Устройство для защиты преобразователя

СОЮЗ СОВЕ СОЦИАЛИС РЕСПУБЛИ 801576 И 02 И 7/ Ию однотеля,агност ыми шин овышени сокращезоватеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И Н А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗЩИТ 6ВАТЕЗИ(57) Изобретение относитсятехнике, Цель изобретенияние функциональных возможн защиты от замыкания на землиэ выходных шин преобразоввышения надежности путем двания изоляции между выходпреобразователя и землей,безопасности обслуживанияния времени отключения пре ля путем диагностирования аварийногосостояния изоляции между выходнымишинами греобразователя и землей. Вслучае ухудшения изоляции между выходной шиной 50 или 51 и землей до критического состояния замыкание однойиз этих шин на землю или при прикосновении к одной из укаэанных шин человека, имеющего электрическую связь сземлей, разность выходных токов шинстановится достаточной для срабатывания компаратора 56. На его выходе появляется сигнал, которь;й формируетсигнал на срабатывание тиристорногоключа 8 с искусственной коммутациейи отключение преобразователя 1 от нагрузки 2. Кроме того, указанный сигналпоступает на вход исполнительного органа 49, который отключает преобразователь 1 от сети. Ири этом сигнал свыхода сумматора 54 запускает блок55, который сигнализирует о возникновении аварийного режима и о срабатывании защиты. 1 ил.20 б 970 Составитель О. МещеряковаТехред Л.Сердюкова .Корректор М. Максимишинец Редактор Е. Папп Заказ 1850 Тираж 43 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 10119 157 ми преобразователя подключены к четвертому входу элемента ИЛИ и к первым входам третьего и четвертого элементов И, выход первого датчика тока через четвертый компаратор подключен К второму входу четвертого элемента Я, выход которого через блок управлейия бесконтактным ключом подключен к управляющему входу бесконтактного ключа, выход второго датчика тока подключен к входу блока контроля изоляции между шинами преобразователя и через последовательно соединенные пятый компаратор и элемент НЕ - к вто 1 ому входу третьего элемента И, выход пятого компаратора подключен к первому входу блока, запрета, выход датчика направления тока подключен к входу блока сигнализации пробоя диода и через шестой компаратор - к входу исполнительного органа и к пятому входу " Элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я "гем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем защиты От замыкания на землю одной из выходйых шин преобразователя повышения Надежности путем диагностирования изоляции между выходными шинами преобразователя и землей, повышения безопасности обслуживания и сокращения 5времени отключения преобразователя путем диагностирования аварийного состояния изоляции между выходными шинами преобразователя и землей, в неговведены блок контроля изоляции междушинами преобразователя и землей, третий сумматор, седьмой компаратор итретий датчик тока, принем третий датчик тока предназначен,для включениявторую шину преобразователя выходтретьего датчика подключен к первомувходу третьего сумматора, к второмувходу которого подключен выход перво- .го датчика тока, выход третьего сумматора подключен к входу блока конт роля изоляции между шинами преобразователя и землей и через седьмой компаратор подсоединен к входу исполнительного органа и к третьему входублока контроля и сигнализации аварий ного режима, к четвертому входу которого подключен выход пятого компаратора.Изобретение относится к преобразовательцой технике, а именно к устройствам защиты полупроводниковых преобразователей.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей путем гзащиты от замыкация на землю одной из выходных щин преобразователя, повышецие надежности путем диагностирования 10 изоляции между выходившими шинами преобразователя и землей, повышение безопасности обслуживания и сокращение времени отключения преобразователя утем диагностирования аварийного 15 состояния изоляции между выходными щинами преобразователя и землей.На чертеже предс.тавлена функциональная схема устройства для защиты преобразователя. 20Между преобразователем 1 и нагрузкой 2 подсоединен обратно включенный диод 3 по отношению к току на выходе преобразователя. На выходе преобразователя 1 установлены последовательно 25 включенные с диодом 3 датчик 4 скорости изменения тока, первый датчик 5 тока и датчик 6 направления тока. Параллельно диоду 3 и датчику 6 направления тока подключена цепь из пос ледовательно соединенных источника 7 опорного тока, тиристорного ключа 8 с искусственной коммутацией и дросселя 9, причем элементы 3 и 7 включены согласно, Выход датчика 4 скорости изменен:1 я тока подключен к входу первого компаратора 10, а выход датчика 5 тока подключен к блоку 11 контроля тока, к блоку 12 регулируемой задержки и к блоку 13 задания уставки.Вхо ды блока 14 контроля и сигнализации аварийного режима подключены соответственно: первый - к выходу первого компаратора 10 и к первому входу элемента ИЛИ 15 второй - к выходу блоУ 45 ка 12 регулируемой задержки и к второму входу элемента ИЛИ 15. К третьему входу элемента ИЛИ 15 подключен выход блока 16 ручного отключения. Выходэлемента ИЛИ 15 подключен к входу50 блока 17 управления отключением тиристорного ключа 8 с искусственной коммутацией, выход блока 17 управления подключен к первому управляющему входу тиристорного ключа 8 с искусственной коммутацией. Вход первого датчика 18 напряжения подключен параллельно соединенным последовательно диода 3 и датчика 6 направления тока, а вход второго датчика 19 напряжения подключен к узлу искусственной коммутации тиристорного ключа 8. Выход первого датчика 18 напряжения подключен к вхо ду второго компаратора 20, а выход второго датчика 19 напряжения подключен к входу третьего компаратора 21. Выход первого элемента И 22 подключен к входу блока 23 управления включением тиристорного ключа с искусственной коммутацией, а выход блока 23 управления включением подключен к второму управляющему входу тиристорного ключа 8 с искусственной коммутацией. Выходы компараторов 20 и 21 подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента И 24, выход которогс подключен к первому входу первого элемента И 22 и к входу блока 25 автоматического повторного включения.К второму входу первого элемента И 22 подключены выходы блока 25 автоматического повторного включения и блока 26 ручного включения тиристорного ключа с искусственной коммутацией. Выходы второго 20 и третьего 21 компараторов подключены соответственно к входам первого 27 и второго 28 блоков контроля и сигнализации. Последовательно соединенные стабилизированный источник 29 напряжения, второй датчик 30 тока и первый бесконтактный ключ 31 подключены соответственно к аноду диода 3 и первой клемме 32 для подключения второй шины преобразователя 1. Выходы блока 33 управления периодического контроля изоляции между шинами преобразователя 1 подключены соответственно к четвертому входу элемента ИЛИ 15 и к первымвходам третьего 34 и четвертого 35 элементов И, Выход первого датчика 5 тока подключен через четвертый компаратор 36 к второму входу четвертого элемента И 35, Выход элемента И 35 подключен к входу блока 37 управления бесконтактцым ключом, а выход блока 37 подключен к входу блока 38 контроля изоляции между шинами преобразователя и через последовательно соединенный пятый компаратор 39 и элемент НЕ 40 к второму входу третьего элемента И 34, Выход элемента И 34 подключен к третьему входу первого элемента И 22. Выход пятого компарагора 39 подключен через первый блок4 запрета к первому входу первого "сумматора 42, к второму входу которо го подключен вьосод блока 13 заданияустановки. Выход генератора 43 гериадических сигналов подклоче к первому входу второго сумматора 44 и к первому входу второго блока 45 запретя,3 к второму входу которого подключен выход блока 13 задания уставки, Выход второго блока 45 запрета подключен к второму входу второго сумматора 44, выход которого подключен к третьему входу первого сумматора 42. Выход первого сумматора подключен к входу блока 46 управления источником опорного тока, а выход блока 46 управления подключен к входу источника опорного тока 7. Выход датчика 6 направления тока подключен к блоку 47 сигнализации пробоя диода 3 и через шестой компарятор 48 - к входу исполнительного органа 49 и к пятому входу элемента 20 ИЛИ 15. Лод диода 3 соединен с первой клеммой для подключения нягр .зки 2 первой шиной 50 преобразователя 1, а вторая клемма для подсоединеция нагрузки 2 соединена второй шиной 51 с ее первой клеммой 32 для подключения, Первый входной ццад третьего датчика 52 тока подключен к вторагй вьходнай клемме преобразователя 1, а второй выходной вывод подключен к пер вой клемме 32 для подключения второй цицы 51 преобразователя 1. Второй бесконтактный ключ 53 подключен параллельно цепи, содежящей последовательно соединенные датчик 6 направления тока, диод 3 и стабилизированный источник 29 напряжения. Выход третьего датчика 52 тока подключен к первому входу третьего сумматора 54, к второму входу которого подключен выход пер ваго датчика 5 тока. Выход третьего сумматора 54 подключен к в,.аду блока 55 контроля изоляции между шинами преобразователя и землей и через седьмой компаратор 56 подсоединен к входу 45 исполнительного органа 49 и к третьему входу блока 14 контроля и сигнализации аварийного режима, к четвертому входу которого подключен выход пятого компаратора 39. 50Устройство работает следующим образом.При нормальной работе преобразователя 1 ток на ега выходе 1равен то- ку 1 нагрузки 2 и меньше тока сра батывания защиты 1 (1 п=1 н1 С). Источник 7 опорного тока создает опор. ньй ток 1 О, протекающий по цепи: источник 7 опорного тока, тиристорнь:й клю 8 с искусственной коммутацией, драссель 9, диод 3. Для протекания ог рцого тока тиристорцыц ключ 8 должен быть включен. Опорный ток больше тока нагрузки ня величину Д 1=1 ,-1и гаэтаму ток, протекающий через диод 3, равен рязцастц опорного тока и тока преобразователя, т.е. 1 1 = Д 11- 1= ( - (, Сигнал с выхода .;зтчика така 5 н блоке 13 задания устанки суммируется с сигналом, пропорццс цял.ым велцчцье тока 1, и поступает ця первый вход сум;.яторя 4 2. При нормальной ряб те преобразователя 1 ня второ;,1 входе суммяторя 42 сигналзярета отсутствует и поэтсму сигнал,рапарциоцяльцый сумме токов (31+1 п),поступяет а вход блока 46 управленияисточника оарого тока, который обеспе цвает протекягце опорного тока 1,цропорццоцяльнога сигналу управленияня входе блока 46. При измеенин токанагрузки от нуля до тока 1 с опорныйтак изменяется от Л 1 да 1 . В нормальном режиме работы преобразователяскорость изменеця опорного токас 1,са должна быть больше или рав-;на ьаксимяльцой скорости измеНенияток нагрузки (Л 1/с) л, чтобы исклюить ложное срабатывание защиты. Сучетом этого условия выбирается велит.я приращения тока Д,При перегрузке ток ня выходе преобразователя 1 становится .болье опор(ого тока 11= 1 , Ы результате диод 3 запирается и ток черезнего прерывается. ок преобразователяначинает протекать по вспомогательнойцепи устройстза зяиты, которая шунтирует гиод 3. Скорость нарастания токаперегрузки ограничивается дросселем9, Если перегрузка преобразователя 1кратковременна и ее время не превышает время задержки с ,д ца срабатывание защиты (с яе, (,), определен 304 фцае гля данного преобразователя, тозащита не отклн:.ает нагрузку 2 от преооразователя . После окончания кратковремецай перегрузки преобразователь 1 переходит в нормальный режим(1 п ) 1) и через дчад 3 вновь протекает ток й 1. Время задержки определяется для каждого преобразователяи устанавливается блоком 12 регулируе.мой задержки. Причем время задержкиможет изменяться блоком 2 в заьисимости ат величины перегрузки. Сигналс датчика тока 5 поступает ня входблока 11 контроля тока, где происходит контроль ампер-часов ца выходепреобразователя 1.Если длительность перегрузки превышлет заданную (допустимую) (Тиер) ф; ), на выходе блока 12 регулируемой задержки появляется сигнал, поступающий ца второй вход плтивходового элемента ИЛИ 15 на выходе которо 10го также появляется сигнал, поступлюпрш ця вход блока 17 управления отключения тиристорного ключа 8 с искусственной коммутацией. Выходной сигнал с блока 17 поступает ца первыйуправляющий вход тиристорного ключа8, последний срабатывает, разрываетвспомогательную цепь, шунтирующуюдиод 3, и ток в цепи преобразователя1 и нагрузки 2 прекращается, Кроме20того, сигнал а выхода блока 12 регулирования задержки поступает такжеца второй вход блока 14 контроля исигняличации аварийного режима, который сигнализирует о возникновенииаварийного режима и о том, что аварийцым режимом является перегрузкапреобразователя 1.11 ри коротком замыкании в нагрузке2 ня ее входе или между шинами 50 и51 постоянного тока, соединяющимиустройство для быстродействующей защиты преобразователя 1 и нагрузку 2,скорость изменения тока преобразэвателя (с 11/Й) к больше максимальнойскорости изменения тока нагрузки35(Й 1 п/Л 1) , . Сигнал, пропорциональный с.корости изменения тока на выходепреобразователя 1, поступает с выхода датчика 4 скорости изменения токанл вход первого компаратора 10. Компаратор 10 настроен так, что при скорости тока в нагрузке 2, соответствующей нормальному реяжму работу преобразователя 1, на его выходе сигнал отсутствует. При коротком замыкании скорость изменения тока преобразователя больше порогового значения,равного максимальной скорости .изменения тока нагрузки,=(Й 1 н Йг) м,. В результате компаратор 10 срабатывает, сигнал с его выхода поступает на первый вход элемента ИЛ 11 15, который запускает блок 1755управления на отключение тока короткого замыкания тиристорцым ключом с принудительной коммутацией. Сигнал с выхода компяраторл 10 поступает также ца первый вход блока 14 контроля и сигнализации аварийного режима, который сигнализирует, что произошло короткое замыкание и сработало устройство защиты.В случае необходимости отключение нагрузки 2 от преобразователя 1 может производиться и при отсутствии Гере грузки или короткого замыкания, с использованием ручного управления. Для этой цели предусмотрен блок 16 ручного отключеция, который может быть выполнен на основе кнопки с замыкающим контактом, к одной пластине которого подсоедиценя клемма источника питания. При цяжятци ня эту кнопку на выходе блока 16 появляется сигнал, поступающий на четвертый вход элемента ИЛИ 15, В дальнейшем, кяк в случае длительной перегрузки или короткого замыкания, срабатывает тиристорный ключ 8 с искусственной коммутацией и отключает нагрузку 2 от преобразователяКороткие замыкания в нагрузке 2 и между шинами 50 и 51 могут быть проходящими и устойчивыми. Важной особенностью устройства защиты является то, что в случае наличия короткого замыкания или перегрузки после срабатывания устройства защиты, его нельзя включать, так как устройство защиты не может отключить в этом случае аварийный ток. Зто объясняется высоким быстродействием устройства при отключении аварийного тока, которое приводит к тому, что время включения тиристорного ключа 8 с принудительной коммутацией намного больше времени отключения С ,(1; , ъ с, ). И поэтому, при наличии непроходящего аварийного режима, за время включения тиристорного ключа 8 произойдет его включение, затем отключение, а после этого вновь включение и аварийный ток уже не сможет быть отключен, так как к этому не готов узел принудительной коммутации. Следовательно, при устойчивом коротком замыкании или перегрузке, устройство защиты не должно включаться, так как включение вызовет выход из строя элементов устройства защиты и преобразователя. Кроме того, аналогичные последствия будут иметь место в случае отсутствия готовности узла искусственной коммутации тиристорного ключа 8. Его готовность выражается в наличии необходимой величины и соответствующей полярности нап 1) цж 4.ц 1 ц ц ) К)М",П 11 уН)Пф) К 1;в С.) Тс)рСЕ:31 ц зч тр с.6 )3 1 Р 1 с. цтш 11 ц я с.т нт) 1 сОКмутдтпЯ тр)1.т(рн 1 о к,н)чз левВОЗНОжтС ) СЛЕДНДТС 311 Цф) ЦЕН.)МОЖНО Ц отклн)пение двдрийцс)го тока устрс)цством эдщцты, 1 рц Отклн)чсции андр;йцо - ГО ТОКД ПРОЦСХОДЦТ 31 С. ТОЛЬКО РД ЗР 5 Д кммутирун)щего конденсатора, цо ц его перездрядС елью цс.ключеция цесрдбдтыцдция эдцтты при ттключеци 13 устройства лц его повторном включении после отключения аварийного тока устройство защиты сцдбжецо двумя датчиками 18 и 19 напряжения. 1 ерзый датчик 18 напряжения под;лючец к диоду 3 и коцтролирует на нем напряжение, В норма.ьном режиме работы преобразондтсля по диоду 3 протекает ток Л. в прямом направлении ц поэтому падение ндпря - жеция на диоде 3 це превьнпает 1 В, а цри отключенной нагрузке 2 напряжение цд диоде 3 равцс) нулю. Если в нагрузке 2 или между шинами 50 и 51 короткое замыкание, то напряжение на диоде 3 равно напряжению нд выходе црсзобразовдтеля 1. этому по величине напряжения ца диоде 3 можно судить о наличии цли отсутствии короткого здмыкация. 1 ри наличии короткого эдмыкдциц нд цьходе первого датчика 1 О напряжения имеется сигнал, поступающий на )ход компараторд 20, а на его выходе сигнал Отсутствует. Следователттто, отсутствует сигнал на втором входе и выходе )тор 1 го элемента И 24, а также на пер)зом входе и выходе первого элемента И 22. 1 оэтому отсутг гну ет управляющий сигнал на входе блс)кд 23 управления включением тцристорцого ключа 8, что означает запрет на включение последнего. Далее, если появятся сигналы цд выходах блока 25 автоматического повторного включения или блока 2 б ручного включения, тиристорный ключ 8 не включится иэ-за отсутствия сигнала на первом входе элемента И 22. Также не произойдет включе.ние тиристорного ключа 8 с искусственной коммутацией, если напряжение на коммутирующем конденсаторе последнего не достигнет заданной величины, необходимой для надежной коммутации главного тиристора тиристорного ключа 8, Контроль за напряжением на коммутирующем конденсаторе, осуществляет второй датчик 19 напряжения.:злсмецта 1 24 и отсутствуют стгцдлыЦД 3 ЕРВОМ ВХОДЕ Ц ВЬ)ХОДЕ ПЕРт)ОГО ЭЕЕ- мента И 22, ч. О Означает запрет вклю - ЧСЦЦЯ тиРЦГтРЦ ГО КЛЮЧа Я С ИСКУССтвецной ко 3 утдц 13 и, Кдк только напряжение нд коммутирующем коцдецсдторе ДОГтнГЦЕТ .ЗДДДНЦс)ГО УРс)ВЦЯ, СИГЦДЛ На выходе второго ддтчикд 19 цапряжения окд.зндется достаточным для срабдтывдсия третьего компдрдторд 21, нд выхс)де последнего появлятся сигнал, ттоступдншцй цд вход второго элемента И 24, О с)зцдчдет разрешение нд вклю ч ние тцристорцого кцк)ча 8,(;ледот)дт лт цо, только при отсутст)"ниц короткого замь)кдния в нагрузке 2 или между нцдмц 50 ц 51 и при наничи)1 цдпряжеция цд коммутирующем кон децсдторе тцристорного ключа 8 с искусственной коммутацией достдточцоГО ЛЛЯ НддцжцЙ КЗМсутсстИИ ГЛсЗВц 01 О тиристорд тирцсторного ключа 8, возможно вклн)ч цие последцего кдк блоком 26 ручного )клн)чения, тдк ц блоком5 двтомдтичс.ского повторного включе)ния,1 лот 27 и 28 соответственно осуществляют контроль и сигнализациюцдлцчия короткого здмыкдния в ндгруэ 35ке 2 или между шинами 50 и 51 и отсутствие заданной величины и полярности напряжения нд коммутирукьщем конденсаторе тиристорцого ключа 8 С искус 40ствснцс)й коммутдцией.Если режим ко 1 тког замыкания внагрузке 2 цлц межгу шинами 50 и 51цли перегрузка ероходяиее, то бОк25 автоматического повторного включе 45ция обеспечит автоматическое включение тиристорцого ключа 8 с искус твенной коммутацией прц условии устранения короткого здмыкдшя цлц перегрузки и при достижснцн напр);кс.ння на50коммутирующем конденсаторе заданнойВ ЕЛЕЧИНЫ Ез ПОЛЯРНОСТИ,1 ри работе преобразовдтелн 1 производится периодический к)цтроль изоляии между шшдмн 50 и 51 и нагрузкой 2. 11 Ориодичност 1 контроля здт)исцт55от конкретных техлогических требовашш, обусловлен цых условиями зкс плуататии нагрузки 2, шиц 50 и 51 постоянного тока и преобразователя 1 и1 5 7 (1 9 7 (1 чает наличие сигнала на его ВЫХОДЕ,который поступает на второй вход пятого элемента И 34.Ыирина импульса, поступающего свыхода блока 33 на первый вход четвертого элемента И 35, определяетсявременем контроля изоляции и ее фиксацией блоком 38 контроля изоляции исоставляет десятые доли миллисекунды.30 После окончания импульса, на выходеэлемента И 35 сигнал прекращает иформируется блоком 37 сигнал на отключение бесконтактного ключа 31 и прекращение процесса измерения изоляции.После этого блоком 33 формируется сигнал, поступающий на первый вход пятого элемента И 34, Так как на его вто:11 да еС 1 011 ООь 3 3 у 1111 11 Л 11 И я Г 1 С и О1 ди 1.скоО конрох 11 и 1 С)л 111 в 11, 1 кач.ст ЗЕ КОТОРО 1 О МОЖЕТ И СО 1 ЗОВЬ 1 ТЬСЯ ГЕ- нера 1 ор периодич оских импульсов еВ момент начала контроля изоляции блоком 33 управления периодического контроля изоляции формируется импульс, ппступающий на четвертый вход пятивходового элемента И(ПЛ 15. На выходе элемента ИЛИ 15 появляется сигнал, поступающий на блок 17, который формирует сигнал на срабатывание тирист 1 рного ключа 8 с искусственной коммутацией, Последний срабатьвает и отк 1 ю 111 ет нагрузку 2 от преобразователй 1. Рремя отключения зависит от 111 ьемени восстановления запирающих сйойств главного тиристора и времени коммутации и не превышает 0,3-0,5 мс,5 10 15 20 Одновременно с импульсом, подаваемым на вход элемента И 11 И 15, формируется импульс на первый вход четвертого элемента И 35, Однако, на его выходе не будет сигнала до тех пор, пока ток в цепи нагрузки 2 не станет равным ну 11 ю. Как только ток на выходе преобразователя 1, и, следовательно, нагрузки 2 становится равным нулю, на выходе датчика 5 тока сигнал становится равным нулю, и четвертый компаратор 36 срабатывает. На выходе компаратора 36 появляется сигнал, поступающий на второй вход элемента И 35, А так как на первом входе элемента И 35 уже есть сигнал от блока 33, то,на его выходе также появляется сигнал, поступающии на вход блока 37 управления бесконтактным ключом, который фор жуирует сигнал на включение бесконтакт ного ключа 31. Бесконтактный ключ 31- 40455055 включается и подключает параллельнонагрузке цепь последовательно включенных стабилизированного источника29 напряжения и второго датчика 30тока, причем минусовая клемма источника 29 подключена к аноду диода 3,а плюсовая - к одной из входных клеммдатчика 30 тока. Создается измерительная цепь: стабилизированный источник29 напряжения - второй датчик тока30 - бесконтактный ключ 31 - втораяшина 51 - нагрузка 2 - первая шина50 и производится измерение токаутечки между шинами 50 и 51 (при этомпредусматривается установка в нагрузке диода, включенного согласно с рабю 1 им током нагрузк 1) . Сигна 11 С 11 хю;1 11 торог 1(а 11 К 3(1 тока, 11 ропор 10101311 ь 1 ь 1 и току утечки, поступает на вход блока 38 КО 1 проля изоляции, который фиксирует состояние изоляции между 1 ивами 50 и 51, и на вход пятого компаратора 39, Если изоляция в хорпнем состоянии и нет прикосновений человека к шинам 50 и 51, то сигнал с выход впрог о датчик тока 30 едостаточныи дсрабать 1 вания пятого кэ 11 а 11 атора 39 и на его. выходе отсутстует сигнал. (,ледовате ьно, нет сигнала на входе и выходе блока 41 запрета включения и на втором входе сумматора 42 также Отсутствует сигнал, что означает Отсутствие запрета ка включение источника 7 опорного тока. При этом отсутствие сигнала на вход элемента НЕ 40 ознаром входе уже имеется сигнал, то и на выходе элемента И 34 появляется сигнал, поступающий на третий вход первого элемента И 22. При наличии готовности узла искусственной коммутации к отключению тиристорного ключа 8, отсутствии короткого замыкания между шинами 50 и 51 и в нагрузке 2 и при разрешении на включение тиристорного ключа 8 от блока 25 или блока 26 на всех входах элемента И 22 имеется сигнал, следовательно, и на его выходе, который запускает блок 23 управления включением тиристорного ключа с искусственной коммутацией, также появится сигнал и тиристорный ключ 8 включается, что означает подкгючение нагрузки 2 к преобразователю 1. В результате контроль изоляции производится в течение 1-2 мс.Если состояние изоляции достигло критического уровня, или к шинам 50 и51 прикосулся человек, то сцгял ця выходе датчика 30 тока Оказывается достаточным для срам)тывяния пятого компарятора 39, я его вьЕходе появля 5 ется сигнал, поступаю 11 ЕИЙ 11 а четвер - тый вход блока 14 контроля и сигнализации аварийного режима, сигцализируя о е)озникнове)еии рассматриваемого аварийного реж)1 мя, и поступающий а вход элемента НЕ 40 и ца вход блока 41 запрета на включение, 1 Оявлецие сигналя ня входе элемента ПЕ 40 означает отсутствие сигнала ца его выходе, нявтором входе и выходе пятого элемента 15И 34, ня третьем входе и выходе первого элемента И 22, а следовательно,имеет место запрет ня включение тиристорного ключа Я и подключение нагрузки 2 к преобразователю 1. При этом появление сигнала на выходе компараторя39, и на входе и вь 1 ходе блока 41 запрета включения и на втором входе сумматора 42 означает запрет ца включение источника 7 опорного тока, что дополнительно исключает подключениенагрузки 2 к преобразователю 1. Этоособенно важно в случае прикосцовеция к шинам 50 и 51 человека,При работе преобразователя, кромепеРиодического контроля изоляции между выходными шинами 50 и 51, производится постоянный контроль изоляциимеду шинами 50 и 51 и землей. Еслиизоляция между пинами 50 и 51 и зем-леи не цовреждеца или отсутствуеткасание человека одной из шиц 50 и51, имеющего электрический контакт сземлей, то токи утечки между шинами50 и 51 и землей очень малы. Следое)ательно, токи в пинах на выходе преобразователя 1 равны между собой иравны току нагрузки (11)ц) =1=1),равны и сигналы на выходе датчиков 5и 52 токов, Эти сигналы сравниваютсяв сумматоре 54, результатом чего является отсутствие сигнала на его выходе. Блок 55 контроля показываетналичие хорошей изоляции между выходными шинами преобразователя 1 иземлей, а компаратор 5 б находится внесработанном состоянии, что означает на его выходе отсутствие сигнала.При ухудшении изоляции между Одной из выходных шин 50 или 51 преобразователя 1 токи в пинах 50 и 51 непосредственно на выходе преобразователя 1 отличаются. Например, приухудшении изоляции между шиной 50 и землей ток в шине 50 непосредственно ця выходе преобразователя будет больше тока в шине 51 и больше тока в цягнагрузке ця величину тока утечки (1 ) 1, =1 1. Результатом этойШ 1Еу Нразницы токов будут различные выходные сигцаль 1 датчиков 5 и 52 токов и входных токов сумматора 54, Результатом их срявения (Л 1=1,11 в 1 и ) будет сигнал я выходе сумматора 54, поступающий ця вход блока 55, который,покажет величину т )кя утечки, и, следовательно, обеспечит контроль изоляции между выходой п 1 иеЕОЙ преобрязователя 1 и землей. Пока изоля;ия неухудшиляс до критического состояния компяратора 56, элемент ИЛИ 15 и исполнительный орган 49 не срабатывают,В сл)чаз ухудшения Еезоляции между веходеЕОЙ ц 1 И)1;)й 50 или 51 и землеи до критического состояния, замыкания одной из этих ни ця землю или при прикосовеции к одной из указанных шинчеловека, имеющего электрическую связьс землей, раз ность Д 1 е)1 Еходе 1 ьехтоков 1 ш и 1 ш становится достаточ 1цой для срабатывания компярятора 56и ца его выходе появляется сигнал..)тот сигнал пост)пает ня вход элемента ИП 1 15, который Формирует сигналня сраб,.тываниг тиристорного ключа 0с искусственцои коммутацией и отключение преобразователя 1 от нагрузки 2,ца вход ис 1)олцительного ОргаеЕа 49,который срабатывает и отключает преобразователь 1 от сети, снимая потенциал с вь;ходных Ецин преобразователя1. При этом сигнал с выхода сумматора54 запускает блок 55, который сигнализирует о возникновении рассмотренного аварийного режима и о срабатывании зя 11 Еиты,При работе преобразователя 1 производится пгриодическ 11 й контроль состояния диода 3, т.е, его целостость или пробой, вь 1 званный 1, например, стареецЕгм полупроводниковой структуры или изким качеством изготовления. Периодичность автоматического коц 1 роля диода 3 зависит От требовяий, предъявляемых к надежности преобразователя 1 и нагрузки 2 и задается генератором 43 п 1)иодических сигналов, Автоматический контроль состояния диода 3 производится при подк)1 ючецом состони преобразователя 1 к нагрузке 2 и протскяции тока нагрузки, т.е, в нормаль 15 1576цом цагрузочном режиме преобразователя,В момент автоматического контролясостояния диода 3 генератором 43 периОдических. сигналов формируется импульс, ширина которого определяетсятребуемым временем контроля состояниядиода 3. Импульс поступает на первыйвход второго сумматора 44 и ца первыйразрешающий вход второго блока 45 за 1(рета. Па второй вход второго блока45 запрета поступает сигнал с выходаблока 13 задания уставки. При разре 1 иаю(цем сигнале на первом входе блока45 запрета, т.е. во время контролясостояния диода 3, сигнал с выходаблока 13 задания уставки через блок45 запрета поступает ца второй входвторого сумматора 44, где суммируетсяс неизменным по величине сигналом,поступающим с выхода генератора. 43периодических сигналов. Суммарный сигнал с выхода второго сумматора 44 поступает на третий вход первого сумматора 42, в котором оц алгебраически суммируется с сигналом, поступающим с вйх( да блока 13 задания уставки, причем эти сигналы направлены встречно. В результате на выходе первого сумматора 42 во время контроля состояния диода 3 сигнал равен по величине сигналу на вь(ходе генератора 43 периодических сигналов независимо от величины сигнала на выходе блока 13 задания уставки и, следовательно, независимо от величины опорного тока источника 7 опорного тока, в момент контроля состояния диода 3. Величина сигнала генератора 43 задается такой, чтобы при контроле состояния диода 3 величина опорного тока стала равной нулю. Если диода 3 це пробит, ток через него прекра(цается, так как 1 1О, а ток нагрузки практически це изменяется по величине, так как падение напряжения на источнике 7 опорного тока, тиристорцом ключе 8 и дросселе 9 очень мало, и протекает по цепи: 1, 4, 5, 7, 8, 9, 50, 2, 51, 1, Поскольку ток через диод 3 не изменил направление, то сигнал на выходе датчика Ь направления тока равен нулю, отсутствуют сигналы на входе блока 47 сигнализации пробоя диода, что говорит о его целостности ца входе исполнительного органа 49, не вызывая его срабатывания и отключения преобразователя 1 от сети и на пятом входе эле 970 16мента ИЫ 15, це формируя сигнал срабать(нация тиристорцого ключа 8, и неотключая преобразователь 1 от нагрузки 2.Если диод 3 пробит, то снижениеопорного тока до нуля Вызовет изменецие направления тока через диод 3,причем большая часть тока нагрузкибудет протекать через диод 3 в запорном направлении из-за малости егосопротивления. Иець(цая часть токанагрузки будет Г(ротекать по цепи, шуцтирующей диод 3; 7, 8, 9, так как еесопротивление больше дода 3 из-заего пробитого состояния, Изменениетока через диод 3 вызовет появлениесиг;(ала на выходе датчика 6 направления тока, Этот сигнал поступает цавходы: блока 47 сигнализации пробоядиода 3, вызывая его срабатывание извуковую или световую сигнализацию опробое диода 3, исполнительного органа 49, который обеспечит отключениепреобразователя 1 от сети, элементаИ 31 И 15, выходной сигнал которого вызовет срабатывание тиристорного клю-ча 8 и отключение преобразоват(Р(я 1от нагрузки 2,3 О 35 4 О 45 Я 55 Прогерка состояния диода 3 при отключенном преобразователе 1 от сети в отсутствии тока в нагрузке 2 производится вручную путем включения бесконтактцого ключа 53. При этом образуется замкнутая цепь: стабилизированный источник 29 напряжения, бесконтактный ключ 53, датчик 6 направления тока и диод 3, При анализе работы устройства во время контроля изоляции указывалось, что отрицательная клемма стабилизирова.(ного источника 29 напряжения подкл( чена к аноду диода 3. Следовательно, в созданной при включении бесконтактного ключа 53 замкнутой цепи диод 3 оказывается включенным в запорном направлении по отношению к стабилизированному источнику 29 напряжения .В случае нормального состояния диода 3 ток через него це протекает, сигнал на выходе датчика 6 направления тока отсутствует и блок 47 сигнализации пробоя диода це срабатывает, И наоборот, если диод 3 пробит, через него протекает ток в запорном направлении, на выходе датчика 6 направления тока появляется сигнал, блок 47 срабатывает, сигнализируя о пробитом состоянии диода 3.Зкспериь 1 ецтальные исследованияпредлагаемого устройства для защитпреобразователя показали, что посравнению с известным предлагаемое устройство обладает более широкими дункциоцальными возможностями за счет обеспечения защиты от замыкания на землю одной из выходных шин преобразователя, обеспечивает более высокую надежность путем диагностированияизоляции между выходными шинами преобразователя и земпей, более повышенной безопасностью обслуживания ипозволяет сократить время отключения преобразователя путем диагностирования аварийного режима, а следовательно, снизить потери электроэнергии и время простоя нагрузки преобразовате 10 ля. первому входному выводу первого датчи:,ка тока, второй входной вывод которогоподключен к первому входному выводудатчика направления тока, второйвходной вывод которого связан с катодом диода, а анод диода подсоединен кпервой клемме для подключения нагрузки, цепь из последовательно соединенных источника опорного тока, тиристорного ключа с принудительной коммутацией и дросселя, подключенную соответственно к первому входному выводу датчика направления тока и к аноду диода,выход датчика скорости изменения токачерез первьй компаратор подключен кпервому входу блока контроля и сигнализации аварийного режима и к первому входу элемента ИЛИ, выход первогодатчика тока подключен к входу блоказадания уставки, к входу блока контроля тока и через блок регулируемойзадержки - к второму входу блока контроля и сигнализации .аварийного режима и к второму входу элемента ИЛИ, к 45 50 55 Формула и з о б р е т е ц и я Устройство для защиты преобразователя, содержащее диод, предназначенный для включения в обратном направлении в первую шину преобразователя, датчик скорости изменения тока, первый датчик тока и датчик направления тока, предназначенные для включения в первую шину преобразователя, причем первый входной вывод датчика скорости изменения тока подключен к первой выходной клемме преобразователя,а второй входной вывод подключен к 20 25 30 35 40 третьему входу которого подключен выход блока ручного отключения, а выход элемента ИЛИ через блок управления отключением тиристорного ключа с принудительной коммутацией подключен к первому управляющему входу тиристорного ключа с принудительной коммутацией, второй управляющий вход которого подключен к выходу блока управления включением тиристорного ключа с принудительцой коммутацией, к входу которого подключен выход первого элемента И, к первому входу первого элемента И подключен выход второго элемента И и вход блока автоматического повторного включения, к второму входу первого элемента И подключены, выход блока автоматического повторного включения и выход блока ручного включения тиристорного ключа с принудительной коммутацией, к третьему входу первого элемента И подключен выход третьего элемента И, вход первого датчика напряжения подключен к аноду диода и к первому входному выводу датчика направления тока, а выход первого датчи-. ка напряжения через второй ксмпаратор подключен к первому вход. второго элемента И и к входу первого блока контроля и сигнализации, вход второго датчика напряжения подключен к узлу принудительной коммутации тиристорного ключа, а выход через третий компаратор подключен к второму входу второго элемента И и к входу второго блока контроля и сигнализации, выход первого бпока запрета подключен к первому входу первого сумматора, к второму входу которого подключен выход блока задания уставки и первый вход второго блока запрета, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, к второму входу которого подключен выход генератора периодических сигналов и второй вход второго блока запрета, а выход второго сумматора подключен к третьему входу первого сумматора, выход которого подключен через блок управления источником опорного тока к управляющему входу источника огорного тока, цепь нз последовательно соединенных стабилизированного источника напряжения, второго датчика тока и Гескоцтактного ключа подключена соответственно к аноду диода и к второй шине преобразователя, выходы блока управления периодического контроля изоляции между шина