СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ПОВРЕЖДЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ) Российский патент 1994 года по МПК H02M7/12 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к области защиты от повреждения силовых выпрямителей при сквозном пробое диодов.

Известны защиты аналогичного назначения, действие которых основано на сравнении с заданным значением при помощи реле мгновенных значений переменного напряжения силовых цепей выпрямителей [1]. Такие защиты имеют низкую чувствительность.

Известно устройство защиты, которое основано на сравнении модулей переменного напряжения и содержит трансформатор, электромагнитное реле, резисторы, конденсаторы, диоды [2]. Недостаток этого устройства в том, что оно имеет сложное исполнение.

Изобретение основано на том, что для получения аварийного сигнала, обеспечивающего отключение выпрямителя, формируют два вспомогательных напряжения путем выделения модуля положительной и отрицательной полуволн напряжения и сравнивают разность полученных модулей с заданным значением. Использование модуля разных полуволн напряжения и выполнение операции сравнения разности этих модулей с заданным значением позволяют упростить защиту.

Изобретение может быть реализовано устройствами, принципиальные электрические схемы которых показаны на фиг.1 и 2.

На фиг. 1 и 2 показана выпрямительная установка, которая является защищаемым объектом и выполнена в виде синхронного генератора с обмотками 1, которые соединены в первую (левая) и вторую (правая) трехфазные звезды с изолированными нулевыми точками, и двух трехфазных мостовых выпрямителей 2. Их входы подключены к выводам соответствующих трехфазных звезд, а выходы соединены между собой параллельно и c электродвигателем 3, который является нагрузкой выпрямительной установки.

Устройство защиты на фиг.1 содержит электромагнитное реле 4 с контактом (не показан) в цепи исполнительного органа защиты, двуполярный ключ, выполненный из динисторов 5, первый 6 и второй 7 конденсаторы, первый 8, второй 9 и третий 10 резисторы, первый 11, второй 12, третий 13 и четвертый 14 диоды. Реле 4 имеет напряжение срабатывания, меньшее напряжения включения динисторов 5.

Устройство защиты на фиг.2 содержит электромагнитное реле 4 с контактом (не показан) в цепи исполнительного органа защиты, двуполярный ключ, который состоит из динисторов 5, первый 6 и второй 7 конденсаторы, первый 8, второй 9 и третий 10 резисторы, первый 11 и второй 12 диоды.

Устройство защиты по фиг.1 работает следующим образом.

Во время работы выпрямительной установки между нулевыми точками звезд обмоток 1 действует напряжение, которое контролируется устройством защиты. Из полуволн разной полярности этого напряжения при помощи цепей, образованных элементами 10 - 13 - 6 - 12 и 11- 7 - 14 - 10, на конденсаторах 6 и 7 формируются два вспомогательных напряжения, которые имеют показанную на схеме полярность и равны модулям полуволн разной полярности напряжения. В контуре, который образован конденсаторами 6 и 7, динисторами 5 и катушкой реле 4, сравнивается разность этих напряжений с заданным значением, равным напряжению включения динисторов 5. При отсутствии сквозного пробоя диодов плеч выпрямителей 2 контpолируемое напряжение является переменным и не содержит постоянной составляющей, его полуволны имеют равные модули и разность вспомогательных напряжений не превышает напряжения включения динисторов 5, они выключены и реле 4 не возбуждено. При сквозном пробое диодов в контролируемом напряжении появляется постоянная составляющая, нарушается равенство модулей его полуволн и разность вспомогательных напряжений достигает значения, при котором включаются один из динисторов 5 и реле 4. Включившееся реле 4 формирует аварийный сигнал, который обеспечивает срабатывание исполнительного органа защиты. После этого прерывается ток возбуждения синхронного генератора, напряжения его обмоток 1 спадает к нулю, прекращается аварийный ток и снимается напряжение с катушки реле 4. Это реле отпадает, меняет положение своих контактов и защита переходит в исходное состояние.

Устройство защиты по фиг.2 работает в такой последовательности. На конденсаторах 6 и 7 формируются вспомогательные напряжения, которые имеют показанную на схему полярность. Для этого конденсатор 6 (7) заряжается через диод 11 и резистор 10 (через диод 12 и резистор 10) полуволнами разной полярности контролируемого напряжения, которое действует между нулевыми точками звезд обмоток 1. В схеме, образованной конденсаторами 6 и 7, резисторами 8 и 9, динисторами 5 и катушкой реле 4, сравнивается разность вспомогательных напряжений с заданным значением, равным напряжению включения динисторов 5. В рабочих режимах выпрямительной установки полуволны контролируемого напряжения имеют равные модули, их разность не превышает напряжения включения динисторов 5 и реле 4 не возбуждено. Если в плече выпрямителей 2 возникает сквозной пробой диодов, то в контролируемом напряжении появляется постоянная составляющая и нарушается равенство модулей полуволн этого напряжения. В результате этого разность этих модулей достигает напряжения включения одного из динисторов 5. После включения динистора 5 срабатывает реле 4 и формируется аварийный сигнал. Далее устройство защиты по фиг.2 работает в такой же последовательности, как и устройство защиты по фиг.1.

Технический результат изобретения - упрощение. Способ защиты основан на том, что из переменного напряжения силовых цепей защищаемой установки выделяют модуль каждой полуволны отдельно и получают сигнал для срабатывания защиты путем сравнения полученных модулей. Новая операция - выделение отдельно модуля каждой полуволны переменного напряжения. Устройство для защиты содержит реле, два блока выделения модуля переменного напряжения и двуполярный ключ. Новизна устройства характеризуется наличием двуполярного ключа и соединением этих блоков по схеме однополупериодного выпрямителя с удвоением напряжения. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ защиты от повреждения полупроводниковой выпрямительной установки, выполненной в виде синхронного генератора, обмотки которого соединены в две трехфазные звезды с изолированными нулевыми точками, и двух трехфазных мостовых выпрямителей, входы которых подключены к выходам соответствующих трехфазных звезд, а выходы соединены параллельно, заключающийся в том, что из напряжения, возникающего между нулевыми точками трехфазных звезд, формируют первое и второе вспомогательные напряжения и производят операцию сравнения напряжений, по результатам которой формируют аварийный сигнал, отличающийся тем, что первое и второе вспомогательное напряжения формируют путем выделения модуля соответственно напряжений положительной и отрицательной полуволны, после чего сравнивают разность вспомогательных напряжений с заданным значением и в случае неравенства их формируют аварийный сигнал. 2. Устройство для защиты от повреждения полупроводниковой выпрямительной установки, выполненной в виде синхронного генератора, обмотки которого соединены в две трехфазные звезды с изолированными нулевыми точками, и двух трехфазных мостовых выпрямителей, входы которых подключены к выходам соответствующих трехфазных звезд, а выходы соединены параллельно, содержащее электромагнитное реле, первый и второй резисторы, шунтированные соответственно первым и вторым конденсаторами, и четыре диода, причем анод первого и катод второго диодов предназначены для подключения к нулевой точке первой трехфазной звезды, анод третьего и катод четвертого диодов соединены, причем катоды первого и третьего диодов соединены с первыми выводами первого и второго резисторов, отличающееся тем, что в него введены двухполярный ключ и третий резистор, первый вывод которого соединен с объединенными анодом третьего и катодом четвертого диодов, а второй вывод предназначен для подключения к нулевой точке второй трехфазной звезды, при этом обмотка электромагнитного реле включена последовательно с двухполярным ключом между анодом второго диода, соединенным с вторым выводом первого резистора, и анодом четвертого диода, соединенным с вторым выводом второго резистора. 3. Устройство для защиты от повреждения полупроводниковой выпрямительной установки, выполненной в виде синхронного генератора, обмотки которого соединены в две трехфазные звезды с изолированными нулевыми точками, и двух трехфазных мостовых выпрямителей, входы которых подключены к выходам соответствующих трехфазных звезд, а выходы соединены параллельно, содержащее электромагнитное реле, первый и второй резисторы, первые выводы которых соединены соответственно с первыми выводами первого и второго конденсаторов, первый и второй диоды, причем катод первого и анод второго диодов предназначены для подключения к нулевой точке второй трехфазной звезды, отличающееся тем, что в него введены двухполярный ключ и третий резистор, первый вывод которого предназначен для подключения к нулевой точке первой трехфазной звезды, а второй вывод подключен к вторым выводам конденсаторов и через включенные последовательно двухполярный ключ и обмотку электромагнитного реле соединен с вторыми выводами первого и второго резисторов, первые выводы которых подключены соответственно к аноду первого и катоду второго диодов.