Устройство для защиты тиристорно- реакторных групп вентилей Советский патент 1987 года по МПК H02H7/10 

1337964

Изобретение относится к преобрасд

зовательной технике в частности к устройствам для защиты тиристорных преобразователей, и предназначено для защиты тиристорно-реакторных групп (ТРГ) статических компенсаторов реактивной мощности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение чувствительности устройства путем выявления отличий расчетного тока фазы ТРГ, формируемого путем интегрирования напряжения на реакторе этой фазы, от реального тока фазы, измеряемого при помощи трансформатора тока, а также путем контроля источника управляюищх импульсов.

На фиг. 1 представлена схема ТРГ и функциональная схема одной фазы предлагаемого устройства; на фиг.2 - пример koнкpeтнoй реализапии одной фазы предлагаемого устройства; на фиг. 3 - характеристика входного блока формирования порогового сигнала модуля входного напряжения.

Устройство содержит тиристорные вентили 1-6, реакторы 7,8 и 9 фаз ТРГ,трансформаторы 10,11 и 12 тока, трансформаторы 13,14 и 15 напряжения, систему 16 управления, датчик I7 напряжения, датчик 18 тока, элементы ИЛИ 19, 20 и 21, блок 22 интегрирования напряжения, блок 23 сравнения, выходной блок 2Д формирования сигналов защиты.

Блок 5 интегрирования напряжения состоит из интегратора на операционном усилителе 25 с резистором 26 для эквивалентирования потерь в реакторе 40 7 и тиристорах 1 и 4 фазы ТРГ, встречно включенных стабилитронов 27 для ограничения величины интеграла при не- нормальной работе фазы ТРГ, ключа

Блоки и элементы устройства (фиг.1) соединены следующим образом: выход датчика I7 напряжения соединен с

, первым входом блока 22 интегрирования напряжения, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 19 и суммирующим входом выходного блока 24 формирования сигнала защиты,

10 входы элемента ИЛИ 19 соединены с первым и четвертым выходами системы 16 управления, выход блока 22 интегрирования напряжения соединен с первым входом блока 23 сравнения, второй

1 вход которого соединен с выходом датчика 18 тока, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 20, выход которого соединен с вычи- таюи(им входом выходного блока 24 фор20 мирования сигналов защиты, а второй и третий входы элемента ИЛИ 20 соединены с третьим и пятым выходом системы 16 управления, входы Установка и Сброс блока 24 соединены с одноименными клеммами устройства, а его выход соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 21, второй и третий входы которого соединены с аналогичными выходами блока 24 второго

iO и третьего каналов устройства (на фиг. I не показаны), выход схемы ИЛИ 21 является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

По импульсу управления U или U включается соответствующий тиристор 1 или 4 фазы ТРГ и через реактор 7 начинает протекать ток (фиг. 1).

(1)

2L:

Ь 17

Ju dv.

где V - текущий угол в радианах.

Одновременно по тому же импульсу управления через элементы ИЛИ 19 и 20 путем воздействия на управляющий

28 для управления интегратором, бло- 45 вход ключа 28 деблокируется интеграка 29 формирования порогового сигнала тор на операционном усилителе 25, комодуля входного напряжения и элемента

ИЛИ 30. Если модуль входного сигнала

торый формирует на своем выходе сигнал напряжения

блока 29 (Ua, ) превьплает заданньй пороговый уровень U,- , то его выход- ной сигнал равен I.

Блок 23 сравнения состоит из сумматора на операционном усилителе 31 , блока 32 формирования порогового сигнала

модуля входного напряжения. Выходной gg чины , принимаемой для защиты от

блок 24 формирования сигналов зашиты состоит из реверсивного счетчика 33, охваченного обратной связью через элементы И 34 и 35, элемента И-НЕ 36.

помех, равной 30-40 MB, на выходе блока 29 формируется сигнал 1, который через элемент ИЛИ 30 поступает на управляющий вход ключа 28, по;шер

Блоки и элементы устройства (фиг.1) соединены следующим образом: выход датчика I7 напряжения соединен с

первым входом блока 22 интегрирования напряжения, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 19 и суммирующим входом выходного блока 24 формирования сигнала защиты,

входы элемента ИЛИ 19 соединены с первым и четвертым выходами системы 16 управления, выход блока 22 интегрирования напряжения соединен с первым входом блока 23 сравнения, второй

вход которого соединен с выходом датчика 18 тока, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 20, выход которого соединен с вычи- таюи(им входом выходного блока 24 формирования сигналов защиты, а второй и третий входы элемента ИЛИ 20 соединены с третьим и пятым выходом системы 16 управления, входы Установка и Сброс блока 24 соединены с одноименными клеммами устройства, а его выход соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 21, второй и третий входы которого соединены с аналогичными выходами блока 24 второго

и третьего каналов устройства (на фиг. I не показаны), выход схемы ИЛИ 21 является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

По импульсу управления U или U включается соответствующий тиристор 1 или 4 фазы ТРГ и через реактор 7 начинает протекать ток (фиг. 1).

(1)

Ь 17

Ju dv.

торый формирует на своем выходе сигнал напряжения

Up, К ,

(2)

где К, - коэффициент пропорциональности. При достижении сигналом Up, велипомех, равной 30-40 MB, на выходе блока 29 формируется сигнал 1, который через элемент ИЛИ 30 поступает на управляющий вход ключа 28, по;шерживая его в режиме интегриропания на всем интервале существования неравенства .

Up,/Hu,,r,|.

Обратная связь с выхода интегратора на операционном усилителе 25 через блок 29 и элемент ИЛИ 30 на вход управления ключа 28 позволяет запускать интегратор узкими импульса ми и ,и, которые обычно применяются для управления вентилями.

При помощи датчика тока 18 ток i (1) преобразуется в напряжение

и,, к,

(3) где Kj - коэффициент.

Коэффициенты К и К в выражениях (2) и (3) подбираются таким образом, чтобы при отсутствии неисправностей в главной схеме и системе управления вентилями ТРГ Up .

Сигналы Up и Up поступают на блок 23 сравнения, где они вычитаются. При отсутствии неисправностей выходной сигнал блока 23 сравнения равен нулю.

При неисправностях вентилей, реакторов , коротких замыканиях в схеме ТРГ и т.п. возникает несоответствие

между сигналами (, и U.|,( , приводящее ЗО В результате происходит либо обнулек появлению ненулевого сигнала на выходе блока 23 сравнения. При его значении, превышающем +ичсл2. на выходе блока 32 формируется сигнал 1, который через элементы ИЛИ 20 и И 35 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 33. Если несоответствие появляется заданное число раз, то счетчик 33 переполняется и формирует на своем выходе сигнал О сра- батьшания защиты. Рассмотренный канал выявляет все виды аварий, кроме неисправности системы управления. Перегрузка вентилей ТРГ, вызьшаемая преждевременным включением вентилей, выявляется за счет создания несоответствия между током i и сигналом Up путем ограничения сигнала Up стабилитронами 27. Уровень ограничения выбирается исходя из максимально допустимого тока фазы ТРГ.

Неисправности собственно системы управления вентилями, при которых не возникает разбаланса между током i и сигналом Up выявляются при помощи использования вычитающего входа реверсивного счетчика 33. На вьмитаю- щий вход (-1) счетчика 33 через элементы ИЛИ 19 и И 34 поступают за пею

37964

риод основной частоты два импульса управления вентилями одной фазы ТРГ, а на его суммир тош,ий вход ( + 1) помимо сигнала с выхода блока 23 сравнения подаются два импульса управления, соответствующие прямым вентилям от- стоящер и опережающей фаз ТРГ (U ,

U5).

В исходное положение, соответствующее, например, числу 8, счетчик 33 устанавливается по сигналу Установку. Для повышения помехозащищенности схемы сигнал Установка может подаваться периодически с низкой частотой, не мешающей выявлению аварий.

В нормальном режиме работы системы управления на вычитающий и суммирующий входы реверсивного счетчика 33 подается равное число импульсот за период и состояние счетчика не изменяется. При неисправностях системы, формирующей импульсы управления, выражающихся в пропусках основных или 25 формировании лишних импульсов управления, нарушается соответствие между числом счетных импульсов, поступаю- ш;их на сум-мирующий (+1) и вычитающий (-1) входы реверсивного счетчика 33.

15

0

35

ние, либо полное заполнение счетчика 33. При числе импульсов на выходе элемента ИЛИ 19, отличающемся за заданный интервал времени от числа импульсов на выходе элемента ИЛИ 20, реверсивный счетчик либо переполняется и выдает на выход сигнал срабатывания за1диты F , либо обнуляется (при этом срабатьшает канал защиты другой фазы). При переполнении счетчика 33 он останавливается путем блокировки входов сигналом обратной связи при помощи элементов И 34 и 35. Сброс защиты осуществляется вручную по сигна- 45 лу Сброс и одновременно для трех каналов устройства.

Формула изобретения

40

Устройство для защиты тиристорно- 50 реакторных групп вентилей, снабженных системой управления, содержащее по числу фаз каналы формирования сигналов защиты, каждьй из которых включает в себя датчик тока фазы и 55 три элемента РШИ, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения чувствительности, в каждый канал формирования сигналов защиты

введены датчик напряжения фазы, блок сравнения; выходной блок формировани сигналов защиты на реверсивном счетчике, охваченном обратной связью, и блок интегрирования напряжений, включающий интегратор, вьшолненный на операционном усилителе, шунтированном параллельно соединенными резистором, ключом и цепочкой из встречно включенных стабилитронов, блоке формирования порогового сигнала модуля входного напряжения и элементе ИЛИ, причем вход интегратора использован в качестве первого входа блока интегрирования напряжений, выход интегратора через блок формирования порогового сигнала модуля входного напряжения подключен к пер- вому входу элемента ИЛИ, выход кото- рого подключен к управляющему входу ключа, второй вход элемента ИЛИ использован в качестве второго входа блока интегрирования напряжений, а вьсход интегратора использован в ка- честве выхода блока интегрирования напряжений, при этом первьй вход

блока интегрирования подключен к выходу датчика напряжения фазы, второй вход блока интегрирования подключен к выходу первого элемента ИЛИ, подключенному к вычитающему входу реверсивного счетчика, входы первого элемента ИЛИ предназначены для соединения с выходами системы управления для вент илей данной фазы, выход блока интегрирования напряжений подключен к первому входу блока сравнения второй вход которого подключен к выходу датчика тока фазы, выход блока сравнения подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй и третий входы которого предназначены для соединения с выходами системы управления для прямых, вентилей двух других фаз, выход второго элемента ИЛИ подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, выход которого подключен к первому входу третьег элемента ИЛИ, второй и третий входы которого подключены к выходам двух других каналов формирования сигналов защиты.

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к устройствам для защиты тирис- торных преобразователей, и предназначено для защиты тиристорно-реакторных групп статических компенсаторов реактивной мощности. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.,и повышение чувствительности устройства. Блок сравнения 23 сравнивает выходной сигнал интегратора с сигналом датчика тока 18/ Суммирующий вход выходного блока формирования сигналов защиты каждого канала соединен с вторым входом интегратора, его вычитающий вход - с выходом второго элемента ИЛИ 20, а выход - с одним из входов элемента ШШ 21 выходного канала. При этом второй и третий входы второго элемента ИЛИ 20 соединены с выходами системы управления 16 для прямых вентилей двух других фаз, а второй и третий входы третьего элемента ИЛИ 20- - с выходами двух других каналов устройства. 3 ил. с сл DO со о 05 4

Г

Фиг2

USbix

Ugx

Uyc/rf

+ Uyrfrr

фир

гг fJ

Составитель О. Мещерякова Редактор М. Дыпын Техред Л.Олийнык Корректор н. Король

Заказ 4138/51 Тираж 617Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4