Устройство для контроля работы тиристорного регулятора напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09 (11 5 3(50 Н 02 М 1/ ЕННЬЙ НОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ГОСУДА ПО ДЕЛ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОГСНОУ СИДТЕЛСТВ 5(21) 3 513 914/24-07 ристорам регулятора, при этом выход (22) 25,11.82 датчика напряжения сети через первый (46) 15.04,84. Бюл,14 элемент НЕ подключен к первому входу (72) Л,И.Ватман второго элемента И, а череэ первую (53) 621,316,925,4;621.314, 72 дифференцируюшую цепь - к входу 3 вспо (088.8) могательного 3 К -триггера, вы ход (56) 1. Авторское свидетельство СССР которого соединен с вторым входом вто 748645, кл, Н 02 Н 7/10, 1980, Рога элемента И, выходами подключенно2, Авторское свидетельство СССР по к входу исполнительного триггера, а728195, кл, Н 02 М 1/18, 1978, выход второго элемента НЕ через вто- (54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТ-Рую дифференцируюшую цепь подключен РОЛЯ РАБОЧЫ ТИРИСТОРНОГО РЕГУ - к второму входу первого элемента И, ЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ, содержашее выход которого соединен с входом К первые и вторые элементы И и НЕ, дат- вспомогательного ЗК-триггера,чик напряжения сети, выполненный в виде 2, Устройство по и. 1, о т л и ч а- амплитудного дискриминатора, выход ко- ю ш е е с я тем, что блок индикации торого подключен к первому входу пер- выполнен в виде триггера индикации, вого элемента И, датчик состояния тирис-. входы .которого подключены к выходам торов, выход которого подключен к входу . первого и второго элементов И блока второго элемента НЕ, и исполнительный индикации, первые входы которых соедитриггер, выход которого соединен с вхо-. иены с выходами соответствуюших диффев дом блока индикации, о т л и ч а ю ш е- реицируюших цепей, . а вторые входы е с я тем, что с цепью повышения на- подключены соответственно к выходам дежности и расширения функциональных второго и первого элементов НЕ, при возможностей,в него введены первая и этом выходы триггера индикации подвторая дифференцируюшле цепи и вспомо- ключены к первым входам третьего и Гательный ЗК-триггер, датчик состоя- четвертого элементов И блока индикации, ния тиристоров выполнен в виде амплитуд вторые входы которых подключены к выного дискриминатора и вход его пред- ходу исполнительного триггера, а выходы назначен для подключения параллельно ти соединены со светодиодами, 1 1 086Изобретение относится к системамупраьпения и диагностики вентильныхпреобразователей преимущественно кустройствам защиты тиристорных регуляторов напряжения, 5Наиболее широкое распространениеподучили устройства зашиты, в которыхв качестве контролируемого параметраиспапьзуется величина тока,Известно устройство, содержащеетрансформатор тока, выпрямитель контролируемого сигнала пороговый элементи элемент выдержки времени, обеспечивающее защиту тиристорных регудяторовот длительных аварийных оков путемсравнения величины и длительности протекания контропируемого тока с заданными значениями 13,Применение подобных устройств защиты ддя тиристорных регуляторов ограничено в связи с тем, что в ряде случаев при нарушениях работы тиристораврегулятора величина тока не достигаетаварийных значений. Причиной подобныхнарушений могут быть различные дефекты 5попупроводниковых структур тиристоров,обрывы силовых иди управляющих электродов (или аналогичных им цепей), атакже потеря управляемости или короткое замыкание одного иди обоих тириоторов регудятора, Ддя защиты тиристор"ных регуляторов при указанных причинахнарушения работоспособности известенкласс защитных устройств контролирующих работу тиристоров регуляторацутем анализа интервадов проводимостив рабочие попупериоды сетевого напряжения,Наибопее близким к предлагаемомупо технической сущности яьпяется устройство дня контропя работы тиристор 40ного регулятора напряжения содержащеепервые и вторые эдементы И и НЕ, датчик напряжения сети, выпопненный в виде.амплитудного дискриминатора, выходкоторого подкдючен к первому входу пер вого элемента И, датчик состояния тиристоров, выход которого подключен квходу второго элемента НЕ и исполнитель-.ный триггер, выход котороРЫ соединенс входом блока индикации21,50Недостатком известного устройстваявляется необходимость применения двухдатчиков тока, что снижает надежностьрегулятора, так как датчик тока устанавдлвается в разрыв цепи и при его 55неисправности работа регудятора невозможна, Крома того, устройство индикации аварии не позвопяет выявить причину 517 2ее возникновения, что сужает функциональные возможности устройства защитыЦель изобретения - повышение надежности и расширение функционадьных возможностей устройства.Указанная цедь достигается тем, чтов устройство дпя контроля работы тиристорного регулятора напряжения, содержащее первые и вторые элементы И и НЕ,датчик напряжения сети, выпапненныйв виде амплитудного дискриминатора,выход которого подкпючен к первомувходу первого элемента И, датчик состояния тиристоров, выход которого подкпючен к входу второго элемента НЕ, и исволнительный триггер, выход которогосоединен с входом блока индикации, введены первая и вторая дифференцирующиецепи и вспомогатедьный ЗК-триггер,датчик состояния тиристоров выпапненв виде амппитудного дискриминатора ивход его предназначен дпя подключенияпараплельно тиристарам регулятора приэтом выход датчика напряжения сетичерез первый элемент НЕ подключен кпервому входу второго элемента И, ачерез первуо днфференцируюшую цепь -к входу Э вспомогательного 3 К-тритгера, выход которого соединен с вторымвходом второго элемента И, выходамиподключенного к входу испопнитедьноготриггера, а выход второго элементаНЕ через вторую дифференцирующую цепьподключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен свходом К Вспомогательного ЭК-триггера,Кроме того, бпок индикации можетбыть выпоанен в виде триггера индикации, входы которого подкпючены к выходам первого и второго элементов И блока индикации, первые входы которых соедииены с выходами соответствующих дифференцируюших цепей, а вторые входыподключены соответственно к выходамвторого и первого элементов НЕ, приэтом выходы триггера индикации подкдючены к первым входам третьего и четвертого элементов И блока индикации,вторые входы которых подключены квходу исполнительного триггера а выходысоединены со светодиодами.На фиг. 1 показана принципиальнаяэлектрическая схема устройства, на фнг,2диаграммы, поясняющие работу устройства;,К тиристорному регулятору, образованному тнристорами 1 (фиг. 1) и нагрузкой 2, присоединяется предложенное3 1086устройство, состоящее иэ датчика напря-жения 3, датчика состояния тиристоров4, блока контропя работы тиристоров 5,исполнительного триггера 6 и блока индикации аварии 7. Блок контроля работы, тиристоров 5 состоит из первой дифференцируюшей цепи 8, второй дифференарующей цепи 9, первого и второго эдементов НЕ 10 и 11, элемента И-НЕ 12,образующего совместно с элементом 1 ОИЕ 13 первый элемент И, вспомогательного триггера 14, элемента И-НЕ 15,образующего совместно с элементом БЕ16 второй элемент И, Бпок индикации7 содержит первый и второй элементыИ, образованные элементами И-НЕ 17и 18, й. соответственно инверторами1 9 и 2 О, триггер индикации 21, третийи четвертый элементы И 22 и 23 и.светодиоды 24 и 25. 20На фиг, 2 приведены осциллограммынапряжений при работе устройства: 26 сетевое напряжение; 27 - напряжениена тиристорах 1", 28 - сигнал на выходе датчика 4 ф 29 - сигнал на выходе инвертора 11; 30 - сигнал на выходедатчика 3 , 31 - сигнап на выходе элемента 10, 32 - сигнап на выходе цепи8; 33 - сигнал на выходе цепи 9; 34 сигнал на выходе триггера 14, 35 сигнал на выходе элемента 16,Датчики напряжения 3 и состояниятиристоров 4 выподнены в виде амплитудных дискриминаторов, работающихтаким образом, что при напряжении наих входах, равном 1-3% от амплитудысетевого напряжения, выходной сигналсоответствует логическому "0", а востадьных случаях - догической "1 ф(фиг, 2, поз, 26-30),Рассмотрим работу блока контрщя40работы тиристоров 5, В номинальном рехсиме датчик состояния тиристоров 4преобразует углы проводимости тиристоров 2 в последовательность прямоугопьных импульсов, дпительность которых45соответствует фазовому углу запертогосостояния тиристоров в каждый попупериод сети. Инвертор 11 инвертирует этиимпульсы, и на его выходе единичныйсигнал присутствует в течение отсутствия напряжения на тиристорах 2 (вследствие их проводимости иди переходанапряжения сети через нуль) - поз. 27,28 и 29,Датчик напряжения 3 формируетпрямоугопьные импульсы равной дпитепьности, соответствующей дпительности действия напряжения сети в каждый попупериод при превышении напряжением 517 4указанного порога. Инвертирование выходного сигнала датчика напряжения 3 первым элементом НЕ 10 позволяет попучать на его выходе узкие импульсы, соответствуюшие, переходу напряжения сетичерез нуль. Работа датчика напряжения3 не изменяется при любых режимах ипоказана на фиг, 2, - поэ, 26, 30 и 31,От передних фронтов сформированныхтаким образом сигналов дифференцируюшими цепями 8 и 9 формируются короткие попожительные импульсы (поз. 32и 33), управляющие работой триггера 14,Импульс, сформированный от переднегофронта выходного сигнапа датчика напряжения 3, переводит триггер 1 4 в единичное состояние в начвде каждого попупериода сетевого напряжения. При отпираниив данный период тиристоров 2 изменяется состояние выходного сигнала датчика 4, и дифференцирующая цепь 9 формирует положительный импульс, которыйчерез элемент 12 и 13 переводит тритгер 14 в нулевое состояние, Таким образом, при номинальной работе регуляторав каждый попупериод сетевого напряжения триггер 14 находится в единичномсостоянии в течение запертого состояниятиристоров 2, т.е, от момента началаочередного попупериода до момента включения тиристора в данный попупериод. Приэтом на входы элемента И 15 единичныесигналы приходят в раапичные моментывремени, что не приводит к изменениюсигнала на выходе и формированию навходе исполнительного триггера единичного запускающего импудьса (поз, 3 1,34 и 35),При аварии, возникшей вследствиеобрыва управляющих цепей тиристоров илиотсутствия импудьсов управления тиристорами 1 вследствие каких пибо нарушений системы управления регулятором,тиристоры 1 остаются запертыми в течение всего времени. В этом случаесрабатывание триггера 6 происходитспустя попупериод после возникновенияаварииСигнп на выходе датчика состояниятиристоров при отсутствии включений тиристоров 1 полностью повторяет сигнал,получаемый на выходе датчика напряжения 3Требованием к настройке датчикасостояния 4 является порог переключения,равный порогу датчика напряжения Э илименьший его. В этом случае сформированный дифференцирующей цепью 9 имцудьс поступает на вход эдемента И 12в тот момент, когда на втором входеэтого элемента присутствует сигнап (потенциал) логического 0", поскольку порог переключения датчика напряжения 3 равен или больше порога переключения датчика состояния тиристоров 4 е Таким 5 образом, с окончанием попупери ода трщтер 14 остается в единичном состоянии, и в момент перехода напряжения сети нуля на выходе инвертора 16 формируется единичный импульс, включаюший 10 исп анительный триггер 6, выходной сигнал которого может запускать внешние зашитиые устройства,При аварии, возникшей вследствие короткого замыкания тиристоров 2, 15 триггер 14 также не изменяет своего состояния с окончанием полупернода после установки его в единичное состояние сигналом датчика напряжения, так как в этоМ случае импульсы на выходе диф ферепцируюшей цепи 9 отсутствуют, При аварии одного из тиристоров регулятора указанные процессы повторяются, однако импульсы, запускаюшие триггер 6, появляются на выходе инвертора 16 после 25 того попупериода, который являетсярабочим по отношению к неисправномутиристору. Блок индикации аварии 7 пред:назначен для индикации вида аварии, вчастности при авариях, возникших прикоротких замыканиях тиристоров 21, ипри срабатывании исполнительного триггера 6 высвечивается светодиод 25.При авариях, возникших вследствие неотпирания тиристоров 1, единичный сигнап подается на вход Э триггера 21, ипри срабатывании триггера 6 высвечивается светодиод 24, Состояние логическихсигналов на входах элементов 17 и 18,опредепяюших состояние триггера 21,показано на фиг. 2Таким образом, при возникновении аварийного состояния регулятора вследствие нарушения работоспособности тиристоров 1 не позже попупериода сетевого напряжения срабатывает испопнительный триггер, и элемент индикации индицирует причину возникшей неисправности.Составитель Б.ШироТехоед Т, Фанта Тиражрственно тений и ква, Жб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", р. Ужгород, ул, Пр Редактор Л.Повхаказ 2263/50ВНИИПИ Госудапо дедам иэобре3. 13 ОЗ 5, М ос 667о комитетаткрытийРаушская Корректор А,Тяскоодпис