Устройство для защиты непосредственного трехфазного преобразователя частоты Советский патент 1985 года по МПК H02H7/12 

двух операционных усилителей., семи резисторов, потенциометра и двух диодов , причем инвертирующие кходы обоих операционных-усилителей соответственно через первьй и второй резисторы соединены с выходом потенциометра,, предназначенного для подключения к источнику постоянного напряжения, неинвертирующий вход первого операционного уси.пителя через третий резистор предназначен для соединения с шиной нулевого потенциала j инвертирую дий вход второго

и неинвертирующий вход первого операционных усилителей подключены соответственно к одним выводам.четвертого и пятого.резисторов, другие выводы которых являются входами соответствующего преобразователя аналогового сигнала в дискретный, а выходы операционных усилителей подключены соответственно через шестой резистор и седьмой резистор к одним выводам первого и второго диодов, другие выводы которых являются выходами указанного преобразователя.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ТРЕХФАЗНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ, включающего три комплекта вентилей, каждый из которых выполнен в виде двух вентильных групп, включенных между собой по встречно-параллельной схеме, причем входы одноименных вентильных групп указанных комплектов подключены соответственно к общим вторичным обмоткам питающего трансформатора, а выходы соединены в треугольник , вершины которого подключены к трехфазной нагрузке, содержащее измерительные шунты, предназначенные для последовательного включения в первый выходной вывод каждого комплекта вентилей, датчики тока, подключенные к выходам соответствующих шунтов, и исполнительный орган защиты, отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности за счет снижения уровня отключаемого аварийного тока, в него введены на каждый из комплектов вентилей двухвходовый аналоговый компаратор, датчик тока и измерительный шунт, причем измерительный шунт предназначен для последовательного включения во второй выходной вывод соответствующего комплекта вентилей и подключен к входу соответствующего датчика тока, входы каждого компаратора .соединены с выходами датчиков тока, подключенных к измерительным шунтам, предназначенным для включения в соединенные между собой выходные выводы разных комплектов вентилей, а выходы компараторов подключены к входу исполнительного органа защиты. (О 2.Устройство ПОП.1, отлис чающееся тем, что каждый из двухвходовых аналоговых компараторов выполнен в виде двух преобразователей аналогового сигнала в дискретный с одним входом и двумя выходами и четырех элементов И-НЕ, 00 при этом первый выход первого и ел второй выход второго преобразова4 телей аналогового сигнала в дискрет00 ный соединены с входами первого ел .элемента И-НЕ, остальные выходы преобразователей - с входами второ-го элемента И-НЕ, выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены к входам третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к входу четвертого элемента И-НЕ, выходкоторого является выходом соответствующего компаратора. 3.Устройство по п.2, о т л ичающееся тем, что каждый из преобразователей аналогового сигнала в дискретный выполнен в виде

Изобретение относится к электротехнике,, в частности к устройствам защиты непосредственного преобразователя частоты от аварийных токов. Известно устройство для защиты тиристорных преобразователей от ава рийных токов с датчиками тока, выпо ненными на магнитно-управляемом контакте-герконе, устанавливаемом на выходных шинах преобразователя Однако отключение тнристорного преобразователя происходит тогда когда аварийный ток достиг значительной величины,, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для защиты непосре,цстве1шого трехфазного преобразователя частоты включающего три комплекта вентилей каждыйиз которых выполнен в . ви,де двух вентильных групп, включенных между собой по встречно-параллельной схеме J причем входы о,цноименных вентильных х-рупп указанных комплектов подключены соответстзенно к: общим вторичным обмоткам питающего трансформатора, а выходы соединены в треугольник, которого подключены к трехфазной нагрузке,, содержащее измерительные шунты пред назначенные для последовательнСго включения в первый выходной вывод каждого комплекта вентилей датчики тока,, выполненные к выходам соот и исполнительны ветствующих шунтов, орган защиты Недостатком данного устройства является то, что отключение непосредственного преобразователя частоты происходит тогда, когда аварийный ток достигает значительной величины. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет снижения уровня отключаемого аварийного тока. Поставленная цель достигается тем, что Б устройство для защиты непосредственного трехфазного преобразователя частоты, включающего три комплектавентилей, каждый из которых выполнен в виде двух вентильных групп, включенных между собой по встречно-параллельной схеMej причем входы одноименных вентильных групп указанных комплектов подключены соответственно к общим вторичным обмоткам питающего трансформатора, а выходы соединены в треугольник, вершины которого подключены к трехфазной нагрузке, содержащее измерительные шунты, предназначенные для последовательного включения в первый вькодной вывод каждого комплекта вентилей, датчики тока, подключенные к выходам соответствующих шунтов, и исполнительный орган защиты, введены на каждый из комплектов вентилей двухвходовый аналоговый компаратор, датчик тока и измерительный шунт, причем измерительньй шунт предназначен для последовательного включения 3 во второй выходной вывод соответствующего комплекта вентилей и подключен к входу соответствующего дат чика тока, входы каждого компаратора соединены с выходами датчиков то ка, подключенных к измерительным шунтам, предназначенным для включения в соединенные между собой выходные выводы разных комплектов вентилей, а выходы компараторов подключены к входу исполнительного органа защиты. Каждый из двухвходовых аналоговых компараторов может быть выполнен -в виде двух преобразователей аналогового сигнала в дискретный с одним входом и двумя выходами и четырех элементов И-НЕ, при этом . первый выход первого и второй выход второго преобразователей аналогового сигнала в дискретный соединены с входами первого элемента И-НЕ, остальные выходы преобразователей с входами второго элемента И-НЕ, выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены к входам третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен R входу четвертого элемента И-НЕ, выход которого является выходом соответствующего компаратора. Каждый из преобразователей аналогового сигнала в дискретный может быть выполнен в виде двух операционных усилителей, семи резисторов потенциометра и двух диодов, причем инвертирующие входы обоих операционных усилителей соответственно через первый и второй резисторы соединены с выходом потенциометра, предназначенного для подключения к источнику постоянного напряжения, неинвертирующий вход первого операционного усилителя через третий резистор пред назначен для соединения с шиной нуле вого потенциала, инвертирующий вход второго и неинвертирующий вход перво го операционных усилителей подключены соответственно к одним выводам четвертого и пятого резисторов, дру1;ие выводы которых являются входами соответствующего преобразователя аналогового сигнала в дискретный, а выходы операционных усилителей подключены соответственно через шестой резистор и седьмой резистор к одним выводам первого и второго диодов, другие выводы которых являются выходами указанного преобразователя датчиков тока, соединенных с шунтаи 19 (фиг. 3) содержит два преобразователя 22 и 23 аналогового сигнала в дискретный, каждый из которых выполнен на паре операционных усилителей 24, 25 и 26, 27 и имеет два выхода и один вход., Вход каждого преобразователя аналогового сигнала в дивкретный соединен с выходом соответствующего датчика тока, первый выход преобразователя 22 и второй выход второго преобразователя 23 соединены с входами первого элемента И-НЕ 28, оставшиеся выходы преобразователей 22 и 23 соединены с входами второго элемента И-НЕ 29, выходы первого 28 и второго 29 элементов И-НЕ соединены с входом элемента И-НЕ 30, выход которого соединен с входами четвертого элемента И-НЕ.31, выход которого соединен с исполнительным органом защиты 21. сигнала в дискретный выполнен на 854 На фиг. 1 приведена схема непосредственного преобразователя частоты (НПЧ) с устройством для защиты; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.З схема двухвходового компаратора аналоговых сигналов. На диаграммах фиг. 2 обозцаченр: токи фаз преобразователя; 1,1зд2, ,- токи нагрузки. Устройство содержит (фиг. 1) питающий трансформатор 1, к обмоткам которого подключены вентильные комплекты 2, 3 и 4, каждый из кото- рых содержит две вентильные группы 2с(; 2S, 3«, Зб; 4а, 6, включенные по встречно-параллельной мостовой схеме, причем одноименные вентильные группы подключены к общей обмотке трансформатора 1, в каждом выводе вентильных комплектов 2, 3 и 4 установлены измерительные шунты 5 10, выходы которых подключены к входам датчиков тока 11 - 16, выходы датчиков тока подключены к двух- входовым аналоговым компараторам 17, 18 и 19. так, что к каждому компаратору подключены выходы двух ми разных вентильных комплектов, подключенных к одной фазе нагрузки 20, выходы компараторов 17, 18 и 19 подключены к входу исполнительного органа защиты 21. Каждый из компараторов 17, 18 Преобразователь 22 аналогового двух операционных усилителях 24 и 25, инвертирующие входы которых через резисторы 32 и 33 подключены к потенциометру 34, неинвертирующий вход первого усилителя 24 соединен через резистор 35 с общей шиной источника питания, инвертирующий вход первоТго усилителя 24 соединен через резистор 36 и 37 с неинвертирующим входом второго усилителя 25 и является входом преобразователя 22 аналогового сигнала в дискретный, выходы операционных усилителе 24 и 25 соответственно являются выходами пре образователя 22 аналогового сигнала в дискретный, которые через резисторы 38 и 39 и диоды 40 и 41 соединены с входами соответствующих элементов И-НЕ 28 и 29. Устройство работает следующим образом. Из диаграммы токов фаз 5 НПЧ (фиг.2 видно, что в любой момент времени могут работать две вентильные группы в разных фазах разных направлений тока. Следовательно, в любой момент времени по четырем из шести шунтов будет протекать ток, причем в шунтах, которые подключены к одной фазе нагрузки, направление токов сов падает. Например, в интервале времени О- -|- работает в фазе А вентильная группа 2о1, а в фазе В вентильная группа ЗБ. При этом направление токов в шунтах 6 и 7 будет положительным. В интервале времени ---вентильная группа 2« фазы А работает, а в фазе В обе вентильные группы не работают - ток в шунте 6 сохраняет свое направление, а в шунте 7 отсутствует. В интервале времени --1 вентильные группы А не работают, а в фазе В работает вентильная группа 3 01 - ток в шунте 6 отсутствует, а в шунте 7 поменял направление на противоположное. В интервале времени F- - работает вентиль ная группа 2 фазы А и вентильная группа Зя, фазы В. Направление токов в этом случае в щунтах 6 и 7 будет совпадать, но изменится на противопололсное - станет отрицательньм В интервале времени зе А работает вентильная группа 25, а в фазе В обе вентильные группы не работают - направление тока в шунте 6 будет отрицательным,а в шунте 7 ток отсутствует. фаВ интервале - -/2/Г работает вентиляционная группа 3 CF в фазе В, а в фазе А обе вентильные группы не работают - направление тока в шунте 7 будет положительным, а в шунте 6 ток отсутствует. Если произойдет авария и вентильная группа 3« фазы В откроется тогда, когда работает вентильная группа 2 я фазы А, то направление токов в шунтах 6 и 7 будет встречным, если одновременно откроются вентильные группы 26 и ЗБ фаз А и В, то в этом случае также направление токов в шунтах 6 и 7 встречное. Аналогичная картина будет, если произойдет к.з. между фазами В и С или С и А преобразователя. Все рассмотренные варианты сводятся в табл. 1, в которой Г ток в шунте 6, Г2 - в шунте 7, +; -; О положительное, отрицательное направления токов в шунтах и его отсутствие соответственно. Таблица 1 Сигнал с шунтов поступает на датчики тока 11 - 16, которые при изменении полярности входного сигнала изменяют полярность выходного. С датчиков тока 11-16 сигнал поступает на входы соответствующих компараторов 17, 18 и 19, а именно: на входы преобразователей 23 и 24 аналогового сигнала в дискретный, которые прео разуют аналоговый сигнал в дискре ный сигнал О и 1 (табл. 2). В табл. 2 приведен пример соответствия направления тока логическ му сигналу О или 1. Таблиц С преобразователей 22 и 23 аналогового сигнала в логический и сигналы поступают на вход элементо И-НЕ 28 - 31, которые в случае нор мальной работы преобразователя (табл. 1 варианты 1-6) вьщают сигнал логической единицы в исполнительный орган защиты, например систему импульсно-фазового управле 858 ния, а в случае аварии (7-8) - логического нуля,отключающего непосредственный преобразователь частоты, например, снятием управляющих им.пульсов с тиристоров. Таким образом, отключение преобразователя происходит в начальный момент развития аварии и ток срабатывания защиты равен 1,5-2% от If, и определяется чувствительностью и быстродействием датчика тока. Повышение надежности по сравнению с прототипом достигается тем, что отключение непосредственного преобразователя частоты происходит в момент начала аварии, т.е. в тот момент, тогда токи в шунтах разных вентильных комплектов,, но подключенных к одной фазе нагрузки будут направлены встречно. В этом случае устройство формирует сигнал аварии и система импульсно-фазового управления снимает импульсы с тиригторов. Таким образом, если в прототипе уставка срабатывания значительно больше номинального тока, то в предлагаемом устройстве уставка срабатывания составляет всего лишь 1,5-2% от него и определяется быст- родействием датчика тока.

fizzn

U asnJЗяизи™«имв-J« спи

IВ-сшк-ахыдяипи

JwJ

-«-f

-

-- if

-- t

3