Устройство для контроля работы тиристорного регулятора напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02M1/18 

Изобрегение огносигся к сисгемам управления и диагносгики вейтипьных преобразователей, преимущественно к усгройсгвам защииы гирисгорных торов напряжется, Наиболее широкое распространение псяучили устройства защиты, в которых в качестве контролируемого параметра используется величина тока. Известно устройство, содержашее трансформатор тока, вьшрямитепь конгрснируемого сигнала, пороговый элемент и элемент выдержки времени, обеспечи ваюшее зашиту тиристорных регуляторов ог длительных аварийных токов путем сравнения величины и длительности протекания контролируемого тока с заданными значениями Cl3 . Применение подобных устройств зашиты для тиристорнь5Х регуляторов oi patm4eHo в связи с тем, что в ряде случаев при нарушениях работы тиристоров регулятора величина тока не достигает аварийных значений. Причиной подобны нарушений могут быть различные дефект полупроводниковых структур тиристоров, обрывы силовых или управляющих элект- родов (или аналогичных им иедей), а также потеря управляемости ияи кэроркое замыкание одного или обоих гириоторов регулятора. Для загонты тиристор ных регуляторов при указанных причинах варушения работоспособности и юстен класс защитных устройств контродируюших работу тиристоров регулятора дутем анализа интервалов проводимости в рабочие попупериоды сетевого напряжения. Наиболее Сяизким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля работы тиристорного регулятора напрягкения, содержащее первые и вторые элементы И и НЕ, датчик напряжения сети, выполненный в вид амплитудного дискриминатора, выход которого подключен к первому входу пер вого элемента И, датчик состояния тири торов, выход которого подключен к ходу второго элемента НЕ, и исполнительг вый триггер, выход которого/ соединен с входом блока индикации С2 , Недостатком известного устройства является необходимость применения двух датчиков тока, что снижает надежность регулятора, так как датчик тока устанавшшается в разрыв цепи и при его неисправности работа регулятора невозможна. Кроме того, устройство индикаИИИ аварии не позвогшег выявить причин ее возникновения, что сужает функцио- i нальные возможности устройства зашиты. Цель изобретения - повышение надежности и расширение фуншшональных возмюкностей устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство для контртя работы тиристорного регулятора напряжения, содержащее первые и вторые элементы И и НЕ, датчик напряжения сети, выпшненный в виде ампни1удного дискриминатора, выход подспючен к первому входу первого элемента И, датчик состояния тирисуоров, выход которого подключен к входу второго элемента НЕ, и исполнительный триггер, выход которого соединен с входом индикации, введены первая и вторая дифференцирующие цепи и вспомогательный ЭК-триггерь датчик состояния тиристоров выпоганен в виде амплитудного дискриминатора и вход его предназначен для подключения параллельно тиристорам регулятора, при этом выход датчика напряжения сети Через первый элемент НЕ подключен к пер&ому входу второго элемента И, а через первую дифференцирующую цепь к входу 3 вспомогательного 3 К триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выходами прдкшочекнвго к входу исполнительного триггера а выход второго элемента НЕ через вторую дифференцирующую цегаь подключен к второму входу первого элемента И| выход которого соединен с шгодом К вспомогательного ЭК-триггера, Кроме того, блок индикации может быть выполнен в Шде триггера индикации, входы которого подключены к выходам первого и второго элементов И блока индикаций, первые входы которых соеди нены с выходами соответствующих дифференцирующих цепей, а вторые входы подключены соответственно к выходам второго и первого элементов НЕ, при этом выходы триппера индикации подключе. ны к первым входам третьего и четвертого элементов И блока индикацит вторые входы которых подключены к входу исполнительного триггера, а выходы соединены со светодиодами. На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема устройства, на фиг.2 диаграммы, поясняющие работу устройства;К тиристорному регулятору, образованному тиристорами 1 (фиг. 1) и нагрузкой 2, присоединяется предложенное устройство, состоящее из датчика напряжения 3, датчика состояния тиристоров 4, блока контрсия работы тиристоров 5, испшнительного триггера 6 и блока индикации аварии 7. Блок контршя работы тиристоров 5 состоит из первой дифференцирующей цепи 8, второй дифференцирующей цепи 9, первого и второго элементов НЕ 10 и 11, элемента 12 образующего совместно с элементом НЕ 13 первый элемент И, вспомогатель ного триггера 14, элемента И-НЕ 15, образующего совместно с элементом НЕ 16 второй элемент И, Блок индикации 7 содержит первый и второй элементы И, образованные элементами И-НЕ 17 и 18, и. соответственно инверторами 19 и 20, триггер индикации 21, третий и четвертый элементы И 22 и 23 исветодиоды 24 и 25. На фиг. 2 приведены осциллограммы напряжений при работе устройства: 26 сетевое напряжение1 27 напряжение на тиристорах 1; 28 - сигнал на выходе датчика 4; 29 - сигнал на выходе инвертора 11, 30 - сигнач на выход датчика 3 5 3 1 - сигнал на выходе элемента 10, 32 - сигнал на выходе цепи 8; 33 - сигнал на выходе цепи 9; 34 сигнал на выкоде триггера 14/ 35 сигнал на выходе элемента 16. Датчики напряжения 3 и состояния тиристоров 4 выполнены в виде амплииудных дискриминаторов , работающих таким образом, что при напряжении на ИХ входах, равном от амплитуды сетевого напряжения, выходной сигнал соответствует логическому О, а в остальных случаях - логической 1 (фиг. 2, поз. 26-30). Рассмотрим работу блока контрсяя работы тиристоров 5. В номинальном ре жиме датчик состояния тиристоров 4 преобразует углы проводимости тирисго ров 2 в последовательность пряМ1угсй1Ь- ных импульсов, длительность которых соо пветствует фгшовому углу запертого состояния тиристоров в каждый пшупери од сети. Инвертор 11 инвертирует эти импульсы, и на его выходе единичный сигнал присутствует в течение отсутсг- ВИЯ напряжения на тиристорах 2 (вследствие их проводимости или перехода напряжения сети через нуль) - поз. 27 28 и 29.Датчик напряжения3 формирует прямругоаьные импульсы равной дпитед ности, соответствующей длительности де ствия напряжения сети в каждый пшупериод при превышении напряжением указанного порога. Инвертирование выход ного сигнала датчика напрях ения 3 первым элементом НЕ 10 позволяет получать на его выходе узкие импульсы, соответствующие,, переходу напряжения сети через нуль. Работа датчика напряжения 3 Не изменяется при любых режимах и показана на фиг. 2, - поз. 26, 30 и 31. От передних фронтов сформированных таким образом сигналов дифференцирующими цепями 8 и 9 формируются коротKiie Положительные импульсы (поз. 3 2 и 33), управляющие работой триггера 14, Импульс, сформированный от переднего фронта выходного сигнала датчика напряжения 3, переводит триггер 14 в единичное состояние в начале каишого погауперио да сетевого напряжения. При отпирании в дашый период тиристоров 2 изменяется сс стояние выходного сигнала датчика 4, и дифференцирующая цепь 9 формирует пшожительный импульс, который через элемент 12 и 13 переводит триггер 14 в нулевое состояние. Таким образом, при номинальной работе регулятора в калсдый полупериод сетевого напряжения триггер 14 находится в единичном состоянии в течение запертого состояния тиристоров 2, т.е. от момента начала очередного пшупериода до момента ветючения тиристора в данный попупериод. При этом на входы элемента И 15 единич11ые сигналы приходят в различные моменты времени, что не приводит к изменению сигнала на выхода и формттрованию на входе исп Мнительного триггера единичного запускающего импульса (поз. 3 1, 34 и 35). При аварии, возникщей вследствие обрыва управляющих цепей тиристоров или отсутствия импульсов управления тиристорами 1 вследствие каких-либо нарущений системы управления регулятором, тиристоры 1 остаются запертыми в течение всего времени. В этом случае срабатывание триггфа 6 происходит сцустя полупериод после возникновения аьарии. Сигнда на выходе датчика состояния тиристоров при отсутствии включений тиристоров 1 полностью повторяет сигнал, получаемый на выходе датчика напряжения 3, Требованием к настройке датчика состояния 4 является порог переключения, равный порогу датчика напряжения 3 или меньщий его. В этом случае сформированный дифференцирующей цепью 9 имцульс поступает на вход элемента И 12 в тот момент, когда на втором входе

эттаго элеменга присугсгвует сигнал (потенциал) л отеческого О, поскольку порог переключения датчика iianpsraoimfl 3 равен или больше порога переключения дагчика состояния тиристоров 4, образом, с оконча1шем псв1упериода триггер 14 остается в единичном состоянии, н в момент перехода напряжения сега нуля на выходе инвертора 16 формируется единичный импульс, включающий испшнигельный триггер 6, выходной которого, может запускать внешние ааиштные устройства,

При аварии, возникшей вследствие короткого замыкания тиристоров 2,

триггер 14 также не изменяет своего состояния с окончанием психупериода после ycTaaoBifCH его в единичное состояние сигналом датчика напрялсения, тазе как te этом случае импульсы на выходе диффереташруюшей цепи 9 отсутспзуют. При аварии одного из тиристоров регулятора у1сазанные процессы повторяются, однако импульсы, запускающие триггер 6, появляются на выходе инвертора 16 после

того псяупериода, который является рабочим по отношению к неисправному тиристору. Блок индикации аварии 7 пред назначен для инди1шции вида аварии, в частности при авариях, возникших при коротких зало 1каниях тиристоров 21, и при срабатывании испшнитедьного rpniv. гера 6 высвечивается светодиод 25. При авариях, возникших вследствие неотпирания тиристоров 1, единичный сигнал подается на вход О триггера 21, и при срабатьгоании триггера 6 высвечиваеся светодиод 24, Состояние логических сигналов на входах элементов 17 и 18 определяющих состояние триггера 21, показано на фиг. 2,

Таким образом, при возникновении аварийного состояния регулятора вследствие нарушения работоспособности тиристоров 1 не позже поиупериода сетевого напряжения срабатывает исполнительный триггер, и элемент индикации индицирует причину вознишией неисправности.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ ТИРИСТОРНОГО РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее первые и вторые элементы И и НЕ, напряжения сети, выпшненный в виде амплитудного дискриминагора, выход которого подключен к первому входу пер- , вого элемента И, датчик состояния гирис-. торов, выход которого подключен к входу второго элемента НЕ, и испод ни тельный триггер, выход которого соединен с блока ИНДИ1Ш1ЩИ, о т л и ч а к щ ее с я тем, что, с цепью повышения надежности и расширения функциональных возможное тей,в него введены первая и вторая дифференцн1:ующйе цепи и вспомогательный ЛК-триггер, датчик состояшя тиристоров выполнен в виде амплитуд нрго дискриминатора и вход его предназначен для подключения параллельно ти ристорам регулятора, при этом выход датчика напряжения сети через первый элемент НЕ подключен к первому входу второго элемента И, а через первую дифференцирующую цепь - к входу 3 вспо могательного ЗК-триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выходами подключенное Ео к входу испшнйтельного триггера, а выход второго элемента HEi через вторую дифференцирующую цепь подключен . к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с входом К вспомога тельн ого 3 К-тртгера. 2. Устройство по п. l,oтличai ю щ е. е с я тем, что блок индикации выполнен в виде триггера индикации, (Л входы .которого подключены к выходам первого и второго элементов И блока индикации, первые входы которых соединены с выходами соответствующих дифференцирующих цепей, . а вгорые входы подключены соответственно к выходам второго и первого ацементов НЕ, при этом выходъгтриггера И1здикащ1и под00 о: ключены к первым входам третьего и четвертого элементов И блока индикации, СП вгорые входы которых подключены к выходу испшнительного триггера, а выходы соединены со светодиодами.