Устройство для защиты агрегата бесперебойного питания

(54) УСТРОЙСТВ ТА БЕСПЕРЕБО (57) Цель: повыш стигается тем, ч ющее устройств коммутацией, а введены датчик узел токозависи батывания, 2 ил ИТЫ АГРЕГАНИЯ действия. Доое коммутируестественной о диагностики на нагрузке и и устэвки сра О ДЛЯ ЗАЩ ЙНОГО ПИТА ение быстро о тиристорн выполненос в устройств напряжения мой коррекци ический инс В.А.Тюри о СССР 1985.о СССР1980,предлагаемому изобретению является устройство защиты агрегатов бесперебойного питания, обеспечивающее обнаружение и селективное отключение поврежденного преобразователя в дублированной структуре АБП с помощью датчиков входного тока, напряжения инверторного моста. тока нагрузки, состояния тиристоров и тиристорного контакторэ с искусственной коммутацией, Недостатками устройства являются сложность и, как следствие, недостаточная надежность как диагностической части, так и исполнительного органа.Целью изобретения является упрощение системы защить(,Поставленная цель достигается тем, что тиристорное коммутирующее устройство выполнено с естественной коммутацией, а в устройства диагностики введены датчик напряжения на нагрузке и узел токозависимой коррекции уставки срабатывания.Изобретение поясняется фиг. 1 и 2 Структурная схема параллельно резервного АБП с преобразователями и элементами защиты каждой ветви представлена на хническим езультату к ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельстМф 1264261, кл, Н 02 Н 7/10Авторское свидетельстй. 888263, кл. Н 02 Н 7/10,Изобретение относится к области систем гарантированного электроснабжения и предназначено для использования в агрегатах бесперебойного питания (АБП) с параллельным резервом,Известные способы и устройства защиты данного класса преобразователей обладают ограниченным быстродействием, что . делает невозможным их применение с требуемым уровнем селективности в структурах с количеством параллельно включенных преобразователей больше двух, либо требуют сложных механических систем блокировки или существенного усложнения коммутирующих аппаратов, что снижает надежность системы в целом, Кроме того, применение в их составе тиристорных контакторов с искусственной коммутацией приводит к значительным коммутационным перенапряжениям на нагрузке в режимах аварийных отключений и требует применения дополнительных средств их ограничения. Наиболее близким посвойствам и достигаемому 1774427 А5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фиг. 1, Каждый канал содержит выпрямитель 1, выход которого через сглаживающую индук 1 ивность 2 соединен со входом инвертора 3. Выход инвертора 3 через трансформатор 4 и тиристорный контактор 5 соединен с шинами нагрузки. Шины нагрузки объединяют выходы параллельно работающих инверторов и соединяют их с входом нагрузки 7 через датчик тока нагрузки 6. Выходы инвертора 3 и трансформатора 4 соединены с двумя входами устройства диагностики 8, выход которого соединен с входом системы управления 7 тиристорного контактора 5, Третий вход устройства диагностики 8 соединен с выходом датчика тока нагрузки,Схема устройства диагностики показана на фиг. 2 и содержит первый, второй и третий выпрямители, регулируемый делитель напряжения, интегрирующую цепь, инвертирующий усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, инвертирующий сумматор, резистор и диод. Входы первого, второго и третьего выпрямителей подключены, соответственно, к выходам датчика тока нагрузки, первого и второго датчиков напряжения, Входы первого, второго и третьего выпрямителей подключены, соответственно, через регулируемый делитель напряжения, интегрирующую цепь и инвертирующий усилитель ко входам инвертирующего сумматора, выход которого через резистор подключен к управляющему входу тиристорного контактора соответствующего блока защиты. шунтированному диодом.Рассмотрим работу устройства для защиты агрегата бесперебойного питания при внутреннем повреждении одного из инверторов, например коротком замыкании выхода инвертора первого канала (точка К 1 фиг, 1).Известно, что в рассматриваемой структуре повреждение преобразователя идентифицируется по изменению направления его выходного тока, так как точка короткого замыкания (К 1) становится превалирующей нагрузкой для неповрежденных преобразователей. При этом соотношение 0102, всегда выполняющееся при номинальном режиме работы агрегата (ток от инвертора течет в нагрузку), меняется на обратное 0201(ток течет в точку короткого замыкания),Устройство диагностики осуществляет алгебраическое суммирование на входе ОУ 2 выпрямленного сигнала 02 положительной полярности и выпрямленного, но инверти- .рованного сигнала 01, в результате чего навыходе УО 2 Оз = 0 при Ь 201 и Оа = 1 при 0201, Начальное соотношение сигналов 02 и 01 без применения дополнительных мер является функцией тока нагрузки агрегата, т,к, значение Л О = 01 02 определяется эквивалентной индуктивностью трансформатора и величиной выходного тока инвертора. Приведение сигналов 01 и 02 ко вторичной обмотке (01 = 1,1 02 при номинал ь ной нагрузке одного ин верто ра) осуществляется цепью обратной связи ОУ 1.При указанной зависимости соотношения 01 и 02 от тока инвертора время реакции датчика на возникшее повреждение при увеличении нагрузки агрегата и его быстродействие может оказаться недостаточным для селективной работы тиристорных контакторов (ТК) без применения в последних принудительной коммутации тиристоров с помощью специальных узлов искусственной коммутации. Однако, последнее, как уже говорилось, значительно усложняет схему и снижает ее надежность.Условием успешной работы тиристорного контактора с естественной коммутацией в рассматриваемой структуре является формирование сигнала аварии на интервале спада выходного тока поврежденного инвертора до нуля при смене его направления, При этом при снятых импульсах управления ТК (по сигналу Оав) произойдет "естественная" коммутация тиристоров и отключение поврежденного инвертора от шин нагрузки.С целью повышения быстродействия устройства диагностики в его состав введен узел токоэависимой коррекции ТЗК рис.2), на вход 3 которого подается сигнал с датчика тока нагрузки Оз) и после обработки в узле ТЗК с его выхода этот сигнал полярностью, совпадающей с полярностью сигнала 02,подается в узел сравнения. На входе ОУ 2 формируется разностный сигнал Ь О = Ом - -(02+ ОЗ), ВЕЛИЧИНа КОтсрОГО В нЕаВарИйНОМ режиме работы агрегата не зависит от его нагрузки, так.как Оз линейно зависит от тока нагрузки и остается минимальной, что соответствует максимальному быстродействию защиты, В случае аварии в инверторе 02+ Оз01(ток течет в точку короткого замыкания) и на выходе устройства диагностики формируется сигнал ОааПоскольку по принципу построения защиты ее срабатывание в цепи неповрежденного преобразователя невозможно, так как для него всегда 0102+ Оз. эффективность системы защиты не зависит от числа параллельно включенных преобразователей и не оказывает влияние на их работу в автономном режиме.Формула. изобретения Устройство для защиты агрегата бесперебойного питания, состоящего из парал 1774427лельно включенных ветвей, каждая из которых выполнена в виде соединенных последовательно выпрямителя, инвертора тока и выходного трансформатора, содержащее датчик тока нагрузки и по числу ветвей блоки защиты, каждый из которых включает в себя тиристорный коммутатор, предназначенный для включения между выходом выходного трансформатора соответствующей ветви и датчиком тока нагрузки, и первый датчик напряжения, предназначенный для подключения к выходу инвертора тока соответствующейветви,отличаю щееся тем, что, с целью упрощения устройства, в каждый из блоков защиты введены второй датчик напряжения, предназначенный для подключения к выходу выходного трансформатора соответствующей ветви, первый, второй и третий выпрямители, регулируемый делитель напряжения, интегрирующая цепь, инвертирующий усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, инвертирующий сумматор, резистор и диод, при этом 5 гиристорный коммутатор выполнен с естественной коммутацией, входы первого, второго и третьего выпрямителей подключены соответственно к выходам датчика тока нагрузки, первого и второго датчиков напря жения, выходы первого, второго итретьего выпрямителей подключены соответственно через регулируемый делитель напряжения, интегрирующую цепь и инвертирующий усилитель к входам ин вертирующего сумматора, выход которого через резистор подключен к управляющему входу тиристорного коммутатора соответствующего блока защиты, шунтированному диодом,20рректор. П, Гереш Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарин аказ 3932 ВНИИП Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5