Устройство для контроля состояния тиристоров статического преобразователя Советский патент 1984 года по МПК H02M1/18 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в системах диагностики и защиты тиристорных преобразователей, в частности для диагностики и защиты трехфазного тиристорного автономного инвертора, снабженного задающим генератором, исполнительным органом защиты, датчиками состояния тиристоров, формирователем импульсов и блоком индикации.

Известно устройство для контроля состояния тиристора, содержаадее схему совпадения, один из входов которой соединен с датчиком анодного то ка тиристора, а другой - с выходом элемента задержки, вход которого подключен к источнику управляющих импульсов тиристора, второй вход элемента задержки, выполненного на триггере, соединен с датчиком анодного тока С13.

Недостатком данного устройства является то, что оно предназначено только для контроля самопроизвольного включения тиристора и не позволяет контролировать невыключение ти ристора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство защиты тиристорного преобразователя, работаюпего с задаюсщм генератором, содержащее датчики ток тиристоров, связанные с входами элементов ИЛИ и И, выхода которых соединены с бло-г ком индикации, вг менный селектор, связанный с исполнительным органом контроля, два формирователя импульсов, .один из которых входом соединен с задающим генератором, а второй - с выходом элемента ИЛИ, элемент неравнозначности, входы которого соединены с выходами формирователей , а выход соединен с входом временного селектора, элементы НЕ, входами соединенные с выходами датчиков тока, а выходами с элементами И, третьи входы которых соединены с выходбм временного селектора.

Это устройство позволяет обнаруживать отказы типа невключение

самопроизвольное включение тии

ристора С2}. I

Недостаток такого устройства в том, что оно не позволяет обнаружить неисправности типа невыключение тиристора, кроме того, его невозможно использовать дляконтроля тиристоров преобразователя с малокосинусной нагрузкой, так как при малокосинусной нагрузке момент формирования сигнала на выходе датчика тока не будет совпадать с моментом формирования импульса формирователя, вход которого соединен с зада1ощим генератором (например при косинусе угла

нагрузки равном 0,3 разница в момен тах формирования импульсов составит 14 эл. град.).

Цель изобретения - повышение быстродействия защитыстатического преобразователя дри невыключении и самопроизвольном включении тиристора и индикации его состояния.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для контроля состояния тиристоров статического преобразователя, работающего с задающим генератором и распределителем импульсов, содержащем датчики состояния тиристоров, формирователь импульсо в, входом предназначенный для подключения к выходу задающего генератора, трехвходовые элементы И по числу контролируемых тиристоров преобразователя, блок элементов

индикации и исполнительный орган контроля. Первый вход каждого трех входового элемента и соединен в выходом формирователя импульсов, второй вход трехвходового элемента И соединен с выходом датчика состояния контролируемого тиристора, а J третий вход этого элемента предн значен для подключения к выходу распределителя импульсов,- являющемуся последующим относительно выхода, используемого для управления контролируемым тиристором, выход трехвходового элемента И соединен с соответствующим входом блока элементов индакации и исполнительным органом контроля.

Кроме того, Зстройство снабжено двухвходовыми элементами И и ИЛИ по числу контролируемых тиристоров преобразователя, причем первый вход двухвходового элемента И подключен выходу датчика состояния контролируемого тиристора, а второй вход -, через элемент ИЛИ предназначен для подключения к двум выходам распределителя импульсов которые по порядку работы являются последующими за выходом, используемым для контроля невыключения тиристора, выход двухвходового элемента И соединен с сооветствующим входом блока элементов индикации и с исполнительным органо контроля.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 временные диаграммы (О - импульсы с выхода задающего генератора; 5 - :fимпульсы с выхода распределителя импульсов; К - импульсы с выхода дачика контролируемого тиристора; Лимпульсы с выхода формирователя импульсов; м - импульса с выхода трехвходового элемента. И; н - импульсы с выхода двухвход вого элемента И) .

Временные диагрсшмы даны применительно к трехфазному автономному тиристорному инвертору напряжений со 120 эл. град, проводимостью тиристоров.

Устройство (фиг. 1) для контроля состояния тиристоров статического преобразователя 1, снабженного задаю-5 щим генератором 2 и распределителем 3 импульсрв, содержит датчики 4 - 9 состояния тиристоров, форглирователь 10 импульсов, соединенный с выходом задающего генератора, блок 11. Ю элементов 12 и 13 индикации и для каждого контролируемого тиристора трехвходовый элемент И 14 двухвходовый элемент И 15 и двухвходовый элемент ИЛИ 16. Вход распределителя им- 15 пульсов 3 соединен с выходом задающе ;; го генератора 2, первый вход элемён- та И 14 соединен с выходом формирователя 10 импульсов, второй вход элемен та И 14 и первый вход элемента И 15 20 соединены с выходом датчика состояния контролируемого тиристора (напри мер, датчика 4 состояния), третий вход элемента И 14 подключен к, выходу (в) распределителя 3 импульсов, 25 являющемуся последующим относительно выхода (3) используемого для управ- . ления контролируемым тиристором, вто рой вход элемента И 15 через эЛе-. мент ИЛИ 16 подключен к двум выходам о . (ж и 5) распределителя 3 импульСов, первый из которых по порядку работы является последующим за выходом (е), используемлм для контроля невыключения тиристора, выход элемента И 14 соединен с элементом 12 блока индика ции (неисправность типа невыключение тиристора) и с исполнительным органом защиты, а выход элемента И соединен с элементом 13 блока индика дии (неисправность типа самопроиз- вольное включение тиристора и с исполнительным органом защиты.

Устройство работает следующим образом.

При контроле невыключения тиристора на входах элемента И 14 осуществляется совпадение импульсов формиро.вателя 10 (фиг.2,л ), датчика состояния, напримердатчика 4, контролируемого тиристора (фиг.2,к) и импульса 50 (фиг.. 2 ) с выхода распределителя импульсов, являющегося последаюрим от носительно выхода (фиг.2,и ).. используемого для управления контролируемым тиристором. При нормальном функ- 55 ционировании преобразователя импульсы, поступающие на входы элемента И 14 (фиг. 2,к,е,А) взаимно исключают друг другав любой момент времени, поэтому на выходе этого элемента сохраня- 60 ется состояние логического нуля. Если происходит невыключение тиристора, к которому подключен датчик 4 состояния, например, в момент времени , то в момент времени t2 проис-,

ходит совпадение импульсов на входа элемента И 14 и на его йыходе формируется импульс (фиг. 2,лл) - сигнал о невыключении контролируемого тиритора. Этот импульс воздействует на элемент 12 блока индикации и на испнительный орган защиты.

При контроле самопроизвольного включения тиристора на входах элемента И 15 осуществляется совпадение импульсов датчика состояния (например, датчика 4), контролируемого тиристора (фиг. 2,к) и одного из двух импульсов с выходов распределителя (фиг. 2, или 5), являющихся последующими за выходом (фиг. 2,),используемым для контроля невыключения тиристора. При нормальном функционировании преобразователя импульсы, поступающие на входы элемента И 15, взаимно исключают друг друга в любой момент времени, поэтому на выходе этого элемента сохраняется состояние логического нуля. Если происходит самопроизвольное включение тиристора, к которому подключен датчик 4 состояния, например, в момент времени t,, то совпадение импульсов распределителя (фиг. .2,ж) и датчик 4 состояния, (фиг. 2,к) обеспечивает формирование на выходе элемента И 15 сигнала о самопроизвольном включении тиристора. Этот сигнал воздействует на элемент 13 блока индикации и на исполнительный орган защиты. При, этом контроль тиристора на самопроизвольное включение осуществляется в течение времени существования указанных импульсов распределителя (фиг. 2,):, Б), а в течение времени - ig контроль не производится, поскольку в это время тиристор включиться не может, так как он зашунтиРОван проводящим в течение этого времени обратным диодом (горизонтальная штриховка на фиг. 2,к). Величина этого интервала времени зависит от характера нагрузки. Так, при cos4

0,3 этот интервал соответствует 74 эл. град.

Устройство обеспечивает бы стродействие защиты формированием сигнала, на исполнительный орган защиты до начала возникновения сквозного срыва. Так,, йапример, при невыключении тиристора, к которому подключен датчик 4 состояния, аварийный процесс может возникнуть в момент времени tj , когда S проводящем состоянии окажутся одновременно два тиристора в плечах одной фазы (момент tj - момент включения тиристора другого плеча той же фазы), и обычные средства защиты ,сформируют сигнал Не ранее его момента, а предлагаемое устройство может сформировать сигнал

в момент i , т.е. в момент невыклю- чения контролируемого тиристора, а значит с упреждением не менее чем на 60 эл. град, относительно возникновения сквозного срыва (в зависимости от величины упреждение может быть и более 60 эл. град.

Предлагаемое устройство позволлет отключить преобразователь до возникновения аварийного процесса (сквозной срыв), свести до минимума время поиска невыключившёгося или самопроизвольно включившегося тиристора за счет индикации месга и вида неисправности, а также, облегчить , режим работы исполнительного органа защиты, так как отключение статичес кого преобразователя будет происхо.дить номинальном входном токе. ... Предлагаемое устройство для крнт роля состояния тиристоров статического преобразо1вателя формирует команду на снятие импульсов управления тиристорами по сигналу о невыключении какого-либо из тиристоров, т.е. преобразователь отключается до начала сквозного срыва и сигнализирует элементом индикации о номере невыклк чившегося тиристора. При самопроизвЬльном включении тиристора также формируется сигнал на исполнительный орган защиты, а элемент индикации сигнализирует номер самопроизвольно включившегося тиристора.

Таким образом, предотвращается выход из строя следующего вступаюи его в работу тиристора .(типа Т6-250}, который имел бы место при сквозном срыве, и обеспечивается облегченный режим работы исполнительного органа защиты, так как отключение статического преобразователя будет происходить при.номинальном входном токе. Кроме того, время, необходимое на поиск неисправности, сведено до минимума за счет индикации места и вида неисправности.

je

U/ V

риг,1 . HeSbiK/ifoteHUf тиристора Самопроиз6ояьнв« включение тиристврл

1 П П П П П П П П J

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ТИРИСТОРОВ СТАТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, работаюпего с задающим генератором и распределителем импульсов, содержащее датчики состояния тиристоров, формирователь импульсов, входом предназначенный для подключения к выходу задающего генератора, трехвходовые элементы И по контролируемых тиристоров преобразователя, блок элементов индикации и исполнительный орган контроля, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, защиты, при Невыключении тиристора и индикации его состояния, первый вход каждого трехвходового элемента И соединен с выходом формирователя импульсов, второй вход трехвходового-, элемента И соединен с выходом датчика состояния контролируемого т ристора, а третий вход этого элемента йре)1назначен для подключения к выхо y распределителя импульсов, являющемуся последующим относительно вы}&)да, испсшьзуемого для управления контрблируемым тиристором, выход трехвходового элемента И соединен с соответствую1цим входом блока элементов индикации и исполнительным органам контроля. 2. Устройство по п. 1,отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия защиты при самопроизвольном включении тиристора и индикации его состояния, оно с снабжено двухвходовыми элементами И и ИЛИ по числу контролируе1 «х тирис(Л торов преобразователя, причем первый вход двухвходового элемента И подключен к выходу датчика состояния контролируемого тиристора, а второй вход через элемент. ИЛИ предназначен для подключения к двум выходам распределителя импульсов, которые по порядку работы являются последующиKi ми за выходом, используемым для контроля невыключения тиристора, выход fC двухвходового элемента И соединен о с соответствующим входом блока элеэ ментов индикации и с исполнительным органом контроля. JO

m

JLH

m

Г Ц-|Г-Ц-If-If

л

rt

1 Г

пли

ll U ц iT

г;г t.

Шг

W

3

Фиг.г