Устройство для контроля неисправности последовательно соединенных вентилей Советский патент 1986 года по МПК H02H7/10 

тельный орган (ИО) 12 и дополнительно введенные трансформатор (Т) 7 и блок измерения амплитуды тока (БИА.Т) 11. Высоковольтные и -низков.ольтные плечи вентилей и ДН 5 и 6 образуют несимметричный мост, в диагональ которого включен УК 8. Управляющие входы УК 8 подключены соответствен- н6 к выходу датчика обратного тока (ДОТ) 10 и БФИУ 9. Первичные обмотки Т 7 соединены встречно, их точка соединения подключена к вентилю 2. и. ДОТ 10, а крайние выводы - соот1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной, технике, и может быть использовано в высоковольтных преобразователях для контроля состояния (неисправности) последовательно соединенных вентилей.

Целью изобретения является повышение надежности путем - -лучшения избирательности, увеличения чувствительности и повышения помехоустойчивости.

На чертеже п зедставлена функциональная схема устройства для контроля неисправности последовательно соединенных вентилей.

Схема содержит последовательно соединенные вентили 1 и 2 (1 - высоковольтное плечо, 2 - низковольтное плечо), их защитные RC. -цепи 3 и 4, подключенные параллельно каждому вентилю, причем по крайней мере на последнем (головном вентиле 2) р. С-цепь 4 выполнена с последовательностью соединения конденсатор - резистор, емкостно-омические делители 5,6 напряжения, включенные параллельно вентилям 1 и 2 через транс- .форматор 7 (коэффициент деления делителя напряжения на последней ступени делителя 6 равен числу последовательно соединенных вентилей 1 и 2)-, последняя ступень делителя 6 напряжения имеет посл,едовательность соединения элементов, аналогичную последовательности соединения защитной RC-цепи 4 головного вентиля 2,

226565

ветственно последовательно с защитной цепью 4 вентиля 2 и ДН 6. Вторичная обмотка Т 7 через БИАТ 11 соединена с ИО 12. Устройство позволяет независимо от длительности протекания тока по обмоткам Т 7, который может находиться в состоянии насыщения, выдать достоверную информацию о пробое вентилей в ИО 12, так как всегда происходит трансформация сигнала из первичной во вторичную обмотку Т 7, Этим достигается пос- тавленная цель. 1 ил.

(постоянные времени защит ных RC-це- пей 3 и 4 и делителей 5,6 напряжения равны), к точке соединения конденсатора и резистора защитной RC-цепи 4 головного вентиля 2 и к аналогичной точке части делителя 6 напряжения подключен управляемый ключ В, вход которого подключен к выходу устройства 9 формирования

10

импульсов управления и к выходу

датчика 10 тока, который включен последовательно с головным вентилем 2. К выводам резисторов RC.-цепи 4 и делителя 6 подключены соответственно начала первичных обмоток W и К/2 трансформатора 7, концы этих обмоток соединены в точку и подключены между силовым выводом головного вентиля 2 и датчика 10 тока,вторичная обмотка трансформатора 7

подключена к входу блока 11 измерения амплитуды тока, выход которого подключен к входу исполнительного органа 12.

Устройство работает в нескольких режимах.

При наличии переменного напряжения в режиме запертых вентилей 1 и 2 устройство 9 формирования импульсов управления не работает, ток

через вентили 1 и 2 практически не протекает, датчик 10 тока не работает, управляемый ключ 8 заперт, а по RC -цепям 3 и 4 вентилей 1 и 2 через делители 5,6 напряжения,первичные обмотки U/ и W,j трансформатора 7 протекают встречно-направленные

31

переменные токи. Во вторичную обмотку U/ трансформатора 7 трансформации тока не происходит, так как первичные обмотки включены встречно, углового сдвига между токами защитных C-цепей вентилей 1 и 2 и делителей 5,6 напряжения нет(постоянные времени защитных RC -цепей и делителя напряжения равны), эти цепи выполнены идентичными, и соотношение витков двух первичных обмоток W и W трансформатора 7, расположенных на одном магнитопроводе, таково, что выполняется равенство намагничивающих сил (н.с,)

J,W,,

где токи первичных обмоток трансформатора; W, , число витков первичных оёмоток трансформатора.

На вход 11 блока измерения амплиуды тока сигнал разбаланса токов с

торичной обмотки 1л1 не поступает, сполнительный орган 12 не рабоает.

При наличии в последовательной цепи пробитых вентилей 1 изменяется полное сопротивление и постоянная времени защитных RC -цепей 3 и 4 (закорочены RC -цепи пробитых вентилей), увеличивается амплитуда тока, протекающего через защитные цепи 3 и 4, вентилей 1 и 2 относительно тока, протекающего через делители 5,6 напряжения, нарушается равенство намагничивающих сил первичных обмоток UJ и Wj трансформатора 7 и происходит трансформация тока во вторичную обмотку .j ВЕзщеленный- сигнал с вторичной обмотки трансформатора 7 поступает в блок 11 измерения амплитуды тока, с выхода которого сигнал, пропорциональный числу пробитых вентилей, поступает в исполнительный орган 12, который индуцирует число пробитых вентилей в цепи.

При пробое головного вентиля 2 практически весь ток, протекающий через защитные RC -цепи вентилей 1, протекает через пробитый вентиль 2. Во вторичную обмотку Wj трансформатора 7 трансформируется сигнал,пропорциональный максимальной амплитуде тока. Это условие дает возможность распознать пробой головного вентиля 2 от пробоя остальных вентилей 1. Сигнал с выхода вторичной обмотки W трансформатора 7 поступает в блок 11 измерения амплитуды то- ка и далее в исполнительный орган 12

265654

В режиме отпирания вентилей 1 и 2 при отсутствии пробитых вентилей устройство работает следую1цим образом.

5 При поступлении импульсов на вентили 1 и 2 и на управляемый ключ 8 от устройства 9 формирования импульсов управления вентили 1 и 2 и ключ 8 отпираются. Через открытые

to вентили 1 и 2 происходит разряд ко.н- денсаторов защитных цепей 3 и 4 и делителей 5,6 напряжения.Так как уп- . равляемый ключ 8 в зтот момент времени открыт, то токи, протекающие че15 рез первичные обмотки W, и W трансформатора 7, обратно пропорциональны величинам сопротивлений резисторов защитной цепочки головного вентиля 2 и последнего RC -звена де20 лителя 6 напряжения и равны по величине вследствие равенства сопротивления указанных резисторов. Равенство токов через первичные обмотки W и Ц| трансформатора 7 обуслав25 ливает равенство намагничивающих сил (л,и;, , первичных обмоток и отсутствие трансформации тока во вторичную обмотку трансформатора 7. Включение управляемого ключа 8 им30 пульсом управления и поддержание этого ключа в открытом состоянии на время длительности импульса управления позволяет исключить ложное свабатывание устройства от помех, которые могут появиться из-за неодновременного включения последовательно соединенных вентилей 1 и 2.

При запирании вентилей 1 и 2 через датчик 10 тока протекает ток восстановления тиристоров.

35

40

Сигнал, снимаемый с датчика 10 тока, поступает на вход управляемого ключа 8 и держит его в открытом состоянии до окончания обратного тока восстановления. Это позволяет, независимо от разброса временных характеристик восстановления вентилей 1 и 2 и независимо от неравномерности распределения напряжения на вентилях 1 и 2 в момент восстановления их запирающих свойств, соблюсти условие равенства н.с. ( JiN, ) первичных обмоток W, и трансформатора 7, так же как и в процессе отпирания в ентилей, и исключить появление ложного сигнала на выходе вторичной обмотки W трансформа тор а 7.

По окончании процесса восстановления вентилей 1 и 2 управляемый ключ 8 закрывается и-при отсутствии пробитых вентилей обеспечивает ра- венство н.с, ( 3W l,jW) первичных обмоток Ul и W., трансформатора 7,что обусловливает отсутствие сигнала на входе и выходе блока 11 .измерения амплитуды тока.

При наличии пробитых вентилей в цепи вентилей 1 и 2 работа устройства при включении и выключении вентилей аналогична описанной, т.е. после запирания ключа 8 нарушается равенство н.с. ( 3,W,-J,,W,j) первичных обмоток трансформатора 7 и про- исходит трансформация во вторичную обмотку Wj тока, пропорционального числу пробитых вентилей.

Так как в моменты отпирания и запирания вентилей 1 и 2 в контур замыкания ключа 8 не входят конденсаторы защитных цепей и делителя напряжения, то переходный процесс перерас- пределения токов определяется трансформатором 7 и резисторами защитной цепи головного вентиля 2 и аналогичной цепи делителя напряжения„ Это дает вйзможность получения информа- ции об изменении токов в RC -цепях .в зависимости от состояния элементов схемы в короткий отрезок времени независимо от времени воздействия напряжения на вентилях 1 и 2. При про- бое головного вентиля 2 на исполнительный орган 12 также вьщается достоверная информация.

Включение последовательно с защитными RC -цепями трансформатора 7 не дает существенного повьшения напряжения на головном вентиле 2, так как первичные обмотки трансформатора 7 выполнены многовитковыми и включены встречно, а вторичная обмотка маловитковая и нагружается на малое сопротивление, т.е. трансформатор 7 работает в режиме трансформации тока

Передача сигнала при разбалансе н.с. ( 3,4, ) происходит при ма- лых магнитных потоках, что дает возможность передачи как однополярных, так и разнополярных сигналов.

Применение блока измерения амплитуды тока позволяет независимо от длительности протекающего по обмоткам трансформатора тока вьщать дос- ВНИИ1Ш Заказ 2143/54

Производств.-полиграф, пред-е, г. Ужгород, ул Проектная, 4

0

5 о -

г

,.

5

товерную информацию о пробое вентилей в исполнительное устройство,, так как даже при протекании длитель- ного однонаправленного тока, когда трансформатор может заходить в режим насыщения,происходит трансформация сигнала из первичной вовторичную обмотку.

Если цепь последовательно соединенных вентилей работает в инверторе со звеном постоянного тока, то для обеспечения работы устройства в режиме открытого выпрямителя и закрытого инвертора, т.е. при длительно воздействующем постоянном напряжении, необходимо, чтобы трансформатор был выполнен как трансформатор постоянного напряжения.

Формула изобретения

Устройство для контроля неисправности последовательно соединенных вентилей, снабженных параллельными защитными цепями и блоком формирования импульсов управления, содержащее делитель напряжения, управляемый ключ, включенный в диагональ несимметричного моста, образованного высоковольтным и низковольтным плечами цепи вентилей и делителя напряжения, один уЕ.равляющий вход управляемого ключа подключен к выходу датчика обратного тока, а другой управляюищй вход предназначен для подключения к блоку формирования.импульсов уп- ра.вления, и исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения избирательности, увеличе- ния чувствительности и повышения помехоустойчивости, оно снабжено трансформатором и блоком измерения амплитуды тока,, причем первичная обмотка трансформатора состоит из двух встречно включенных обмоток,одни выводы которых обьединены в общую точку и подключены между силовым выводом вентиля низковольтного плеча и датчиком обратного тока, а другие выводы - соответственно последовательно с защитной цепью вентиля низковольтного плеча и с делителем напряжения, вторичная обмотка трансформатора подключена к входу блока измерения a fплитyдытока,выход которого соединен с входом исполнительного органа, Тираж 612 Подписное

Изобретение предназначено для контроля состояния последовательно соединенных высоковольтного и низко- .вольтного плеч вентилей с параллель- ньши защитными цепями и блоком формирования импульсов управления (БФИУ). Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит у, RC-делители напряжения (ДН) 5 и 6, управляемый ключ (УК) В, исполни(Л to N9 Од сд Од ел J2