Устройство для управления и защиты тиристорного преобразователя

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Устройство позволяет при отклонении параметров выходного напряжения преобразователя 12 от заданного значения обеспечить автоматический перевод с одного канала 1(2) управления на другой 2(1). При этом обеспечена возможность раздельного выбора уставки и времени срабатывания защиты для переменной и постоянной составляющих выходного напряжения преобразователя 12. При выходе из строя блока 4 контроля или блоков 6, 7 разрешения предусмотрена возможность ручного переключения каналов управления преобразователем 12. В случае нарушения нормальной работы обоих каналов 1 и 2 управления производится защитное отключение преобразователя 12. 2 ил.

CO1Ot3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cb

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4278917/24-07 (22) 02.06.87 (46) 07.01.90.Áþë. 11- 1 (71) Отделение Всесоюзного научноисследовательского института электромеханики (72) И.Б. Доржинкевич, Ю.П.Емельянов и А.А.Максимчук (53) 621, 314. 27: 621. 3 1 6, 925. 4 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1051643, кл. Н 02 Н 7/125, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 873377, кл. Н 02 11 7/155, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Уст„„SU„„15 4 6 А1 (505 Н 02 И 7/155, Н 02 Н 7/12

2 ройство позволяет при отклонении параметров выходного напряжения преобразователя 12 от заданного значения обеспечить автоматический перевод с одного канала 1(2) управления на другой 2(1). При этом обеспечена возможность раздельного выбора уставки и времени срабатывания защиты от переменной и постоянной составляющих выходного напряжения преобразователя 12. При выходе из строя блока

4 контроля или блоков 6, 7 разрешения предусмотрена возможность ручного переключения каналов управления преобразователем 12. В случае нарушения нормальной работы обоих каналов 1 и 2 управления производится защитное отключение преобразователя

12. 2 ил.

1534696

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах управления и защиты статическими преобразователями.

Целью изобретения является повыtåíèå надежности устройства.

На фиг. 1 представлена функцио нальная схема устройства управления и защиты тиристорного преобразователя; на фиг. 2 - диаграммы наПРЯжЕНИИ "ОЫХ,ЪКq х "8ЫХ,ЭЬ.

1т тт

Вью.ък47 х 11вых. эл, t8 х at>e. эл. 28 >

,х < на выходах соответственно лемейтов 9, 11, 5, 17, 18 и 28 и езисторе 27 устройства.

Устройство содержит каналы 1 и 2 равления, каждый из которых сосоит из регулятора 3 напряжения, 1 лока 4 контроля, счетчика 5, пер ого 6 и второго 7 блоков Разрешения юрмальной работы преобразователя, азвязывающего диода 8. Блок 4 конт.—

Роля содержит последовательно соедийенные датчик 9 напряжения, элемент 25

10 выделения переменной составлякщей напряжения и пороговый элемент 11.

Входы датчиков 9 надряжения обоих каналов уцравления объединены между . собой,и связаща, с вьпсодом тиристор- 30 ного преобразователя 12, подключен,ного своим входом к выходу блока. 13 импульсно фазового управления е В каждом канале .управденин первьЮ вход ,регулятора 3 напряжения подключен к выходу датчика 9 напряжения, а втоРые входы Регуляторов 3 объединены между собой и связаны с сигналом sa дания U . Каждьй из блоков 6 и 7, разрешения содержит инвертор 14, три элемента И-НЕ 15"17 и элемент

18 задержки с инверсией выходного сигнала. При этом в каждом блоке 6 и 7 разрешения выходй первого 15 и второго 16 элементов И-НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента И-НЕ 17, выход которого связан с входом элемента 18 задержки, подключенного своим выходом через инвертор 14 к вторым входам первого 15 и второго 16 элементов И-НЕ. Выходы эпементов 18 за" держки первого 6 и второго 7 блоков разрешения канада 1 управления соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента

ИЛИ-НЕ 19, а выходы элементов 18 задержки блоков 6 и 7 разрешения канала 2 управления подключены соответственно к первым и вторым входам второго элемента ИЛИ-НЕ 20, Выход первого элемента ИЛИ-НЕ 19 связан через второй инвертор 21 с первыми входами четвертого 22 и пятого 23 элементов И-НЕ, а выход второго элемента ИЛИ-НЕ 20 соединен через третий инвертор 24 с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ 25 и вторым входом пятого элемента И-НЕ 23. Вторые входы четвертого элемента И-НЕ 22 и третьего элемента ИЛИ-НЕ 25 объединены между собой и подключены к общей точке соединения переключателя 26 и резистоРа 27. Второй вывод переключателя

26 связан с источником питания. Depвый и второй входы шестого элемента

И"НЕ 28 соединены соответственно с выходом четвертого элемента И-НЕ 22 и через четвертый инвертор 29 с выходом третьего элемента ИЛИ-НЕ 25, Выход пятого элемента И-НЕ 23 подключен к входу блока 13 импульснофазового управления, а выход шестого элемента И-HE 28 соединен с первыми входами вторых элементов И-НЕ

16 первого 6 и второго 7 блоков разрешения канала 1 управления и управляющим входом коммутатора 30. Первые входы вторых элементов И-НЕ 16 первого 6 и второго 7 блоков разрешения канала 2 управления связаны с выходом шестого элемента И-НЕ 28 через пятый инвертор 31 . Иервый вход первого элемента И.-НЕ 15 первого блока 6 Разрешения в каждом канале управления соединен с выходом счетчика

5, причем выход счетчика 5 соединен с входом синхронизации С, а установочный Е-вход подключен к выходу порогового элемента 11 блока 4 контроля. Входы СЕ счетчика 5 обоих каналов управления подключены к источнику тактовой часготы f Первые входы первых элементов И-НЕ 15 вторых блоков разрешения 7 объединены между собой и связаны с выходом комнаратора 32 напряжения, подключенного своим входом через развязывающие диоды 8 к выходам датчиков 9 напряжения блоков

4 контроля обоих каналов управления, Выводы Регуляторов 3 напряжения первого и второго каналов управления подключены соответственно к первому и второму аналоговым входам коммутатора 30.

Устройство работает следующим обРазом.

34696 6

5 !

О

55

5 15

После включения преобразователя в работу регулирование выходного напряжения преобразователя 12 в соответствии с сигналом задания U> выполняет тот канал управления, в котором . выход регулятора 3 напряжения соединен через коммутатор 30 с входом блока 13 импульсно-фазового управления. Уровень логического сигнала на управляющем входе коммутатора 30, с помощью которого осуществляется переключение каналов управления преобразователем зависит от положения переключателя 26 и уровней логических сиг.налов на выходе каждого блока 6 и 7. разрешения. При соответствии параметров выходного напряжения преобразователя 12 заданному значению на выходе-блоков 6 и 7 разрешения и соответственно на выходах инверторов

21 и 24 имеется сигнал логичеекого

"0". Тогда-, при включенном положении переключателя 26 сигнал логической

"1", поступающий от общей точки соединения переключателя 26 и резистора 27 к входам элементов И-НЕ 22, ИЛИ-НЕ 25, создает на выходе третьего элемента ИЛИ-HE 25. сигнал логического "0". На выходе шестого элемента И-НЕ 28 формируется также сигнал логического "0", который обеспечивает подключение через коммутатор 30 к входу блока 13 импульсно-фазового управления выхода регулятора 3 канала 1 управления.

З случае нарушения нормальной работы преобразователя, когда, например, переменная составляющая выходного напряжения преобразователя 12 превышает допустимую величину, в блоке 4 контроля по сигналу от датчика 9 напряжения и элемента 10 выделения переменной, составляющей напряжения пороговьф элемент 11 начинает переключаться (момент времени на фиг.2а), в результате чего на установочный R-вход счетчика 5 поступают импульсы напряжения. Счетчик

5 обнуляется и на его выходе формируется сигнал логического "0".Тогда в первом блоке 6 разрешения на выходе элемента И-НЕ 15 имеется сигнал логической "1", а на выходе третьего элемента И-НЕ 17 — сигнал логического

"0" который с выдержкой времени (й -t ) устанавливает на выходе элемейта ?8 задержки сигнал логической "1". Указанный сигнал через первый элемент ИЛИ-НЕ 19, второй инвертор 21 и четвертый элемент И-НЕ 22 формирует на выходе шестого элемента

И-НЕ 28 сигнал логической "1, который переключает коммутатор 30 и подключает к входу блока 13 импульснофазового управления выход регулятора

3 канала 2 управления. В первом блоке 6 разрешения канала 1 управления благодаря обратной связи через инвертор 14 сигнал логической "1" на выходе элемента 18 задержки сохраняется неизмененным независимо от уровня сигнала на выходе счетчика 5. Сигнал логического "0" с -выхода первого элемента ИЛИ-НЕ 19 может быть использован в системе диагностики преобразователя для сигнализации об отказе первого канала управления.

Аналогичным образом происходит отключение первого канала и ввод в работу второго канала управления в случае, когда постоянная составляющая выходного напряжения преобразователя

12 превышает предельно допустимое значение. При этом по сигналу датчика 9 . напряжения любого из каннлов управления переключается компаратор 32 напряжения, в результате чего второй бпок 7 разрешения вводит в работу второй канал управления .

При соответствии параметров выходного напряжения преобразователя 12 заданному значению и отключенном положении переключателя 26 на выходе шестого элемента И-НЕ 28 формируется сигнал логической "1". Указанный сигнал обеспечивает подключение к входу блока 13 импульсно-фазового управления выход регулятора 3 канала 2 управления. Тогда, в случае отклонения переменной или постоянной составляющей выходного напряжения преобразователя от заданного значения, с помощью

1 блока 4 контроля второго канапа управления, счетчика 5, компаратора 32 напряжения, блоков 6 и 7 разрешения автоматически происходит отключение второго канала и ввод в работу первого канала управления.

Если после срабатывания защиты одного канала управления происходит срабатывание защиты и в другом канале управления, на обоих входах пятого элемента И-НЕ 23 формируется сигнал логической "1 . Тогда сигнал логического 0 с выхода указанного элемента отключает преобразователь

1534696

i2 путем ввода запрета на формиро. вание импульсов управления блоком 13 импульсно-фазового управления и сигнализирует B систему диагностики о полном отказе преобразователя.

Для повышения помехоустойчивости схемы защиты сигналом логической 1" по. первому входу вторых элементов

И- 1Е 16 накладывается запрет на из!

О менение логического сигнала на выходе

) тех блоков разрешения, которые входят в состав неработающего канала управления. . В предлагаемом устройстве обеспечь вается срабатывание защиты при нал ии периодических колебаний напряжения, период следования которых является меньшим временем задержкн э емента 18, однако амплитуда и частота следования которых является н допустимыми,цля конденсаторов выходного фильтра преобразователя и потре! бетелей электроэнергии на выходе преобразователя. В этом случае (фиг.2а) на выходе счетчика 5 с момента времени устанавливается постоянный сиг1 на л логического "01 обусловленный тЕм, что период следования импульсов напряжения íà R-входе является по времени меньшим, чем время счета

t с1етчика 5, Через время -t„, равное времени задержки элемента 18, н выходе блока 6 разрешения устанавливается сигнал логической "1",вызываю- . щий сраба гыв ание защиты. При эпизодических и достаточно длительных отклонениях выходного напряжения.от заданного значения, связанных, например с набросами и сбросами нагруз9

40 ки на преобразователь или колебаниями питающей сети, на В.-входе счетчика 5 устанавливается сигнал логической "1" в течение времени (фиг.2б) . После момента

45 времени t . счетчик 5 производит счет и в момент времени t на его выходе появляется сигнал логической блокирующийся по С-входу счетчика 5. Так как длительность. време ни t - является меньшей времени задержки элемента 18, защита в этом случае не срабать1вает. Таким образом, в устройстве обеспечивается срабаты вание защиты,при наличии недопустнмшх периодических колебаний выходного напряжения преобразователя и од-. новременно исключается ложное срабатывание защиты при эпизодических отклонениях выходного напряжения преобразователя от заданной величины.

При отказе в устройстве любого из блоков контроля ч, разрешения 6 и 7, счетчика 5 переключение каналов управления можно осуществить вручную с помощью переключателя 26.

Благодаря раздельному контролю переменной и постоянной составляющих в предлагаемом изобретении обеспечен полный контроль качества выходного напряжения преобразователя, что существенно повышает надежность работы потребителей, питающихся от преобразователя. В случае нарушения нормальной работы одного из каналов управления предусмотрен автоматический ввод в работу исправного канала управления, в результате чего обеспечивается бесперебойность питания ответственных потребителей. Кроме того, в случае выхода из строя блоков контроля или разрешения имеется возможность ручного ввода в работу исправного канала управления преобразователем. Также введено защитное отключение при неисправности в обоих каналах управления преобразователем.

Формула изобретения

Устройство для управления и защиты тиристорного преобразователя, содержащее блок импульсно-фазового управления и два канала управления, каждый из которых состоит из регулятора напряжения, блока контроля и блока разрешения нормальной работы преобразователя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него дополнительно введены компаратор напряжения„ коммутатор, три элемента И-НЕ, три элемента ИЛИ-НЕ, четыре инвертора, цепочка, состоящая из последовательно соединенных переключателя и резистора, и в каждый канал управления дополнительно включены счетчик и блок разрешения нормальной работы преобразователя, причем каждый из четырех блоков разрешения нормальной работы преобразователя содержит три элемента И-НЕ, инвертор и элемент задержки с инверсией выходного сигнала, выходы ep oF H BTopoFQ . элементов И-НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента И-НЕ, выход кото3 534696

10 рого соединен с входом элемента за-держки, подключенного СВО выходом через инвертор к вторым входам первого и второго элементов

И-НЕ, выходы. элементов задержки первого и второго блоков разрешения нормальной работы преобразователя первого канала управления соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ-НЕ, а выходы элементов задержки первого. и второго блоков разрешения нормальной работы преобразователя второго канала управления соответственно— с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен через второй инвертор с первыми входами четвертого и пятого элементов И-НЕ, а выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен через третий инвертор с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ и вторым входом пятого элемента И-НЕ, вторые входы четвертого элемента И-НЕ и третьего элемента ИЛИ-НЕ объединены между собой и подключены к общей точке переключателя и резистора, первый . и второй входы шестого элемента И-НЕ соединены соответственно с выходом четвертого элемента И-НЕ и через четвертый инвертор с выходом третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход пятого элемента И-НЕ подключен к входу блока импульсно-фазового управления, а выход шестого элемента И-НЕ соединен с первыми входами вторых элементов

И-НЕ блоков разрешения нормальной работы преобразователя первого канала управления и управляющим входом коммутатора и через пятый инвертор с первыми входами вторых элементов И-НЕ блоков разрешения нормальной работы преобразователя второго канала управления, а к первому и второму аналоговым входам коммутатора подключены выходы регуляторов напряжения соответственно первого и второго каналов управления, блоки контроля каждого из которых состоят из последовательно соединенных датчика напряжения, элемента выделения переменной составляющей и порогового элемента, причем входы датчиков напряжения объединены между собой и предназначены для подключения к выходу преобразователя, а выходы датчиков напряжения соединены с входом компаратора напряжения, выход которого связан с первыми входами первых элементов И-НЕ вторых блоков разрешения нормальной работы преобра зователя обоих каналов управления, при этом в каждом из них выход датчика напряжения соединен с входом регулятора напряжения, а выход порогового эле- мента блока контроля подключен к установочному входу счетчика, вход синхронизации н выход которого объеди-. нены между собой, и подключены,к пер35 вому входу первого элемента И НЕ первого блсща разрещения.

1534696

Составитель О.. Мещерякова

Редактор Л. Гратилло Техред М.Ходанич.

Корректор С.Шекмар,Заказ 54 Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101