Устройство для контроля неисправности последовательно соединенных вентилей

(504 Н 0 СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ АНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУус(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕИСПРАВНОСТИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫХ ВЕНТИЛЕЙ 57) Изобретение предназначено длонтроля состояния последовател ковых устроисзуглый, В.М.нский соединенных высоковольтного и низк трик(БФИУ). Целнадежности. РГ-делителиуправляемый СССР978.ССР975. с етельство 2 Н 7/10,(21) 3773753 (22) 19.07.8 (46) 23,04,8 (71) Всесоюз тельский, пр и технологич полупроводни (72) С,Л. Бе и В.ВЗемля (53) 621,316 (56) Авторск 9 712893, клАвторское В 589661, кл 46. Бюл. У 15ный научно;исследоваоектно-конструкторскийеский институт силовых плеч вентилеи с параллельми цепями и блоком форпульсов управления ь изобретения - повышениеУстройство содержит,; напряжения (ДН) 5 и 6, ключ (УК) 8, исполни1 тельный орган (ИО) 12 и дополнительно введенные трансформатор (Т) 7 и блок измерения амплитуды тока (БИАТ) 11, Высоковольтные и низковольтные плечи вентилей и ДН 5 и 6 образуют несимметричный мост, в диагональ которого включен УК 8. Управляющие входы УК 8 подключены соответствен- нЬ к выходу датчика обратного тока (ДОТ) 10 и БфИУ 9. Первичные обмотки Т 7 соединены встречно, их точка соединения подключена к вентилю 2 и. ДОТ 10, а крайние выводы - соот 226565ветственно последовательно с защитной цепью 4 вентиля 2 и ДН 6. Вторичная обмотка Т 7 через БИАТ 11 соединена с ИО 12. Устройство позволяет независимо от длительности протекания тока по обмоткам Т 7, который может находиться в состоянии насыщения,:выдать достоверную информацию о пробое вентилей в ИО 12, так как всегда происходит трансформация сигнала из первичной во вторичную обмотку Т 7, Этим достигается поставленная цель. 1 ил,20 Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в высоковольтных преобразователях для контроля состояния (не- " 5 исправности) последовательно соединенных вентилей.Целью изобретения является повышение надежности путем улучшения избирательности, увеличения чувствительности и повышения помехоустойчивости.На чертеже представлена функциональная схема устройства для контроля неисправности последовательно соединенных вентилей.Схема содержит последовательно соединенные вентили 1 и 2 (1 - высоковольтное плечо, 2 - низковольтное плечо), их защитные ВС -цепи 3 и 4, подключенные параллельно каждому вентилю, причем по крайней мере на последнем (головном вентиле 2) 1 С-цепь 4 выполнена с последовательностью соединения конденсатор - резистор, емкостно-омические делители 5,6 напряжения, включенные параллельно вентилям 1 и 2 через транс.форматор 7 (коэффициент деления делителя напряжения на последней сту- ЗО пени делителя 6 равен числу последовательно соединенных вентилей 1 и 2), последняя ступень делителя 6 напряжения имеет последовательность соединения элементов, аналогичную З 5 последовательности соединения защитной ЙГ-цепи 4 головного вентиля 2,2(постоянные времени защитных КС-цепей 3 и 4 и делителей 5,6 напряжения равны), к точке соединения конденсатора и резистора защитной 0 С-цепи 4 головного вентиля 2 и к аналогичной точке части делителя 6 напряжения подключен управляемый ключ 8, вход которого подключен к выходу устройства 9 формирования импульсов управления и к выходу датчика 10 тока, который включен последова,тельно с головным вентилем 2. К выводам резисторов РС -цепи 4 и целителя 6 подключены соответственно начала первичных обмоток Й, и К трансформатора 7, концы этих обмоток соединены в точку и подключены между силовым выводом головного вентиля 2 и датчика 10 тока,вторичная обмотка трансформатора 7 подключена к входу блока 11 измерения амплитуды тока, выход которого подключен к входу исполнительного органа 12.Устройство работает в нескольких режимах.При наличии переменного напряжения в режиме запертых вентилей 1 и 2 устройство 9 формирования импульсов управления не работает, ток через вентили 1 и 2 практически не протекает, датчик 10 тока не работает, управляемый ключ 8 заперт, а по РГ -цепям 3 и 4 вентилей 1 и 2 через делители 5,6 напряжения,первичные обмотки Ц, и 11, трансформатора 7 протекают встречно-направленные226565 45 50 55 переменные токи. Во вторичную обмотку И трансформатора 7 трансформациизтока не происходит, так как первичные обмотки включены встречно, углового сдвига между токами защитных КС-цепей вентилей 1 и 2 и делителей 5,6 напряжения нет (постоянные времени защитных кС -цепей и делителя напряжения равны), эти цепи выполнены идентичными, исоотношение витков двух первичных обмоток й и й трансформатора 7, расположенных на одном магнитопроводе, таково, .что выполняется равенство намагничивающих сил (н,с.) 1 1112где 12: токи первичных обмоток трансформатора; ИЬ/ - число витков первичных обмоток трансформатора.На вход 11 блока измерения амплитуды тока сигнал разбаланса токов с вторичной обмотки И не поступает, исполнительный орган 12 не работает,При наличии в последовательнойцепи пробитых вентилей 1 изменяетсяполное сопротивление и постояннаявремени защитных КС -цепей 3 и 4(закорочены КГ -цепи пробитых вентилей), увеличивается амплитуда тока,протекающего через защитные цепи 3и 4, вентилей 1 и 2 относительно тока, протекающего через делители 5,6напряжения, нарушается равенствоЗИ,1 З 2 И намагничивающих сил первичных обмоток 1 и 14, трансформатора7 и происходит трансформация токаво вторичную обмотку И Выделенный3сигнал с вторичной обмотки трансформатора 7 поступает в блок 11 измерения амплитуды тока, с выхода которого сигнал, пропорциональный числупробитых вентилей, поступает в исполнительный орган 12, который индуцирует число пробитых вентилей в цепи,При пробое головного вентиля 2практически весь ток, протекающийчерез защитные 1 -цепи вентилей 1,протекает через пробитый вентиль 2.Во вторичную обмотку Ь 3 трансформатора 7 трансформируется сигнал,пропорциональный максимальной амплитуде тока. Это условие дает возможность распознать пробой головноговентиля 2 от пробоя остальных вентилей 1, Сигнал с выхода вторичнойобмотки Д трансформатора 7 поступает в блок 11 измерения амплитуды тока и далее в исполнительный орган 1 Ь 5 О 5 20 25 30 35 40 4В режиме отпирания вентилей 1 и 2 при отсутствии пробитых вентилей устройство работает следующим образом. При поступлении импульсов на вентили 1 и 2 и на управляемый ключ 8 от устройства 9 формирования им-. пульсов управления вентили 1 и 2 и ключ 8 отпираются. Через открытые вентили 1 и 2 происходит разряд конденсаторов защитных цепей 3 и 4 и делителей 5,6 напряжения.Так как уп" равляемый ключ 8 в этот момент времени открыт, то токи, протекающие через первичные обмотки Й, и Й 2 трансформатора 7, обратно пропорциональны величинам сопротивлений резисторов защитной цепочки головного вентиля 2 и последнего КС -звена делителя 6 напряжения и равны по величине вследствИе равенства сопротивления указанных резисторов. Равенство токов через первичные обмотки И, и И трансформатора 7 обуславливает равенство намагничивающих сил (З,И,= 32 й первичных обмоток и отсутствие трансформации тока во вторичную обмотку трансформатора 7. Включение управляемого ключа 8 импульсом управления и поддержание этого ключа в открытом состоянии на время длительности импульса управления позволяет исключить ложное спабатывание устройства от помех, которые могут появиться из-за неодновременного включения последовательно соединенных вентилей 1 иПри запирании вентилей 1 и 2 через датчик 1 О тока протекает ток восстановления тиристоров. Сигнал, снимаемый с датчика 10 тока, поступает на вход управляемого ключа 8 и держит его в открытом состоянии до окончания обратного тока восстановления. Это позволяет, независимо от разброса временных характеристик восстановления вентилей 1 и 2 и независимо от неравномерности распределения напряжения на вентилях 1 и 2 в момент восстановления их запирающих свойств, соблюсти условие равенства н.с. ( 3 М,= = 72 И ) первичных обмоток Ь 3 и И, трансформатора 7, так же как и в процессе отпирания вентилей, и исключить появление ложного сигнала на выходе вторичной обмотки й трансз форматора 7.1226565 5 ного однонаправленного тока, когда трансформатор может заходить в режим 10 15 изобретения Формула 20 Производств.-полиграф. пред-е, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 По окончании процесса восстановления вентилей 1 и 2 управляемыйключ 8 закрывается и при отсутствиипробитых вентилей обеспечивает равенство н,с. ( 3 К,= 3 й,) первичныхобмоток Ми И, трансформатора 7,чтообусловливает отсутствие сигнала навходе и выходе блока 11 измеренияамплитуды тока,При наличии пробитых вентилей вцепи вентилей 1 и 2 работа устройства при включении и выключениивентилей аналогична описанной, т.е.после запирания ключа 8 нарушаетсяравенство н.с, ( 3,И З,Ь 1 , первичных обмоток трансформатора 7 и происходит трансформация во вторичнуюобмотку й тока, пропорциональногочислу пробитых вентилей.Так как в моменты отпирания и запирания вентилей 1 и 2 в контур замыканияключа 8 не входят конденсаторызащитных цепей и делителя напряжения, то переходный процесс перераспределения токов определяется трансформатором 7 и резисторами защитнойцепи головного вентиля 2 и аналогичной цепи делителя напряжения Этодает возможность получения информации об изменении токов в КС -цепях.в зависимости от состояния элементовсхемы в короткий отрезок временинезависимо от времени воздействия напряжения на вентилях 1 и 2, При пробое головного вентиля 2 на исполнительный орган 12 также выдаетсядостоверная информация,Включение последовательно с защитными Кс -цепями трансформатора 7не дает существенного повышения напряжения на головном вентиле 2, таккак первичные обмотки трансформатора7 выполнены многовитковыми и включены встречно, а вторичная обмоткамаловитковая и нагружается на малоесопротивление, т.е, трансформатор 7работает в режиме трансформации тока.Передача сигнала при разбалансен. с. ( 3, ь,3 М, ) происходи г при малых магнитных потоках, что дает возможность передачи как однополярных,так и разнополярных сигналов.Применение блока измерения амплитуды тока позволяет независимо отдлительности протекающего по обмоткам трансформатора тока выдать досВНИИПИ Заказ 2143/54 25 30 35 40 45 50 55 товерную информацию о пробое вентилей в исполнительное устройство,. так как даже при протекании длительнасьпцения,происходит трансформация сигнала из первичной вовторичную обмотку.Если цепь последовательно соединенных вентилей работает в инверторе со звеном постоянного тока, то для обеспечения работы устройства в режиме открытого выпрямителя и закрытого инвертора, т.е. при длительно воздействующем постоянном напряжении, необходимо, чтобы трансформатор был выполнен как трансформатор постоянного напряжения,Устройство для контроля неисправности последовательно соединенных вентилей, снабженных параллельными защитными цепями и блоком формирования импульсов управления, содержащее делитель напряжения, управляемый ключ, включенный в диагональ несимметричного моста, образованного высоковольтным и низковольтным плечами цепи вентилей и делителя напряжения,один управляющий вход управляемого ключа годключен к выходу датчика обратного тока, а другой управляющий вход предназначен для подключения к блоку формирования, импульсов управления, и исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения избирательности, увеличения чувствительности и повышения помехоустойчивости, оно снабжено трансформатором и блоком измерения амплитуды тока причем первичная обмотка трансформатора состоит из двух зстречно включенных обмоток, одни выводы которых объединены в общую точку и подключены между силовым выводом вентиля низковольтного плеча и датчиком обратного тока, а другие зыводы - соответственно последовательно с защитной цепью вентиля низковольтного плеча и с делителем напряжения, вторичная обмотка трансформатора подключена к входу блока измерения амплитуды тока, выход которого соединен свходом исполнительногооргана.Тираж 612 Подписное