Способ ликвидации аварии инвертора магнитогидродинамического (МГД) генератора МГД-энергоблока с инверторами Советский патент 1990 года по МПК H02H7/127 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области преобразования постоянного тока магнитогидродинамического (МГД) генератора в переменный с помощью статических преобразователей, а более точно - к области ликвидации аварий указанных преобразователей.

Известен способ ликвидации аварии, являющейся следствием нарушения в работе инвертора МГД генератора фарадеевского типа, путем разрыва цепи постоянного тока аварийного инвертора выключателем постоянного тока. В

00

этом случае инвертор подключен к паре .противолежащих электродов МГД генератора, его номинальное напряжение составляет единицы кВ, что позволяет использовать стандартные выключатели постоянного тока типа АБ или ВАБ. Для современных диагональных секционированных МГД генераторов требуются инверторы на рабочее напряже ние 10 кВ и вьше. Выключателей .постоянного тока для работы в таких условиях промышленность не выпускает, их разработка требует значительных усилий. Поэтому указанный способ ликвидации аварии для инверторов, работающих от промышленных НГД генераторов, неприменим. Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ ликвидации аварии инве тора МГД генератора путем шунтирования инвертора с помощью короткозамыкающего устройства. При фиксации аварии им шунтируют инвертор, в результате чего аварийный ток переходит на короткозамыкатель, чем предотвращаются токовые, перегрузки оборудования инвертора. Поскольку длительное включенное состояние коротко замыкателя при работающем МГД генера торе не допускается из-за перегрузки МГД канала, далее отключают МГД генератор, затем без тока размыкают отделитель в цепи постоянного тока аварийного инвертора, после чего про изводят включение МГД генератора. Известное устройство содержит блок выявления и фиксации аварии, датчик тока и отделитель в цепи постоянного тока инвертора. Существенным недостатком такого устройства является то, что описанный способ ликвидации аварии инвертора и устройство, его реализующее связаны с большими потерями времени и энергии из-за необходимости остано ва и повторного пуска МГД генератора при аварии любого из многочисленных инверторов, т.е. с существенным снижением надежности МГД энергоблока.. Цель изобретения - повышение надежности МГД энергоблока при возникновении аварийного режима нарушения коммутаций тока вентиляции инвертора. Это достигается тем, чтосогласно предложенному способу ликвидации аварии магнитогидродинамического МГД генератора МГД энергоблока с инверторами, заключающемуся в том, что фиксируют нарушения коммутации тока вентилями инвертора и производят разрыв цепи постоянного тока аварий ного инвертора, после фиксации нарушения коммутации тока вентилями инвертора переводят находящиеся в работе другие инверторы МГД энергоблока в выпрямительный режим, фиксируют отсутствие тока в цепи посто янного тока аварийного инвертора, с мают импульсы управления его вентил ми, после разрыва цепи постоянного тока аварийного инвертора фиксируют этот разрыв и восстанавливают доаварийный режим инверторов, переведенных в выпрямительный режим. Достижение указанной цели облегчается благодаря тому, что в современных промышленных МГД генераторах с каналом диагонального секционированного типа схема нагружения имеет параллельно-последовательный характер. При этом по длине канала выделено несколько токосъемных зон, между электродами которых включены (непосредственно ипи через суммато,ры тока электродов) инверторы, причем во избежание холостого хода участков канала между любыми двумя токосъемными зонами включено не менее двух инверторов. На фиг.1 приведена стилизованная диаграмма токов и напряжений аварийного и других инверторов в процессе возникновения и ликвидации повреждения по указанному способу; на фиг. 2 - пример выполнения устройства, реализующего предлагаемый способ. На фиг„1 id , Ud ток и напряжение аварийного инвертора, id2, Ud-2 - ток и напряжение инвертора, эквивалентирующего другие инверторы, включенные между теми же токосъемными зонами, что и аварийный. Токи и напряжения построены в долях соответствующих н.оминальных значений, В момент t вследствие нарушения .1утаций тока вентилями аварийного инвертора его напряжение падает до нуля, ток в цепи постоянного тока инвертора начинает возрастать. Факт нарушения фиксируют и быстро (за 20 мс) переводят другие инверторы в выпрямительный режим (кривая Ud,2. бняет знак). При этом аварийный ток распределяется между всеми инверторами. Под действием ЭДС инверторов, переведенных в выпрямительный режим, ток аварийного инвертора уменьшается и в момент t достигает нуля. Этот факт фиксируь-.т и отключают управлянщие импульсы аварийного инвертора и отделитель, разрывающий без тока цепь постоянного тока аварийного инвертора. Факт срабатывания отделителя фиксируют, после чего в момент tj начинают обратный перевод поврежденньпс инверторов в доаварийный режим и тем самым воеста5навливают нормальную работу энергоблока.

Устройство (см,фиг.2), реализующее описанный способ ликвидации аварии инвертора, содержит блок 1 выявления и фиксации нарушений коммутаций защищаемого инвертора 2 (блок 1 может быть выполнен на основе любого из известных способов и реализующих их устройств дифференциальной защиты), датчик тока 3 и отделитель 4 в цепи постоянного тока инвертора 2, блок 5 фиксации нулевого тока (обычное полупроводниковое реле тока) , подключенный к датчику 3, блок 6 перевода других инверторов 7 в выпрямительный режим и обратно (блок 6 может быть, например, реализован в виде двух последовательных элементов типа ИЛН-НЕ с обратной связью), элемент совпадения 8, входы которого подключены к выходам блоков 1 и 5, а выход - к запирающему входу источника 9 управляющих импульсов инвертора 2 и входу блока 10 отключения отделителя А (в качестве блока 10 может быть использован одновибратор ), Выход блока 6 связан с входами источников импульсов 11, управляющими фазовым сдвигом импульсов инверторов 7, а блокирующий .вход блока 6 с выходом блока 12, фиксирующего отключенное состояние отделителя 4 (блок 12 фиксации отключенного положения отделителя может быть выполнен либо на основе триггера с двумя устойчивыми состояниями, управляемого блок-контактами положения отделителя 4, либо в виде повторителя отключенного положения отделителя, где входным сигналом будет сигнал блокконтакта отключенного положения отделителя) .

Устройство работает следующим образом.

При возникновении аварии - нарушения коммутаций вентилей инвертора 2 - срабатывает блок 1 выявления и фиксации аварии и подает сигналы-на подготовку работы элемента совпадения 8 и пуск блока 6 перевода не-

600806

поврежденных инверторов 7 в выпрямительный режим путем воздействия от блока 6 на их источники импульсов 11, Перевод инверторов 7 в выпрямительный режим создает условия для прекращения тока в цепи инвертора 2 и выдачи датчиком 3 соответствующего сигнала, фиксируемого блоком 5. В

Q результате срабатываетэлемент совпадения 8, воздействующий на блок ; 10 отключения отделителя 4. После отключения отделителя, фиксируемого блоком I2, последний подает блокиру 5 ющир сигнал на вход блока 6, снимающего сигнал фазового перемещения импульсов инверторов 7, в результате чего возобновляется нормальная работа неповрежденных инверторов. 20 Техническими преимуществами предложенного изобретения по сравнению с известным являются

а)быстрое прекращение аварийного тока через вентили поврежденного ,

25 инвертора, что по сравнению с коммутационными аппаратами в 2-3 раза снижает токовые воздействия на вентили;

б)надежная локализация аварии 2Q отключение- с отсоединением от МГД канала только поврежденного инвертора без необходимости отключения в ука-. занных случаях всего МГД генератора, отключение и повторный пуск которого связан с значительными трудностями и

затратами времени. С помощью предлагаемого способа и устройства весь цикл ликвидации аварии и восстановления работы МГД генератора занимает не более 0,5 с.

Экономический эффект от использования изобретения по сравнению с дейст вующим,аналогом и базовым объектом с(эстоит в отказе от разработки сложного и дорогостоящего коммутационного аппарата постоянного тока большой разрьгеной мощности, в предотвращении выхода .из строя вентильного оборудования, а также в весьма существенном уменьшении недоотпуска электроэнергии энергоблоком (вместо 3-5 ч простоя блок вновь включается в работу переэ 0,5 с).

СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ АВАРИИ ИНВЕРТОРА МАП1ИТОГИДРОДИНАМИЧЁСКОГО (ИГД) ГЕНЕРАТОРА МГД ЭНЕРГОБЛОКА С ИНВЕРТОРАМИ, заключающийся в том, что фиксируют нарушение коммутации тока вентилями инвертора и производят разрыв цепи постоянного тока аварийного инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности МГД энергоблока при возникновении аварийного режима нарушения коммутаций тока вентилями инвертора, после фиксации нарушения коммутации тока вентилями инвертора переводят находящиеся в работе другие инверторы МГД энергоблока в выпрямительный режим, фиксируют отсутствие тока в цепи постоянного тока аварийного инвертора, снимают импульсы (Л управления его вентилями, после разрыва цепи постоянного тока аварийнос го инвертора фиксируют этот разрыв и восстанавливают доаварийный режим инверторов, переведенных в ш трямительный режим.