Способ управления встречно-параллельно соединенными тиристорами

(м)з Н 02 3 2 М 1 0 РЕТЕ У ьский огиче- ковых ледоват и техн провод о СССР 1984. о СССР 1986, ГОСУДАРСТВЕ)НЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Всесоюзный научно-исспроектно-конструкторскийский институт силовых полуустройств(56) Авторское свидетельстМ 1101983, кл. Н 02 М 1/08Авторское свидетельстМ 1261044, кл. Н 02 3 3/26 Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроснабжению, и может быть использовано. в статических компенсаторах реактивной мощности; для линий электропередач.Известен способ управления встречно- параллельно соединенными тиристорами, реализуемый в устройстве управления встречно соединенными тиристорами, при котором из напряжения синхронизации выделяют синхроимпульсы напряжения в моменты перехода напряжения через нуль; при поступлении сигнала разрешения в течение всего времени разрешения формируют импульсы управления тиристорами по полученным синхроимпульсам напряжения,Однако известный способ не обеспечивает достаточную надежность управления тиристорами, так как при исчезновении импульсов управления на одном из двух тири(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВСТРЕЧНО- ПАРАЛЛЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫМИТИРИСТО РАМИ(57) Сущность изобретения: после получения сигналов разрешения все, кроме первого, импульсы управления формируются по синхроимпульсам тока. поэтому при исчезновении импульсов управления на одном из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров полувална тока через этот тири- стор не проходит и, соответственно, синхроимпульс;по тоМу, вырабатываемый из сигнала тока, не появляется, а значит, импульс управления другим тиристором не формируется, тиристор не включается, и последующие синхроимпульсы по току не появляются и тиристоры не включаются. 2 ил. сторов (например, обрыв цепи, повреждение элементов и т.д.) импульсы управления ф продолжают поступать на другой тиристор, что приводит к однополярному режиму и (гд подмагничиванию трансформатора, увеличению амплитуды тока, протекающего через Я, оставшийся в работе тиристор, и к его повреждению, Крометого,однополярныйрежим, вызывая подмагничивание трансформатора, приводит к несинусоидальной форметока сети, увеличивает уровень гармонических составляющих в напряжении сети, что искажает напряжение сети и вызывает сбои в появлении синхроимпульсов по напряжению, что приводит к повреждению тиристоров, то есть к снижению надежности управления тиристорами, а значит, к снижению надежности работы сети,Известен способ управления встречно- параллельно соединенными тиристорами,реализуемый в устройстве для компенсации тока через этот тиристор не проходит и, реактивной мощности нагрузки и симметри- соответственно, синхроимпульс по току, вырования трехфазной сети, при котором из рабатываемыйиэсигналатока,непоявляетнапряжения синхронизации выделяют синх- ся, а значит, импульс управления другим роимпульсы напряжения; синхроимпульсы 5 тиристором не формируется, тиристор не напряжения выделяют в определенном диа- включается и последующие синхроимпуль. пазоне, границы которогосоответствуютмак- сы по току не появляются, то есть импульсы симумам напряжения и моментам перехода управления тиристорами не формируются и напряжения через нуль; формируют импуль- тиристоры не включаются. Таким образом, сы управления тиристорами по полученным 10 при исчезновении импульсов управления на синхроимпульсамнапряжения;изменяютпо- одном из двух встречно-параллельно вклюложение импульсовуправления тиристорами ченных тиристоров ток через них сразу же внутри диапазона управления, изменяя на- прекращается, однополярный режим отсутстпряжение управления. вует, и тиристоры не повреждаются, т,е. повыИзвестный способ также не обеспечи шаетсянадежностьуправлениятиристорами,а .вает достаточную надежность управления значит, и надежность работы сети, Кроме того, тиристорами, так как при исчезновении им- прекращение тока через тиристорный ключ пульсов управления на одном из двух тири- при наличии сигнала разрешения позволяет . сторов (например, обрыв цепи, повреждение сразу же выявить эту неисправность и принять элементов и т.д.) на другой тиристор импуль меры к ее устранению,сы управления продолжают поступать, что На фиг.1 представлено устройство для приводит к подмагничиванию реактора, уве- реалйзации предлагаемого способа; на личению амплитуды тока, протекающего че- фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие рез оставшийся в работе тиристор, и к его его работу.повреждению. 25 Устройство состоит из встречно-паралКроме того, однополярный режим, вы- лельно соединенных тиристоров 1, подсоеэывая подмагничивание реактора, приво- диненных через реактор 2 к сети 3, датчика дит к несинусоидальной форме тока, 4 напряжения, подсоединенного к сети чеувеличивает уровень гармонических состав- . рез,.например, фазовращатель 5, нуль-оргаляющих в напряжении сети, это искажает 30 нов 6 и 7 напряжения, выходы которых напряжение сети и вызывает сбои в появле- через дифференцирующие элементы 8 и 9 нии синхроимпульсов по напряжению, что подсоединены к входамузлов формироваприводит к повреждению тиристоров, сниже- ния синхроимпульсов напряжения 10 и 11 нию надежности управления тиристорами, а соответственно, каждый иэ которых состоит значит, к снижению надежности работы сети. 35 из ВЯ-триггера 12, Я-вход которого являетсяЦель изобретения - повышение надеж- входом узла формирования синхроимпульности работы сети переменного напряжения сов напряжения, В-вход которого подсоедиза счет повышения надежности управления нен через дифференцирующий элемент 13 к тиристорами. выходу компаратора 14, первый вход котоПоставленная цель достигается тем, что 40 рого подсоединен к источнику напряжения при управлении встречно-параллельно сое- управления Оу, второй вход которого подсодиненными тиристорами, подсоединеными единен к выходу генератора 15 пилообразк сети переменного напряжения через реак- ного напряжения с ключом 16 управления, тор,:изменение величины тока которого осу- первый управляющий вход которого подсоществляют путем изменения временного 45 единен к выходу ВЯ-триггера 12; датчика 17 положения импульсов управления тиристо- тока, подсоединенного к входам нуль-оргарами, после появления сигнала разрешения нов 18 и 19 тока, выходы которых через только первый импульс управления тиристо- дифференцирующие элементы 20 и 21 соотрами формируют по синхроимпульсу напря- ветственно подсоединены к входам узлов 22 жения, который задерживают. относительно 50 и 23 формирования синхроимпульсов тока, максимума напряжения на время 11, а все каждый из которых состоит из ВЗ-триггера последующие импульсы управления тиристо, 8-вход которого является входом узла рами формируют по синхроимпульсам тока, формирования синхроимпульсов тока, В- которыезадерживаютотносительномомен- вход которого подсоединен через диффета окончания полуволны тока нз время 12, 55 ренцирующий элемент 25 к выходу причем время задержки 11 изменяютот 0 компаратора 26, первый вход которого поддо П/2, а время задержки 12 - от 0 до П, соединен к источнику напряжения управлепоэтому при исчезновении импульсов уп- ния Оу, а второй - к выходу генератора 27 равления на одном из двух встречно-парал- пилообразного напряжения с ключом 28 уплельно соединенных тиристоров полуволна равления, управляющий вход которого под10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 соединен к выходу ВЯ-триггера 24, двух элементов ИЛИ 29 и 30, первый вход которых подсоединен к выходу узлов формирования синхроимпульсов напряжения 10 и 11 соответственно, а второй - к выходу узлов формирования синхроимпульсов тока,соответственно 22 и 23; выходы элементов ИЛИ 29 и 30 подсоединены через узлы формирования импульсов управления 31 и 32 соответственно к управляющим элементам встречно-параллельно соединенных тиристоров 1; ВЯ-триггера 33, выход которого подсоединен к вторым управляющим входам ключей 16 управления узлов 10 и 11 формирования синхроимпульсов напряжения, Я-вход которого является входом "разрешение", Я-вход которого подсоединен через элемент ИЛИ 34 к дифференцирующим элементам 20 и 21. Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии ВЯ-триггеры 12,24 и 33.находятся в состоянии "0". Соответственно, управляемые ключи. 16 и 28 включены и напряжение на выходе генераторов 15,27 пилообразного напряжения равно нулю. При поступлении разрешающего сигнала Оразр. на Я-вход ВЯ-триггера 33 он переходит в состояние "1" Оээ, однако управляемые ключи 16 удерживаются во включенном состоянии ВЯ-триггерами 12 и напряжение 015 на выходе генератора 15 пилообразного напряжения сохраняется равным нулю. При переходе через нуль сдвинутого на 90 град. синусоидального напряжения 05 фазовращателя 5 нуль-орган 6 переходит из состояния "О" в состояние "1" 06 и на выходе дифференцирующего элемента 8 появляется синхроимпульс Ов, перебрасывающий ВЯ-триггер 12 узла 10 формирования синхроимпульсов напряжения из состояния "О" в состояние "1" О 12-1 о. Управляемый ключ 16 при этом размыкается и на выходе генератора 15 пилообразного напряжения узла 10 формирования синхроимпульсов напряжения появляется нарастающее напряжение 015-1 о, которое через время т 1, достигнув порога срабатывания Оу компаратора 14 узла 10 связи формирования синхроимпульсов напряжения, переводит его из одного состояния в другое, при этом на выходе дифференцирующего элемента 13 появляется. синхроимпульс напряжения 01 зо, сбрасывающий ВЯ-триггер 12 в состояние "0", что приводит к замыканию управляемого ключа 16 и возврату генератора 15 пилообразного напряжения узла 10 связи формирования синхроимпульсов напряжения в состояние "0". Кроме того, синхроимпульсы напряжения 01 зо проходят черезэлемент ИЛИ 29 на выход узла 31 формирования импульсов напряжения, с выхода которого импульс управления,Оз 1 с необходимыми параметрами подается на управляющий электрод первого из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров, обеспечивая его включение, Появившаяся в датчике 17 тока положительная полуволна тока "+" переводит нуль-орган 19 тока в состояние "0" на время протекания этой полуволны тока, по окончании которой нуль-орган 19 переходит в состояние "1" и на выходе дифференцирующего элемента 21 появляется синхроимпульс 021, сбрасывающий ВЯ-триггер 33 в состояние "0", который, удерживая управляемые ключи 16 во включенном состоянии; блокирует работу узлов 10 и 11 формирования синхроимпульсов напряжения. Синхроимпульсы напряжения не появляются. Кроме того, синхроимпульс 021 переводит ВЯ-триггер 24 узла 23 формирования синхроимпульсов тока в состояние "1" (напряжение 024-2 з), Управляемый ключ 28 при этом размыкается и на выходе генератора 27 пилообразного напряжения узла 23 формирования синхроимпульсов тока появляется нарастающее напряжение 02 т, которое через время 12, достигнув порога срабатывания Оу компаратора 26, переводит его из одного состояния в другое, при этом на выходе дифференцирующего элемента 25 появляется синхроимпульс тока 025-2 з, сбрасывающий ВЯ-триггер 24 в состояние "0", что приводит к замыканию управляемого ключа.28 и возврату генератора 27 пилообразного напряжения узла 23 формирования синхроимпульсов тока в состояние "О". Кроме того. синхроимпульсы тока 025-гз проходят через элемент ИЛИ ЗО на вход узла 32 формирования импульсов управления, с выхода которого импульс управления Оз 2 с необходимыми параметрами подается на управляющий электрод второго из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров 1, обеспечивая его включение. Появившаяся в датчике 17 тока отрицательная полуволна тока "-1" переводит нуль-орган 18 тока в состояние "0" на время протекания этой полуволны тока, по окончании которой нуль-орган 18 переходит в состояние "1" и на выходе дифференцирующего элемента 20 появляется синхроимпульс 02 о, подтверждающий состояние "0" ВЯ-триггера 33, Кроме того, синхроимпульс 02 о переводит ВЯ-триггер 24 узла 22 формирования синхроимпульсов тока в состояние "1" (напряже.ние 024-22), Управляемый ключ 28 при этом размыкается и на выходе генератора 27 пилообразного напряжения узла 22 формиро 1737620вания синхроимпульсов тока появляется нарастающее напряжение Ои-гъ которое через время 2, достигнув порога срабатывания Оу компаратора 26, переводит его из одного состояния в другое, при этом на выходе дифференцирующего элемента 25 появляется синхроимпульс тока 028-;2, сбрасывающий ВЗ-триггер 24 всостояние "0", что приводит к замыканию управляемого ключа 28 и возврату генератора 27 пилообразного напряжения узла 22 формирования синхроимпульсов тока в состояние "0", Кроме .того, синхроимпульсы тока 02 ь-ы проходят через элемент ИЛ И 29 на вход узла 31 формирования импульсов управления, с выхода которого импульс управления с необходимыми параметрами подается на управляющий электрод первого из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров 1, обеспечивая его включение. Далее процессы идут аналогично. При появлении неисправности в одном из двух каналов управления, например, в первом, тиристор, пропускающий положительную полуволну тока, не включается, и нуль-орган 19 тока сохраняет свое состояние равным "1". Период напряжения на его выходе отсутствует и на выходе дифференцирующего элемента.21 синхроимпульс 021 не появляется. ЯЯ-триггер 24 узла 23 формирования синхроимпульсов тока сохраняет состояние "0", управляемый ключ 28 остается замкнутым, напряжение Ои на выходе генератора пилообразного напряжения остается равным "О". Компаратор 26 своегосостояния не изменяет, перепад напряженияна его выходе отсутствует и синхроимпульс02 ьз не появляется, т.е, импульс управления5 Оз 2 на выходе узла 32 формирования импульсов управления не появляется и тиристор,через который должна протекать отрицательная полуволна тока, не включается, То естьток через встречно-параллельно соединен 10 ные тиристоры прекращается сразу же послепоявления неисправности,формула изобретенияСпособ управления встречно-параллельно соединенными тиристорами, подсое 15 диненными к сети переменного напряжениячерез реактор, изменение величины тока которого осуществляют путем изменения временного положения импульсов управлениятиристорами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,20 с целью повышения надежности в работесети переменного напряжения за счет повышения надежности управления тиристорами, после появления сигнала разрешениятолько первый импульс управления тири 25 сторами формируют по синхроимпульсунапряжения, который задерживают относительно максимума напряжения сети навремя ц, а все последующие импульсы управления тиристорами формируют по синх 30 роимпульсам тока, которые задерживаютотносительно момента окончания полуволнытока через тиристор на время г, причемвремя задержки т 1 изменяют от 0 до П /2, авремя задержки изменяют от 0 до П.351737620 май Составитель ВЯономактор А.Маковская Техред М.Моргентаи рректор М,Демчик Заказ 1901 Тираж ПодписноеВ НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Рауцжкэя наб., 4/5 КНТ ССС ород, ул. Гагарина, 101 бз 4 т ф и,зводственно издетеевокий зовсбинет Петенв