления, который может происходить с разными скоростямн иэ-за различных величин нагрузок и емкостей фильтров,. что может приводить к формированию непредусмотренных апгоритмом импульсов управления тиристорами. Спад питающих напряжений может происходить, например, вследствие отказа или самопроизвольного выключения блока питания, а также непредусмотренного отключения входного напряжения инвертора.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства для защиты тиристорного инвер- тора напряжения путем предотвращения возникновения аварийного процес" са вследствие недопустимого снижения напряжения питания системы управления инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты тиристорного инвертора напряжения снабжено вторым предварительно заряжаемым конденсатором, управляемым ключом, элементом ИЛИ и по меньшей.мере двумя компараторами с органами задания уставок, причем первый вход каждого компаратора соединен с выходом соответствующего органа задания уставки, второй вход каждого компаратора соединен с соответ3 1159 ствующнм выходом блока питания системы управления, выходы компараторов через элемент ИЛИ соединены с входом блока у;травления ;асящим тиристором н с управляющим входом управляемого ключа, вход блока управления тиристором неразаряда первого предварительно заряжаемого конденсатора соединен с соответствующим выходом. блока питания системы уп- 1р равления через управляемый ключ, а компараторы и блок управления гасящим тиристором соединены выводами питания с вторым предварительно ,заряжаемым конденсатором. 15

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для защиты

У тиристорного инвертора напряжения1 на фиг.2 - электрические схемы блока управления гасящим тиристором перезаряда и блока питания системы управления.

Устройство содержит блок импульсно-фазового управления- 1, вьмодами подключенный соответственно к уп-, 1 равляющим электродам тиристоров 2-7,, блок импульсно-фазового управления

8 коммутирующими тиристорами 9 16 блок управления 17 тиристорного ключа 18, блок управления 19 гасящим тиристором 20, анодом подключенньпч .к аноду тиристора. 18 а катодом через последовательно включенные конденсатор 21 и дроссель 22 — к катоду ключа 18, блок управления И

23 тиристора нерезаряда 24, анодом подключенного к катоду гасящего тиристора 20, а катодом — к катоду ключа 18, элемент задержки 25, блок

АПВ 26, элемент суммирования команд йа отключение инвертора 27, дополнительный элемент задержки 28, первый триггер 29,элементы И-НЕ . 30, 31, второй и третий триггеры

32,33., элемент суммирования команд на включение инвертора 34, второй ! предварительно заряжаемый через диод 35 конденсатор 36, управляемый

1ключ 37, элемент ИЛИ 38, два.компа ратора 39,40, источник питания 41 системы управления, включающий инвертор 42, выпрямители 43-46,стабилизатор напряжения 47, предназначенный для питания выходных каскадов формирователей-усилителей управляю,щих импульсов для тиристоров, стаби--,. лизатор напряжения 48,предназначенный для питания элементов логики, 1 тора переэаряда 24, а на выходе блока управления 19 формируется сигнал на включение гасящего тиристора 20 эа счет энергии, накопленной во втором предварительно заряженном конденсаторе 36 через диод

35 от блока. питания 41. Таким образом, при недопустимом снижении хотя бы одного из уровней напряжения питания системы управления запрещается формирование импульса управления тиристором перезаряда и дополнительно формируется импульс управления гасящим тиристором, что исключает возникновение короткого замыкания через гасящий тиристор 20 и тиристор перезаряда 24.

Положительный технический эффект устройства заключается в расширении функциональных возможностей защиты тиристорного инвертора путем предотвращения возникновения аварийного процесса инвертора,которьпЪ может происходить вследствие недопустимого снижения напряжения питания системы управления,и в повышении в связи с этим эффективности использования гарантированного питания, в которую входит инвертор. Повышение эффективности системы гарантированного питания заключается в повьппе03 4 стабилизаторы напряжения 49,50,предназначенные для питания операционных усилителей.

Устройство работает следующим образом.

При нормальном функционировании инвертора напряжения на вторые входы компараторов 39,40 поступают уровня напряжения от блока питания 41 сис" темы управления, которые превьппают уровни напряжений от органов задания уставок, поэтому с выхода кампараторов через элемент ИЛИ 38 подается уровень "0" на второй вход блока управления 19, являющийся для него нерабочим сигналом, и на управляемый вход ключа 37, являющийся для него рабочим сигналом,т.е. ключ 37 открыт..

При недопустимом снижении хотя бы одного из уровней напряжений блока питания 41 системы управления переключается по меньшей мере один иэ .компараторов 39,40. На выходе элемента ИЛИ 38 формируется уровень

"1", который, запирая, ключ 37, обесточивает блок управления 23 тирис1i Я1ОЗ нин вероятности ее нормального функционирования или бесперебойного питания потребителя, перерыв питания которых может привести к непредсказуемым последствиям, ущерб от которых не всегда возможно оценить, 1159103

Составитель О. Мещерякова

Техред Ж.Кастелевич Корректор О. ЛУговая

Редактор О, Колесникова

Заказ 3602/53

Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; д. 4/5

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