Устройство для защиты тиристоров компенсатора реактивной мощности Советский патент 1988 года по МПК H02H7/10 

о

Oi Oi

оо

11 ti)()|)ei44inf относится к :(,1ект)отехнике, и частности к защите полупроводниковых п)еоор;|..тсй, содержаишх тиристорно- рсакториыс компенсаторы реактивиой мощности.

lU .ih и:и)бретеи 1Я - повышение иадеж- luK и С1;11ичсских и)еобразователей путем ci;K.ii:ii-i,iVi с|)еднего времени восстанов.те- 1)1Я рапотоспособиостн за счет селективного |) .имения от казави1его тиристора и харак- а его огказа.

На iJHir. 1 приведена структурная схема npiMiai асмого устройства для защиты ти- |)псторов компенсатора реактивной Moni,- fiociii; на фиг. 25 - диаграммы нанряже- пп11, нояспяюп1ие работу устройства ( Г ill напряжения на вьгходах соответст- в К)П1И. элеме|ггов).

VcipoiicrBu соде)жиг датчики 1 и 2 тока, iUviK)4eiinbie иоследова гельно в силовые пени cooi Hc 1C lu HHo ирист оров 3 и 4, соединенных ис I речно-па)а.т. ельно, эле.мепты И 5 и (), nc) входы которых через :)лементы ilf: 7 и 8 подк;1К)чепы соответственно к выходам .датчиков 1 и 2 тока, датчики 9 и 10 |1е|)схида 11ан)яжения через нуль, включенные нара.тле.тьно тиристорно-реакторному ко 1ненсат(.))у, выходы которых соединены с вторыми входами элементов И 5 и 6, со- гласуюник т)ансфор.маторы 11 и 12, входы K(.iTopiir подключены к ценя.м у||)ав. 1ения COOI вегственно гиристоров 3 и 4, „тементы М I i и 14. первые входы которых соединены V выходами соогветс гвенно датчиков 1 и 2 rii.A.i.. .ie э.те.ментов И Л и 14 н )дкл очены к выходам соответст енно датчиков К) и 9 не()ехода нанряжения через |ул1., элементы ИЛИ I Г) и 16, нервые входы которьгх соеди |ены с выходами соответ ст вен-. но элементов И 5 и 6, вторые входы алемен- 10В 11/И1 15 и 16 подключены к выходам соо: вегс гвенио э.тсмснтов И 13 и 14, тригл е- ры 17 i 18, входы K(jTOpbix соединены с iii)i- соо rBcrcTiiCfUKj элементов ИЛИ 15 и Ifi, В1)1хо;1ы т-ри|-|сров 17 и 18 подключен, к индикаюрам 19 и 20 )1еисправности, эле- мепг,1 И 21 и 22, первь е входы которых соединен, с )jr(b ia.Mn соот 1етстве й10 coiMa- cvKMiuix т ранс«}1Ормат()ров II и 12, вторь е .оды м.теменюв И 21 и 22 нодк, к вь одсгм соо гвегс пенно :,тементч)в ИН 8 и 7. э,те. И 23 и 24, 11е)вые входь которых сое;1И1 ены с В)ходами соответственно дамшков 9 и 10 пе)ехода на 1ряже 1ия )ез ну,1ь, выхо.1,1 : леме1 тов И 23м1 24 1одк.:1о- чен1,1 к т рсльим нходам соответч твенно MCHTOti ll. lll 15 li 16, (и)рмп 1овате,. 25 и 26 | 1и|1оки илшульсов, входы которых соединены с ,|,ами coirf в(ччл ве 11 О ъ. К-мгнт ов И 21 II 22. выходы (ормировате:1е | 25 и 26

il H|iOKM. ,Т,СОВ II f/ДК. HJ4 СИ К ТреГ1,ИМ

1XO..UIM i оот век тис нно -лтементов И : и 6,

iJH;p lltp;J i;iTL ;ill 27 li 28 nihllOKM.X НМПу,Т,СОВ,

ivxo ibi i oiopi ix 1ч)едииепы с вых( соот - lU ici не г HI) соглас к)1пих гра 1сформатс)ров

5

11 и 12, выходы формирователей 27 и 28 11ироких и ипульсов через соответственно элементы НЕ 29 и 30 г одключены к вторым входам элементов И 23 и 24, эле иенты ИЛИ 31-33, первые входы которых соединены с вь ходами соответственно элементов И б, 14 и 24, вторые входы элементов ИЛИ 31 - 3 одключены к выходам соответственно элементов И 5, 13 и 23, триггеры 34-36, входы которых соединены с выходами соот0 ветственно элементов ИЛИ 31-33, выходы триггеров 34-36 подключены соответственно к индикатору 37 «Иотеря управляемости, индикатору 38 «Короткое замыкание, ннди- катору 39 «Исчезновение импульса.

Датчики 9 и 10 перехода напряжения через нуль представляют собой формирователи узкого прямоугольного импульса, фор- .мирующегося в момент перехода кривой напряжения через нуль, причем датчик 9 формирует импульс только в момент смены

Q полярности напряжения UAH с положительной на отрицательную, а датчик 10 - в мо- смены полярности напряжения UAH с отрицательной на положительную.

Формирователи 25-28 широких импульсов формируют из узкого импульса прямо5 угольные импульсы длительностью Т/2, где 7 - период напряжения UAK.

Вход «Пуск -СТО предназначен для К)дачи перед началом работы компенсирую- iiiero устройства кратковременного сигнала «1 на входы триггеров 17, 18, 34-36 для их остановки в исходное состояние (на выходе триггеров - сигна, «О), при котором индикаторы 19, 20, 37 -39 не включены.

Режим нормальной работы (фиг. 2) ти- ристорно-реактор ого компенсатора реак- гивной мощности характеризуется обязательным наличием тока через один из тиристоров переходе подводи.мого к компенсатору напряжения через нуль. При смене поляр- носги папряжения Um с положительной на от)ицательную в момент перехода кривой

0 напряжения через нуль включен тиристор 3, а гиристор 4 не включен. Ири с.мене поляр- ости напряжения с отрицательной на положительную в момент перехода кривой нанряжения через ну;1Ь включен тиристор 4 (т 1ристор 3 не включен). Коитроль за на- .тичие.м тока через ти 1исторы 3 и 4 осу цеств- .тяегся датчиками 1 и 2 тока: при протекании тока через тиристор на выходе датчика тока сигнал «1. Ири нормальной работе тиристоров на выходах элементов И 5, 6, 13, 14, 23, 24, элементов ИЛИ 15, 16, 31-33 и триг- еров 17, 18, 34--36 сохраняется сигнал «О. И)дикаторы 19, 20, 37-39 не включены, Ирн коротко.м замыкании (фиг. 3) одного из тиристоров, напри.мер тиристора 3, ток че)ез него и сигнал «1 на выходе датчика 1

5 будут более длительны, чем при нормальной работе, поэтому па выходе элемента И 13 с приходом импульса с датчика 10 перехода 1а ряжения 6 i через нуль Г оявится кратко0

5

5

0

временный сигнал «1, который чере:( элемент ИЛИ 15 приведет к срабаты)анию (появлению на выходе сигнала «1) триггера 17, а через элемент ИЛИ 32 - к срабатыванию триггера 35. На выходах других элементов И сохранится сигнал «О. Мосле срабатывания триггеров 17 и. 35 включае1ся индикатор 19 неисправного тиристора 3 и индикатор 38 «Короткое замыкание. При коротком замыкании тиристора 3 включенный встречно-парал.1ельно тиристор 4 не включится из-за отсутствия прямого напряжения анод катод, и на выходе датчика 2 тока будет сигнал «О, на выходе элемента НЕ 7 - «О. При этом связь с выхода элемента НЕ 7 на вход элемента И 22 обеспечивает блокировку прохождения импульса с согласующего трансформатора 12 на фор- .мирователь 26. Том с;;мым при )тком замыка)1ии тиристора 3 предуп)еждается «ложное с 1абатывамие канала, контро.чи- рующего потерю управляемости тиристором 4.

потере управ, 1яемости (фи| 4), например, тиристором 3 он не вк, 11очается и Не проводит ток. (1,1еловате,тыто, на выходе датчика I тока будет cnrna.i «О, а на вых(де элеме1гг.ч lif: 7 «1, так как ти;, то|) 4 в этот момст в|)емепи не вк.лючен, на выходе датчика 2 токаcnriia,:i :(), на выходе

э,1еме1гга Hf- S ii, соответственно, пи второ.м входе элемента И 21 сиг на; «1л (, ic юн;.- те,1ьно, и.1нул1 с с сог, 1асуи)1це; о ; )(V латора 11 через г1леме1{г И 21 поступит на ())Ормироиате, 1Ь 2о .цительпостп , ii,r;i. (. пос,ледиего им.чу.льс д,lитe. Ibn( Т/ 2 поступи на э.лемечт И 5. Ма выходе элемента И 5 с прихо.аом им11у, с датчика ,) перехода нап)яж1М1ия через пу,чь появится К1)ат- ков)еменный CHI иа,1 «1, который через э,1е- мепт И, 1И 15 приведет к срабатыванию тригге|1а 17, а че)ез э.лемент ИЛИ 31 к сраба гываниК) 34. На вы.чодах дру- их э,1ементон 11 сох|)анится сигна, «1)/. lloc- ,ie c ia6a11)1иания лригге юв 17 и 34 1жлк)чат- ся ппдикато; И) пеисправн()1() тирисюра .} и индикатор 37 «Потеря управляемости. Тпристо;) 3 м(;же1 не вк, 11очиться и nfiii па- ,1ичии упраи, 1ик)|цего пмну, 1ьса и 110,ложп- те,лы;ог о 1;ан)у;женпя (У--,/., если np)i этсзм включен (отказал с коротким за.мыканпем) тиристо) 4. 11|)и (jM сишал «О, постуиаю- nuiii с вых(да э.1емента Hti 8 на вход элемента И 21, блокирует прохождение импу.ль- са с сог.ла; К) т|)ан1 форматора I 1 на ()к)П1ировате, 1ь 25, тем еам1)1.м исключая «.лг)жпое срабатьшание кана,ла, конт|1о,ли- pyioHiero п()ге)ю управляемоетп тирис то- ром 3.

Ири исчезповении импульса управления ( фиг 5), ian)iiMep. па тиристоре 3 отсутствует имну,льс на И1)1ходе сог,.асую1цего транс- 4к)рм:1Г(1ра I , ллцшсл ор 3 не вк,лючается и не провертит ток.

На выходе датчика 1 тока и на выходе формирователя 27 присутствует сигна,л «О, а на выходе элемента НЕ 29 - сигпа,1 «1. На выходе элемента И 23 с приходом имг1у, и,- са с датчика 9 перехода папряжепия через пуль появляется кратковремеппый спгпа,ч «1, который через элемент ИЛИ 15 приводит к срабатыванию триггера 17, а через э,лемент ИЛИ 33 - к срабатываний триггера 36. На выходах э,те.ментов И сохраняетея сигнал «О. После срабатыва 1ия триггеров 17 и 36 включаются индикатор 19 неисправного тиристора 3 и индикатор ,-(9 «Исчезновение импульса.

Таким образом, обеспечивается селективное определение отказавн1его тиристо)а и характера его отказа, сокращается среднее время восстановления преобра.зоватсмя, c,ie- доиате.льно, повышается падежискть пре()б разов а теле 11.

20

Формула синя

0

5

Устройство д,ля запиггы П1|1исгоров ком пенс-атора реактивной моншосги, содержащее первый и BTOpoi i .датчики тока, предпа значенные для включения в си,и)) пень nepBoi o и )го ,,( компепсатор.1 реак , ивноГ: лп.паноси , coe. встреч- по-па 1а,л,лелы и. нерВ.- п ni..poii э,лемепг1 1 И, первые вХ :;ды Kifcp.,: ч(.. : и Q второй э,леме1П ь; HF соедм11ены с выходаун cf)oTBeTCTB K)iiiHX дат чикои тока, nejiiii; датчик перехода ) Mt pi му.ль, 1-И)1Ход которою подк, к вторил:у Bxo.iy ncpaoi o э,че.мепта И, нерв1 | 1 и вго|1ой сог,1а- )П1ие трансформатор,, од::. когор1л

г |Н Д 1аЗ 1аче1 :, Д,ЛЯ с l,

у равлеп 1я соответствукмпих тд(р стор0(, г)етий и четверт) ;,леме:1 Ы 11, ,e

ВХОД) КОТОрЬ Х ОДК,Л . К СОО ветстве)по первою и втор( о ,1.;1тчпко 5 тока, )1Й и второй элеме 1 11,Til, 0 KOT( соединеш) с в 1 ходами соот ветсгвен 1о ерво1 О и второго э, И, ггорые входы 1одкдк) к в,хода соответственно трет)его и четвертого э.леменго

И, е)ВЬ)1Й и BTOpoil l e))i, ХОД1)1 КОТ()р,|

соеди 1епь е выходами соотне ivi И Н)о 5 го и второго э,лемептов 11,411, а г,од, тр пГерОВ ПОДКЛЮЧе) к СООТВе СТ ППДИкаторам пепс равностп, ич .тчант сся тем,

что, с ie.TbK) И а.ЧСЖ ОС i Те

сокра це 1ия среднего Bjie.Menn и), 1ия работоспособ 1ости за счет се, онреде,тения отказав пе 0 ()ра i характера его отказа, ,1ните,;)() ) вто|)ой датчик перехода . пу,л,, , шестой, седьмо, «)с)Мой э,е- менты И, 1ерв)Й. второй, ,

5 форМ фОВате.ЛП fMI, i)C(l, Tfienifi

и четвертый э, 1еме ты НЕг, , чел Be|ii-b ii, nHT,ii элементы И.ЧИ, , , ЯТ)Й тршд ер), П Д катор «11о1 еря y ipa iляемости, индикатор «Короткое замыкание индикатор «Исчезновение импульса, причем второй вход второго элемента И подключен к выходу второго датчика перехода напряжения через нуль, первый и второй элементы И снабжены дополнительными входами, подключенными к выходам соответственно первого и второго формирователей широких импульсов, вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены

венно пятого и шестого элементов И, первые входы седьмого и восьмого элементов И подключены через третий и четвертый элементы НЕ к выходам соответственно третьего и четвертого формирователей широких импульсов, вторые входы соединены с выходами соответственно первого и второго датчиков перехода напряжения через нуль, входы третьего и четвертого формирователей широких импульсов подключены к выходам соответственс выходами соответственно второго и первого Ю но первого и второго согласующих трансдатчиков перехода напряжения через нуль, форматоров, первые входы третьего, четвер- первый и второй элементы ИЛИ снабжены того, пятого элементов ИЛИ соединены с

выходами соответственно второго, четвертого, восьмого элементов И, вторые входы подключены к выходам соответственно пер- соединены 15 вого, третьего, седьмого элементов И, а выходы соединены с входами соответственно третьего, четвертого, пятого триггеров, выходы которых подключены соответственно

дополнительными входами, подключенными к выходам соответственно седьмого и восьмого элементов И, при этом первые входы пятого и шестого элементов И с выходами соответственно первого и второго согласующих трансформаторов, а их вторые входы подключены к выходам соответственно второго и первого элементов НЕ, входы первого и второго формирователей широких ИМПУЛЬСОВ соединены с выходами соответст20

к индикатору «Потеря управляемости, индикатору «Короткое замыкание, индикатору «Исчезновение импульса.

венно пятого и шестого элементов И, первые входы седьмого и восьмого элементов И подключены через третий и четвертый элементы НЕ к выходам соответственно третьего и четвертого формирователей широких импульсов, вторые входы соединены с выходами соответственно первого и второго датчиков перехода напряжения через нуль, входы третьего и четвертого формирователей широких импульсов подключены к выходам соответствен20

к индикатору «Потеря управляемости, индикатору «Короткое замыкание, индикатору «Исчезновение импульса.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к средствам защиты полупроводниковых преобразователей, содержащих тиристорно-реакторные компенсаторы реактивной мощности. Цель изобретения - повып1ение надежности статических преобразователей путем сокращения среднего времени восстановления работоспособности за счет селективного определения отказавшего тиристора и характера его отказа. При коротком замыкании одного из тиристоро. например тиристора 3, на выходе элемента И 13 с приходом импульса с датчика К) нерехода напряжения через нуль появтся кратковременный сигнал «Логическая 1. Срабатывают триггеры 17 и 35 и включаются индикатор 19 неисг1равно1 О тиристора 3 и индикатор 38 «Короткое замыкание. При потере унравляемост 1, нагцшмер, тиpиcт(J ром 3 на выходе э. 1емента И 5 с гцтиходом импульса с датчика 9 перехода напряжения через нуль появится кратковременны си1 Иосле срабатывания нал «Логическая триггеров 17 и 34 вк.чючатся индикатор 19 неисправного тиристора 3 и индикато) 37 «Потеря управляемости. Ири исчезновении импульса управления, например, на тиристоре 3 срабатываю- триггеры 17 и 36 и включаются индикатор 19 неисправного тиристора 3 и индикатор 39 «Исчезновение импульса. 5 ил. у (Л

и

и

3D 23 2

Ui i/2

Uj3 U, Uj

Us

Л У 22 25 28

Us Us

15 16

к.з.

U22

J25 Jгs Us Us

15

и

J6

фиг. 3

,

d

Вых.6

II

7

8 i/2;

22 % 25

5 6