Способ защиты тиристорного преобразователя

(54) СПОСОБ ЗАП 1 ИТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике и может быть использовано при эксплуатации тиристорных преобразователей, работающих в выпрямительном и инверторном режимах. Целью изобретения является повышение надежности защиты путем снижения аварийных токов. Поставленная цель достигается тем, что выявляют Факт несостоявшейся коммутации, выявляют аварийную Фазу, тиристор которой своевременно не закрылся, отключают преобразователь и подают сигнал о на одновременное отпирание тех тие ристоров, которые не соединены с фазой, следующей за аварийной. 2 ил,ий эле водст ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИЙ(71) Научно-исследовательскротехнический институт Произного объединения ХЭИЗ(56) Авторское свидетельство СССРУ 928515, кл. Н 02 Н 7/12, 1980.Авторское свидетельство СССРУ 1198639, кл, Н 02 Н 7/12, 1984.113Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано при эксплуатации тиристорных преобразователей, работающих в выпрямительном и инверторном режимах.Целью изобретения является повышение надежности защиты путем снижения аварийных токов.На фиг.1 показаны: а - питающие фазные напряжения и временная запрещенная зона для тиристора Фазы А; б, в, г, д - графики выходного напряжения преобразователя и моменты подачи управляющих импульсов на тиристоры соответственно при срыве управляющих импульсов после регистрации аварии, при подаче внеочередных импульсов управления на все тиристоры группы, в которой обнаружен срыв коммутации, после чего увеличивается угол опережения инвертора, при подаче внеочередных импульсов управления на все тиристоры с последующим срывом управляющих импульсов, при защите предлагаемым способом (горизонтально заштрихованы вольт- секундные площадки, вызывающие рост аварийного тока, вертикально заштрихованы отрицательные вольт-секундные площадки, вызывающие снижение аварийного тока); на фиг,2 - схема устройства защиты тиристорного преобразователя, реализующего предлагаемый . способ.Устройство содержит для каждого из тиристоров 1-6 датчики 7-12 несостоявшейся коьмутации и блоки 13-18 предварительного формирования и обработки управляющих импульсов, выходной блок 19 усиления управляющих импульсов, а также синхронизирующий и фазосдвигающий блок 20, элемент 21 задержки, реагирующий орган 22, автоматический выключатель 23, элементы И 24-26, двигатель 27 постоянного тока и сглаживающую индуктивность 28.Датчики 7-12 несостоявшейся коммутации предназначены для регистрации захода тока соответствующего тиристора в запрещенную временную зону 300-360 эл. град. по отношению к моменту естественной коммутации. Каждый датчик несостоявшейся коммутации представляет собой, например, элемент И, первый вход которого соединен с выходом датчика состояния ти 50743 2 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 ристора, второй и третий входы подключены к выходам датчиков линейных напряжений, синфазных с питающим,Реагирующий орган 22 представляе.г собой, например, элемент,ИЛИ.Синхронизирующий и фазосдвигающий блок 20 предназначен для задания временного расположения управляющих импульсов и содержит в каждом канале фильтр Фазного напряжения, выход которого соединен с первым входом нуль-индикатора, второй вход нуль- индикатора соединен с зажимом, на который подается напряжение задания.Выходной блок 19 усиления управляющих импульсов представляет собой мощный транзисторный усилитель с трансформаторным входом.Элемент 21 задержки представляет собой, например, пассивный фильтр.Каждый из блоков 13-18 предварительного формирования и обработки управляющих импульсов содержит двухвходовые элементы И-НЕ и И и имеет управляющий вход, первый исполнительный вход для формирования внеочередных импульсов управления и второй исполнительный вход для срыва управляющих импульсов.Управляющие входы блоков 13-18 соединены с выходами синхронизирующего и фазосдвигающего блока 20, выходы через выходной блок 19 усиления управляющих импульсов соединены с управляющими электродами тиристоров 1-6 соответственно, Датчики 7-12 несостоявшейся коммутации своими входами подключены соответственно к тиристорам 1-6, Выходы датчиков 7 и 8 несостоявшейся коммутации для тиристоров 1 и 4 первой фазы А подключены к первым входам первого элемента И 24 и реагирующего органа 22 и второму входу третьего элемента И 26, Выходы датчиков 9 и 10 несостоявшейся коммутации для тиристоров 3 и 6 второй фазы, например фазы В, подключены к первому входу второго элемента И 25, а также к вторым входам реагирующего органа 22 и первого элемента И 24. Выходы датчиков 11 и 12 несостоявшейся коммутации для тиристоров 2 и 5 третьей фазы, например фазы С подсоединены к первому входу третьего элемента И 26, третьему входу реагирующего органа 22 и второму входу второго элемента И 25, а выходы пер 13507434вого, второго и третьего элементовИ 24-26 подключены к первым исполнительным входам соответственно блоков13 и 16, 15 и 18, 14 и 17 предварительного формирования и обработкууправляющих импульсов для тиристоровсоответственно 1 и 4, 3 и 6, 2 и 5первой, второй и третьей фаз.Вторые исполнительные входы блоков 13-18 через элемент 21 задержкиподключены к выходу реагирующего органа 22, соединенному с управляющимвходом автоматического выключателя23, включенного в цепь нагрузки преобразователя между двигателем 27постоянного тока и сглаживающей индуктивностью 28.Сущность способа защиты тиристорного преобразователя заключается в следующем,При нарушении коммутации, наприяер, тиристора 1 в инверторном режиме работы возникает авария двухфазного опрокидывания инвертора. Токпроводят тиристоры 1 и 2, После регистрации аварии в момент началазапрещенной зоны "Э 3-1" тиристора 1отсчитывают выдержку времени, длительность которой обратно пропорциональна реактивности питающей сети итекущему значению тока преобразователя. В момент окончания выдержкивремени подают команду на одновременное отпирание тиристоров 1, 5,4 и 2. Тиристор 5 начинает коммутировать тиристор 1, а тиристор 4 начинает коммутировать тиристор 2. Наэтом этапе выходное напряжение преобразователя равно нулю. После окончания коммутации в момент й остаются открытыми тиристоры 5 и 4. Подачаимпульсов управления на тиристорыпрекращается и тиристоры 5 и 4 остаются открытыми до прерывания токаавтоматическим выключателем 23, Вмомент времени с автоматический выключатель 23 отключает аварийныйконтур,Опыты показывают, что реальноевремя отключения аварийного токадвухфазного опрокидывания инвертораавтоматическими выключателями серииА 3700 составляет 12-15 мс. Поэтомуна эпюрах фиг1 б, в, г, д время отключения принято равным 13 мс.В большинстве случаев двухфазноеопрокидывание инвертора начинаетсяиз-за неисправности усилителя им 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 пульсов управления одного из каналов, Например, при нарушении коммутации тиристора 1 не поступает импульс на тиристор 3.Устройство защиты тиристорного преобразователя, реализующее способ, функционирует следующим образом.Для функционирования в нормальном режиме на первые и вторые исполнительные входы блоков 13-18 необходимо подавать логический сигнал "1". Для формирования внеочередного импульса управления на первый исполнительный вход необходимо подать логический сигнал "0". Для срыва импульсов управления на второй исполнительный вход необходимо подать логический сигнал О", после чего выработка управляющих импульсов прекращается независимо от сигнала на первом исполнительном входе.При нормальной работе тиристорного преобразователя на выходах датчиков 7-12 несостоявшейся коммутации дежурит логический сигнал "1".Синхронизирующий и фазосдвигаю-. щий блок 20 определяет момент подачи управляющих импульсов на тиристоры 1-6 в нормальном режиме работы. Выходной блок 19 усиления управляющих импульсов усиливает управляющие импульсы, а также потенциально разделяет тиристоры преобразователя от системы управления.Допустим, при работе тиристорного преобразователя в инверторном режиме не будет скоммутирован тиристор 1 и начнется авария двухфазного опрокидывания инвертора. В этом случае дат" чик 7 несостоявшейся коммутации фиксирует аварию в момент времени 11, на его выходе появляется логический сигнал "0, который поступает на выходы элементов И 24 и 26. Поэтому на выходах элементов И 24 и 26 также появляется логический сигнал 0, который поступает на первые исполнительные входы блоков 13,16, 14 и 17, в результате чего на тиристоры 1 и 4 фазы А и тиристоры 5 и 2 фазы С Выдается внеочередной импульс управления. При этом вместе с работавшими ранее тиристорами 1 и 2 открываются тиристоры 5 и 4. Тиристор 5 начинает коммутировать тиристор 1, а тиристор 4 начинает коммутировать тиристор 2. Логический сигнал "0" с выхода датчика 7 поступает также на вход реа1350743 20 й гирующего органа 22, который выдает логический сигнал 0" на отключение автоматического выключателя 23 и разрыв цепи нагрузки двигателя 27 постоб янного тока и сглаживающей индуктивности 28. Кроме этого, сигнал логический 0" с выхода реагирующего органа 22 задерживается элементом 21 задержки и поступает на вторые исполнительные входы блоков 13-18, пос.ле чего управляющие импульсы на тиристоры 1-6 уже не поступают. В момент временизакрываются тиристоры 1 и 2 и остаются открытыми тиристоры 5 и 4. В момент времени с автоматический выключатель 23 отключает аварийный контур,Аналогичным образом функционирует устройство и в случае, если, например, не будет скоммутирован тиристор 2. Тогда на выходах элементов И 25 и 26 появится логический сигнал "0" и внеочередные управляющие импульсы выдаются на тиристоры 5, 3, 2 и 6. Как видно из фиг,1, б, в, г, д, наименьший аварийный ток двухфазного опрокидывания инвертора соответствует предлагаемому способу защиты, что говорит о повышении надежности защиты по сравнению с известным способом,Ф о р м у л а и з обретения Способ защиты тиристорного преобразователя, заключающийся в том, чтовыявляют факт несостоявшейся коммутации, отключают преобразователь ичерез заданное время подают сигнална одновременное отпирание группытиристоров, после чего прекращают подачу на них управляющих импульсов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности защитыпутем снижения аварийных токов, выявляют аварийную фазу, тиристор которойсвоевременно не закрылся, а сигнална одновременное отпирание подают натиристоры, не соединенные с фазой,следующей за аварийной,1350743 Составитель О.МещеряковаТехред М,Моргентал Редактор С.Пекарь Корректор С.Шекмар Заказ 5291/52 Тираж 618 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5