Устройство для контроля исправности последовательно соединенных вентилей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У да% ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(721 М.М.Середин и М,Е,Изотов1711 Южное отделение Ордена Октябрь. ской Революции всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (531 621. 316, 925. 4: 621. 314, 572( 088. 81(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯИСПРАВНОСТИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕДИНЕНБХ ВЕНТИЛЕЙ по авт,св. М 705594,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения отстройки от ложных сигналов, возникающих при подаче напряжения на вентили, оно снабжено вторым, третьим и четвертымдополнительными выпрямителями, делителем с переменным коэффициентомделения, диодом, конденсатором, резистором, первым и вторым пороговыми элементами, первым и вторым расширителями импульсов, элементомвыдержки времени, первым и вторымусилителями, блоком суммирования и ЯОО 2 А 3(51) Н 02 Н 7/10, Н 02 М 1 1 двумя управляемыми ключами, причем второй и третий дополнительные выпрямители с последовательно-согласно включенными выходами включены в диагональ моста, к выходу второго дополнительного выпрямителя подключен делитель с переменным коэффициентом деления, к выходу которого через диод подсоединен конденсатор, а через резистор и первый контакт первого управляемого ключа - первый вход блока суммирования, выход третьего дополнительного выпрямителя через второй контакт первого управляемого ключа соединен с вторым входом блока суммирования, а через последовательно соединенные первый порого- Я вый элемент, первый расширитель импульсов, элемент времении первый усилитель соединен с управляющим входом первого управляемого ключа, выход блока суммирования через последовательно соединенные четвертый ф выпрямитель, второй пороговый.элемент, второй расширитель импульсов и второй усилитель соединен с управляющим входом второго управляемого ключа, который включен последовательно с реагирующим органом.Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствамзащиты вентильных преобразователей,реагирующим на повреждение отдельных вентилей при их последовательно-параллельном соединении, 5По основному ант,св, М 705594известно устройство для контроляисправности последовательно соединенных вентилей, содержащее делительнапряжения, образующий с цепью вентилей мост, в диагональ которого через выпрямитель включен реагирующийорган, выход которого через светоканал связан со счетчиком импульсов,дополнительный выпрямитель с конденсатором на выходе, зажимы переменного тока дополнительного выпрямителяподключены к зажимам переменноготока основного выпрямителя, а реагирующий орган включен последовательно с встречно соединенными выходами выпрямителей,При подаче напряжения на вентилив процессе включения пресбразователя, а такжев момент запирания вентилей обратным напряжением величинанапряжения может распределяться поцепи последовательно соединенныхвентилей крайне неравномерно из-заразличия времени восстановления запирающих свойств отдельных венти- ЗОлей. При этом на диагонали моста возникают импульсы напряжения небаланса,Для выравнивания распределениянапряжения по цели последовательно 35соединенных вентилей применяютсяшунтирование вентилей РС-цепями,однако при реальных значениях емкости РС-цепей полное выравниваниеобратных напряжений не достигается, 4 Опричем с увеличением значения емкости соответственно увеличиваетсяпостоянная времени ее разряда, а также среднее значение импульсов напряжения небаланса. В этом случае 45значение напряжения небаланса можетпревышать значение напряжения надиагонали моста, в результате чегооказывается невозможным отстроитьсяот напряжения небаланса путем выбора значения сглаживающей емкости вцепи питания источника светаЦелью изобретения является повышение отстройки от ложных сигналов,возникающих при подаче напряженияна вентили, 55Поставленная цель достигаетсятем, что устройстно для контроляисправности последовательно соединенных вентилей снабжено вторым,третьим и четвертым дополнительными бОвыпрямителями, делителем с переменным коэффициентом деления, диодом,конденсатором, резистором, первыми вторым порогоными элементами,первым и вторым расширителями йм пульсов, элементом выдержки времени, первым и вторым усилителями, блоком суммирования и двумя управляемыми ключами, причем второй и третий дополнительные выпрямители с последовательно-согласно включенными входами включены в диагональ моста, к выходу второго дополнительного выпрямителя,подключен делитель с переменным коэффициентом деления, к,выходу которого через диод подсоединен конденсатор, а через резистор и первый контакт первого управляемого ключа - первый вход блока суммирования, выход третьего дополнительного выпрямителя через второй контакт первого управляемого ключа соединен с вторым входом блока суммирования, а через последовательно соединенные первый пороговый элемент, первый расширитель импульсов, элемент времени и первый усилитель соединен с управляющим входом первого управляемого ключа, выход блока суммирования через последовательно соединенные четвертый выпрямитель, второй пороговый элемент, второй расширитель импульсов и второй усилитель соединен с управляющим нходом второго управляемого ключа, который включен последовательно с реагирующим органом.На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 а - потенциальные диаграммы его работы при напряжении небаланса на диагонали измерительного моста вследствие разброса времен восстановления запирающих свойств вентилей; на фиг,2 б - то же, пюи пробое вентиля; на фиг,З - то же, при наложении напряжения небаланса на обратное напряжение нентиля(в случае пробоя вентиля) при их одинаковых (а) и разных (б) знаках.Устройство содержит последовательно соединенные вентили 1, делитель 2 напряжения, между средними точками цепи последовательно соединенных вентилей 1 и делителя 2 напряжения подключены основной 3 и первый дополнительный 4 выпрямительные мосты, отрицательные полосы которых соединены непосредственно, а положительные - через реагирующий орган - реле 5. На выходе моста 4 включен сглаживающий конденсатор б, Контакты 7 реле 5 подключены последовательно с анодом стабилитронного ключа 8 и источником 9 света к накопительному конденсатору 10 и источнику 11 питания. Напотенциале "Земля" расположен фото- приемник 12, выход которого соединен со счетчиком 13 импульсов.Второй 14 и третий 15 дополнительные ныпрямители с последовательно- согласно включенными выходами вклю50 65 чены в диагональ моста, к выходувторого 14 дополнительного выпрямителя подключен делитель 16 с переменным коэффициентом деления, квыходу которого через диод 17 подсоединен конденсатор 18 и резистор 519. Выход третьего выпрямителя 15через последовательно соединенныепервый пороговый элемент 20, первыйрасширитель импульсов 21, элементвыдержки времени 22 и первый усилитель 23 подключен к управляющемувходу первого ключа 24, выходы которого через блок суммирования 25и последовательно соединенные четвертый дополнительный выпрямитель26, второй пороговый элемент 27, второй расширитель импульсов 28 и второй усилитель 29 подсоединены к управляющему входу второго управляемого ключа 30.Блоки 20-23 и 25-29 могут быть 2 Овыполнены на основе использованияполупроводниковых Функциональныхи логических элементов. Для коммутации соответствующих цепей могут бытьприменены транзисторные или тиристорные ключи (24, 30),На фиг.2 и 3 обозначено: Об - напряжение небаланса на диагоналимостаОд-Ог - напряжение на выходахблоков с соответствующими номерами; 30Оср гт - напряжение срабатывания порогового блока 27,Действие устройства основано насравнении расчетного значения напряжения небаланса,и фактического значения напряжения на диагонали моста.Напряжение небаланса на диагонали моста имеет форму импульсов, передний фронт которых скачком возрастает до максимального значения напряОжения небаланса Об, а заднийФронт является экспонентой Об,е- /Тгде Т - постоянная времени, определяемая параметрами РС-цепей, шунтирующих вентили. Бестоковая паузамежду импульсами зависит от углакоммутации и лежит в пределах 180120 (10-6,6 мс ).Сравнение расчетного значения напряжения небаланса и фактическогозначения напряжения на диагоналимоста осуществляется через время 1 рот момента возникновения импульсанапряжения, причем время Ср должно быть меньше максимальной длительности импульсов с, 55КоэФфициент деления делителя напряжения 16, подключенного к второму выпрямителю 14, устанавливаетсяравным ср: е р цепочка из последовательно соединенных пороговогоэлемента 20, расширителя импульсов21, элемента выдержки времени 22 иусилителя 23 обеспечивает подключение выхода делителя 16 и третьеговыпрямителя 15 к входам сумматора 25 через время 1 р от моментов возникновения импульсов напряжения на диагонали моста, Полярность выхода третьего моста противоположна полярности второго моста, поэтому напряжение на выходе сумматора 25 равно разности расчетного момента 1 р и фактического напряжения на интервале 1 рс 11 значений, Неизменность расчетного значения напряжения, подаваемого на первый вход сумматора, достигается путем выбора необходимой постоянной разряда, под-. ключенного к делителю конденсатора 18 на первый вход сумматора через резистор 19,При пробое одного или большего числа вентилей напряжение на диагонали моста увеличивается на значение обратного напряжения, соответ"- ствующего числу пробитых вентилей (О Об ) , Поэтому расчетное напряжение, подаваемое на первый вход сумматора, определяется по выражениюО -(иь +О,6,1 рДействительное зйачение напряжения на диагонали моста является Функцией времени и описывается выражениемО(Ц=Онб( + Ооб (1 Благодаря подключению к вентилям сглаживающих ВС-цепей пульсации обратного напряжения незначительны и мОжнО считать ООь(Ф 1 006 т пОэтомуО(11:О 6 К(С О бРазность между действительным и расчетным значениями напряжения на диагонали мостаВ(-О (т О -О (1 О 6 нбО ( е б РрЧ д Для обеспечения коэффициента чувствительности устройства при пробое одного вентиля, равного 2, необходимо выполнить соотношениеЬО+4 О Ооб т ("нб п Р р " (3 Тогда наибольшая допустимая кратность напряжения небаланса по отношению к обратному падению напряжения на одном вентиле, при которой обеспечивается требуемая чувствительность устройства В, -М 1-Ы,ЗОр - Е Т При реальных значениях Т=8 мс,=10,0 - 13,3 мс,1 р =8 - 11 мс получаем в среднем,Об (О : 3, что соответствует наибольшим реальным значениям перенапряжений на отдельных вентилях вследствие разброса, времен восстановления запирающихсвойств антивентилей,Устройство работает следующим образом.Вход дополнительного устройствавключается в диагональ измерительного моста.С выхода второго моста 14 напряжение подается на вход делителя 16,имеющего изменяемый с помощью переменного резистора коэффициент деле- (Ония, Конденсатор 18 заряжается через диод 17 до значения напряжения,близкого к амплитуде импульсов на.пряжения на выходе делителя 16,Значение актинного сопротивления 519 выбирается таким, чтобы конденсатор 18 не успевал разряжаться напервый вход сумматора 25 за времязамкнутого состояния ключа 24,При равенстве обратных напряже Оний на вентилях плеча преобразователя напряжение на диагонали измери"тельного моста равно нулю, пороговый элемент 20 не срабатывает, ключ24 разомкнут, напряжение на обоих 25входах сумматора 25, а также на еговыходе равно нулю, В этом случаепороговый элемент 27 не срабатывает, управляющий сигнал с выхода усилителя 29 не поступает, и ключ 30в цепи обмоток реле 5 разомкнут.При возникновении разброса временвосстановления запирающих свойстввентилей, соединенных последовательно в плече преобразователя, на диагонали измерительного моста появляются импульсы напряжения небаланса 06, которые имеют форму, приведенную на Фиг,2 а. Напряжение напервом и нтором входах сумматора:появляется после срабатывания ключа 24. Напряжение небаланса на выходе моста 15 приводит в действиепорогоный элемент 20, на выходе которого появляются прямоугольные импульсы, равные по длительности импульсам напряжения небаланса. Навыходе расширителя импульсов 21 длительность прямоугольных импульсовпренышает длительность импульсовна выходе порогового элемента 20, 50на выходе элемента выдержки времени22 сигнал появляется через время рот момента возникновения импульсанапряжения небаланса и исчезаетодновременно с сигналом на выходе 55расширителя импульсон. Напряжениена выходе усилителя 23 понторяетФорму сигнала на выходе элемента выдержки времени 22 и управляет ключом 24, ПРи появлении напряженияна выходе усилителя 23 замыкаютсяоба контакта ключа 24 и подсоединяют выход делителя 16 и выпрямителя 15 к входам сумматора 25, Ключ24,включается на времяйсФс 1, причем Г больше длительности импульсанапряжения небаланса на величинувыдержки времени расширителя импульсов 21,За времяС с 1 с 1 И производится суммирование найряжений на выходе делителя 16 и моста 15, взятых с разнымизнаками В момент фр напряжениена выходе сумматора теоретически равно нулю, затем оно увеличивается домомента 1 . Уставка пороговогоэлемента 27 ныбирается больше максимального значения напряжения на выходе сумматора, которое в этом режиме равноПри этом пороговый элемент 27 несрабатывает, расширитель импульсов28 и усилитель 29 также не срабатывают, ключ 30 разомкнут, реле 5 несрабатывает, и ложный сигнал о пробое вентилей не вырабатывается.При пробое одного вентиля и равенстве обратных напряжений на остальных вентилях (фиг.2 61 на диагонали измерительного моста появляетсянапряжение, значение и форма которого соответствует обратному напряжению на.вентиле, В этом случае напряжение, подаваемое в интервалесс Ф, на первый вход сумматора,в е" Р 1 меньше амплитуды обратногонапряжения, а напряжение, подаваемое на второй вход, практически равно амплитуде обратного напряжения.Разность этих напряжений превышаетуставку срабатывания порогового элемента 27, происходит его срабатывание, замыкается ключ в цепи обмотокреле 5, При срабатывании реле 5 устройство вырабатывает сигнал о пробое вентиля,При наложении напряжения, вызванного пробоем вентиля, и напряжениянебаланса, вызванного разбросом времен восстановления запирающих свойствустройство работает аналогично(фиг, 3 д, 61,Если знак напряжения, вызванногопробоем вентиля, противоположен знаку напряжения небаланса (Фиг.3 61,то результирующее напряжение на диагонали измерительного моста имеетразнополярный характер, Напряженияна выходах мостов 14 и 15 и порогового блока 20 имеют провал, Поэтому для обеспечения требуемой выдержки времени от момента возникновения импульсон напряжения на диагонали измерительного моста, введенрасширитель импульсов 21, н напряжении на выходе которого провал отсутствует.Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения определяется повышением отстройки устройства для контроля исправностипоследовательно соединенных вентилей от напряжения небаланса и исключением вследствие этого выработки устройством ложных сигналов о 5 пробое вентилей. Экономический эффект при этом определяется исключением отключений преобразователя дляего осмотра и предполагаемого ремонта в случае поступления ложных сигналов о пробое вентилей,1095302 8 Гдд Г Кгг г,Я Составитель 0.МещеряковРедактор А.Гулька Техред О.Неце орректор И Шулл Подписн 685/37ВНИИП Зака 3035 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,Тираж 614 Государственного к делам изобретений и Москва, Ж, Раушс митета СССРоткрытийая наб д, 4/5