Способ защиты нагрузки от перенапряжений при внутренних повреждениях автономного инвертора тока Советский патент 1989 года по МПК H02H7/122 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в статических преобразователях со стабилизированными выходными параметрами, в том числе в агрегатах бесперебойного питания, когда для повышения надежности и качества питания нагрузки требуется ограничение перенапряжений при внутренних авариях автономного инвертора на раданном уровне.

Целью изобретен11Я является повышение надежности за счет обеспечения заданного уровня ограничения перенапряжений на нагрузке при внутренних авариях инвертора.

На чертеже приведена блок-схема

14570552

и формирователя импульсов Узел имттульсно-фазоврго управления обеспечивает заданное (требуемое), фазовое полижение импульсов вентилей инвертора 1, а формирователь импульсов - требуемую форму и мощность импульсов управления. Принципы построения данньк устройств могут быть различными. Аналогичные узлы содержит система 13 управления вентилями компенсатора 4 реактивной мощности.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении перенапряжения на шинах нагрузки вьш1е заданного уровня элемент 10 выдает сигнал на формирование системой 12 импульсов управления всех вентилей инвертора 1,

10

15

..: .iii-: : :z:

способ защиты

Устройство для реализации способа защиты нагрузки от перенапряжений при внутренних повреждениях инвертора 1 тока с входным сглаживающим реактором 2 блоком 3 параллельных конденсаторов, вентильным компенсатором А реактивной мощности и с векторным последовательным реактивным элементом 5 содержит входной коммута- ционньй аппарат 6, включенный между источником 7 питания и реактором .2. К входу управления аппарата подкпю - чен..выход блока 8 формирования сигнала отключения аппарата 6. На выходе инвертора тока включен датчик 9. напряжений на нагрузке (фазных и/или линейных, в зависимости от наличия и схемы соединения выходного трансформатора) , выход которого подключен к входу настраиваемого порогового элемента 10, выход которого через ключевой элемент 11 подключен к запускающим входам блока 8 форми25

30

35

40

тора 4 реактивной мощности и блоком 8 - на отключение входного аппарата 6. При этом начинается рассеяние энергии, накопленной в реактивных элементах, внутри преобразователя, а не в нагрузку. Учитывая, что отключение входного аппарата (как правило, электромеханического, а не электронного устройства) длится более 20 мс, может потребоваться многократное формирование импульсов на открытие всех тиристоров. Кроме разряда блока 3 параллельных емкостей и последовательных реактивных элементов 5 через вентили инвертора 1, через него же происходит рассеяние энергии, накопленной во входном реакторе 2„ Дополнительное рассеяние энергии, накопленной в параллельных конденсаторах 3 и последовательных реактивных элементах 5, происходит через вентили ко1шенсато- ра 4. Однако скорость рассеяния энергии через компенсатор 4 значик запускающим входам оликс о .,. рассеяние энеррования сигнала отключения аппарата „ „„ехояит через индуктивности

,„

системы 12 управления вентилями инвертора 1 и системы 13 управления компенсатора 4.

Настраиваемый пороговьш элемент 10

гии происходит через индуктивности компенсатора 4, которые по величине на несколько порядков больше индуктив- ностей, включенных последовательно

настраиваемый uupui ur.Du-i .-.-..- .« , т-т аимпрпредназначен-для формирования сигна- Q с вентилями инвертора 1 ,„ .,- ния СКОРОСТИ нарастания тока при

ла о наличии перенапряжения, превышающего заданную уставку. Ключевой элемент 11, управляемый внешним сигналом, предназначен для блокирования прохождения сигнала о наличии пере- напряжения в предусмотренных предельных режимах о

Система 12 управления состоит из узла импульсно-фазового управления

ния скорости нарастания тока при коммутации вентилей.

Повьшзение. надежности при использовании предлагаемого способа обеспечивается тем, что силовые элементы схемы, работаклцие. в этом слу-чае в наиболее тяжелом режиме - вентили инвертора 1 - рассчитаны на такие перегрузки.

5

0

5

0

тора 4 реактивной мощности и блоком 8 - на отключение входного аппарата 6. При этом начинается рассеяние энергии, накопленной в реактивных элементах, внутри преобразователя, а не в нагрузку. Учитывая, что отключение входного аппарата (как правило, электромеханического, а не электронного устройства) длится более 20 мс, может потребоваться многократное формирование импульсов на открытие всех тиристоров. Кроме разряда блока 3 параллельных емкостей и последовательных реактивных элементов 5 через вентили инвертора 1, через него же происходит рассеяние энергии, накопленной во входном реакторе 2„ Дополнительное рассеяние энергии, накопленной в параллельных конденсаторах 3 и последовательных реактивных элементах 5, происходит через вентили ко1шенсато- ра 4. Однако скорость рассеяния энергии через компенсатор 4 значи рассеяние энер рассеяние энер „ „„ехояит через индуктивности

гии происходит через индуктивности компенсатора 4, которые по величине на несколько порядков больше индуктив- ностей, включенных последовательно

, т-т аимпрс вентилями инвертора 1 ния СКОРОСТИ нарастания тока при

с вентилями инвертора 1 ния СКОРОСТИ нарастания тока при

ния скорости нарастания тока при коммутации вентилей.

Повьшзение. надежности при использовании предлагаемого способа обеспечивается тем, что силовые элементы схемы, работаклцие. в этом слу-чае в наиболее тяжелом режиме - вентили инвертора 1 - рассчитаны на такие перегрузки.

Поясним это Положение. При сбое в работе системы 12 управления или пробое силового вентиля инвертора 1, может возникнуть так назьшаемое опрокидывание инвертора 1, сопровождающееся ростом входного тока

по формуле id т- t +

ij

ido, где id входной ток, id о - ток, предшествовавший резкиму опрокидывания, Ud - напряжение источника на входе инвертора, L - индуктивность входного реактора 2 инверторао При правильном согласовании защитных свойств, входного .аппарата 6 и вентилей ин- :вертора 1 вентили должны выдерживат этот аварийньй ток без разрушения при заданном времени отключения входного аппарата 6. Ограничение по di/dt вентилей инвертора 1 определяется режимом возможных напряжений (перенапряжений) на шинах инвертора 1, который при предпагаемом способе может быть нормирован на более низком уровне.,

5 Формула изобретения

Способ защиты нагрузки от перенапряжений при внутренних повреждениях автономного инвертора тока,

0 заключающийся в том, что контролируют выходное напряжение инвертора и при превьшгении выходным напряжением заданного значения формируют сигнал на отключение инвертора от ис-

5 точника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, одновременно с формированием сигнала на отключение форм1фуют импульсы управления, ко0 торые подают на все вентили инвертора в течение всего времени переходного процесса отключения инвертора от источника питания.

Изобретение относится к электротехнике Целью изобретения является повьшение надежности эа счет обеспечения заданного уровня ограничения перенапряжений на нагрузке при внутренних авариях инвертора. При возникновении перенапряжений на шинах нагрузки выше заданного уровня пороговый элемент 10 вьщает сигнал на формирование имп шьсов управления вентилей инвертора 1 и вентилей компенсатора реактивной мощности 4 и отключение входного аппарата 6. При этом начинается рассеяние энергии, накопленной в реактивных элементах, внутри преобразователя, а не в нагрузку. Учитывая, что отключение входного аппарата 6 (как правило, электромеханического, а не электронного устройства) дпится более 20 мс, может потребоваться многократное формирование импульсов всех тиристоров. Безопасность предложенного способа ограничения перенапряжений при внутренних авариях инвертора 1 или других аварийных режимов, связанных с необходимостью отключения инвертора 1, гарантируется тем, что силовые элементы схемы, работакщие в наиболее тяжелом режиме - тиристоры, рассчитаны на такие перегрузки. 1 нЛо S (Л 4ib 01 Ч О1 Сл