SU1457055A1 - Method of overvoltage protection of load in cases of inner faults of self-excited current inverter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике Целью изобретени   вл етс  повьшение надежности эа счет обеспечени  заданного уровн  ограничени  перенапр жений на нагрузке при внутренних авари х инвертора. При возникновении перенапр жений на шинах нагрузки выше заданного уровн  пороговый элемент 10 вьщает сигнал на формирование имп шьсов управлени  вентилей инвертора 1 и вентилей компенсатора реактивной мощности 4 и отключение входного аппарата 6. При этом начинаетс  рассе ние энергии, накопленной в реактивных элементах, внутри преобразовател , а не в нагрузку. Учитыва , что отключение входного аппарата 6 (как правило, электромеханического, а не электронного устройства) дпитс  более 20 мс, может потребоватьс  многократное формирование импульсов всех тиристоров. Безопасность предложенного способа ограничени  перенапр жений при внутренних авари х инвертора 1 или других аварийных режимов, св занных с необходимостью отключени  инвертора 1, гарантируетс  тем, что силовые элементы схемы , работакщие в наиболее т желом режиме - тиристоры, рассчитаны на такие перегрузки. 1 нЛо S (Л 4ib 01 Ч О1 СлFIELD OF THE INVENTION The invention relates to electrical engineering. The aim of the invention is to increase the reliability by providing a predetermined level of limiting overvoltages on the load during internal faults of the inverter. If overvoltages occur on load tires above a predetermined level, threshold element 10 causes a signal to form impulses controlling the valves of the inverter 1 and the valves of the reactive power compensator 4 and disconnecting the input device 6. This starts the dissipation of the energy accumulated in the reactive elements inside the converter, and not in load. Considering that switching off the input device 6 (as a rule, an electromechanical, rather than an electronic device) drops more than 20 ms, it may be necessary to repeatedly generate pulses of all thyristors. The safety of the proposed method of limiting overvoltages in case of internal failures of inverter 1 or other emergency modes associated with the need to turn off inverter 1 is ensured by the fact that the power circuit elements operating in the heaviest mode, thyristors, are designed for such overloads. 1 nLo S (L 4ib 01 H O1 SL

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в статических преобразовател х со стабилизированными выходными параметрами , в том числе в агрегатах бесперебойного питани , когда дл  повышени  надежности и качества питани  нагрузки требуетс  ограничение перенапр жений при внутренних авари х автономного инвертора на раданном уровне.The invention relates to electrical engineering and can be used in static converters with stabilized output parameters, including uninterruptible power supply units, when limiting overvoltages during internal alarms of an autonomous inverter at a reasonable level is required to improve the reliability and quality of the power supply of the load.

Целью изобретен11Я  вл етс  повышение надежности за счет обеспечени  заданного уровн  ограничени  перенапр жений на нагрузке при внутренних авари х инвертора.The purpose of the invention is to increase the reliability by providing a predetermined level of limiting overvoltages on the load during internal faults of the inverter.

На чертеже приведена блок-схемаThe drawing shows a block diagram

1457055214570552

и формировател  импульсов Узел имттульсно-фазоврго управлени  обеспечивает заданное (требуемое), фазовое полижение импульсов вентилей инвертора 1, а формирователь импульсов - требуемую форму и мощность импульсов управлени . Принципы построени  данньк устройств могут быть различными. Аналогичные узлы содержит система 13 управлени  вентил ми компенсатора 4 реактивной мощности.and the pulse shaper The Impulse Phase Control node provides the specified (required) phase polysation of the pulses of the inverter 1 gates, and the pulse shaper provides the required shape and power of the control pulses. The principles for building data devices may vary. Similar nodes are contained in the valve control system 13 of the reactive power compensator 4.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При возникновении перенапр жени  на шинах нагрузки вьш1е заданного уровн  элемент 10 выдает сигнал на формирование системой 12 импульсов управлени  всех вентилей инвертора 1,When overvoltage occurs on the load tires above a predetermined level, element 10 sends a signal to the system to generate 12 control pulses for all the valves of the inverter 1,

10ten

1515

..: .iii-: : :z:..: .iii-::: z:

способ защитыway of protection

Устройство дл  реализации способа защиты нагрузки от перенапр жений при внутренних повреждени х 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 питани  и реактором .2. К входу управлени  аппарата подкпю - чен..выход блока 8 формировани  сигнала отключени  аппарата 6. На выходе инвертора тока включен датчик 9. напр жений на нагрузке (фазных и/или линейных, в зависимости от наличи  и схемы соединени  выходного трансформатора ) , выход которого подключен к входу настраиваемого порогового элемента 10, выход которого через ключевой элемент 11 подключен к запускающим входам блока 8 форми25A device for implementing the method of protecting the load from overvoltage in case of internal damage to the current inverter 1 with the input smoothing reactor 2 by the unit 3 parallel capacitors, the valve compensator A of reactive power and with the vector series reactive element 5 contains an input switching device 6 connected between the source 7 power and reactor .2. The control input of the device is connected. The output of the unit 8 to form the device shutdown signal 6. The output of the current inverter is connected to the sensor 9. voltages on the load (phase and / or linear, depending on the presence and wiring of the output transformer), the output of which connected to the input of the custom threshold element 10, the output of which through the key element 11 is connected to the trigger inputs of the block 8 form 25

30thirty

3535

4040

тора 4 реактивной мощности и блоком 8 - на отключение входного аппарата 6. При этом начинаетс  рассе ние энергии, накопленной в реактивных элементах, внутри преобразовател , а не в нагрузку. Учитыва , что отключение входного аппарата (как правило, электромеханического, а не электронного устройства) длитс  более 20 мс, может потребоватьс  многократное формирование импульсов на открытие всех тиристоров. Кроме разр да блока 3 параллельных емкостей и последовательных реактивных элементов 5 через вентили инвертора 1, через него же происходит рассе ние энергии, накопленной во входном реакторе 2„ Дополнительное рассе ние энергии, накопленной в параллельных конденсаторах 3 и последовательных реактивных элементах 5, происходит через вентили ко1шенсато- ра 4. Однако скорость рассе ни  энергии через компенсатор 4 значик запускающим входам оликс о .,. рассе ние энерровани  сигнала отключени  аппарата „ „„ехо ит через индуктивностиtorus 4 of reactive power and unit 8 - to disconnect the input device 6. This begins the dissipation of energy stored in the reactive elements inside the converter, and not into the load. Taking into account that the disconnection of the input device (as a rule, an electromechanical, and not an electronic device) lasts more than 20 ms, it may be necessary to repeatedly generate pulses to open all thyristors. In addition to the discharge of the unit 3 parallel containers and sequential reactive elements 5 through the inverter 1 valves, through it the energy stored in the input reactor 2 is dissipated. Additional energy dissipated in parallel capacitors 3 and consecutive reactive elements 5 occurs through the valves of the capacitor 4. However, the rate of dissipation of energy through the compensator 4 characters to the trigger inputs of the Ol.O.,. power dissipation of the device shutdown signal „„ „exo it through inductance

,„, „

системы 12 управлени  вентил ми инвертора 1 и системы 13 управлени  компенсатора 4.the inverter 1 valve control systems 12 and the compensator control system 13.

Настраиваемый пороговьш элемент 10Customizable threshold element 10

гии происходит через индуктивности компенсатора 4, которые по величине на несколько пор дков больше индуктив- ностей, включенных последовательноThis occurs through the inductance of the compensator 4, which is several orders of magnitude greater than the inductances connected in series

настраиваемый uupui ur.Du-i .-.-..- .« , т-т аимпрпредназначен-дл  формировани  сигна- Q с вентил ми инвертора 1 ,„ .,- ни  СКОРОСТИ нарастани  тока приcustomizable uupui ur.Du-i.-.-..-. “, t-t and emprprednaznachen-to form a signal-Q with inverter valves 1,„., - nor the speed of current increase at

ла о наличии перенапр жени , превышающего заданную уставку. Ключевой элемент 11, управл емый внешним сигналом , предназначен дл  блокировани  прохождени  сигнала о наличии пере- напр жени  в предусмотренных предельных режимах оla on the presence of overvoltage, exceeding the preset setting. The key element 11, controlled by an external signal, is designed to block the passage of a signal that there is an overvoltage in the stipulated limit modes

Система 12 управлени  состоит из узла импульсно-фазового управлени Control system 12 consists of a pulse-phase control unit.

ни  скорости нарастани  тока при коммутации вентилей.nor the rate of increase of current when switching valves.

Повьшзение. надежности при использовании предлагаемого способа обеспечиваетс  тем, что силовые элементы схемы, работаклцие. в этом слу-чае в наиболее т желом режиме - вентили инвертора 1 - рассчитаны на такие перегрузки.Povshenie. reliability when using the proposed method is ensured by the fact that the power elements of the circuit, operation. In this case, in the most severe mode, the inverter 1 valves are designed for such overloads.

5five

00

5five

00

тора 4 реактивной мощности и блоком 8 - на отключение входного аппарата 6. При этом начинаетс  рассе ние энергии, накопленной в реактивных элементах, внутри преобразовател , а не в нагрузку. Учитыва , что отключение входного аппарата (как правило, электромеханического, а не электронного устройства) длитс  более 20 мс, может потребоватьс  многократное формирование импульсов на открытие всех тиристоров. Кроме разр да блока 3 параллельных емкостей и последовательных реактивных элементов 5 через вентили инвертора 1, через него же происходит рассе ние энергии, накопленной во входном реакторе 2„ Дополнительное рассе ние энергии, накопленной в параллельных конденсаторах 3 и последовательных реактивных элементах 5, происходит через вентили ко1шенсато- ра 4. Однако скорость рассе ни  энергии через компенсатор 4 значи рассе ние энер рассе ние энер „ „„ехо ит через индуктивностиtorus 4 of reactive power and unit 8 - to disconnect the input device 6. This begins the dissipation of energy stored in the reactive elements inside the converter, and not into the load. Taking into account that the disconnection of the input device (as a rule, an electromechanical, and not an electronic device) lasts more than 20 ms, it may be necessary to repeatedly generate pulses to open all thyristors. In addition to the discharge of the unit 3 parallel containers and sequential reactive elements 5 through the inverter 1 valves, through it the energy stored in the input reactor 2 is dissipated. Additional energy dissipated in parallel capacitors 3 and consecutive reactive elements 5 occurs through the valves of the capacitor 4. However, the rate of energy dissipation through the compensator 4 means scattering energy dissipation energy „„ „exo through inductance

гии происходит через индуктивности компенсатора 4, которые по величине на несколько пор дков больше индуктив- ностей, включенных последовательноThis occurs through the inductance of the compensator 4, which is several orders of magnitude greater than the inductances connected in series

, т-т аимпрс вентил ми инвертора 1 ни  СКОРОСТИ нарастани  тока при , t and the taps of the inverter 1 nor the speed of current increase at

с вентил ми инвертора 1 ни  СКОРОСТИ нарастани  тока приwith inverter 1 valves, neither the speed of current increase at

ни  скорости нарастани  тока при коммутации вентилей.nor the rate of increase of current when switching valves.

Повьшзение. надежности при использовании предлагаемого способа обеспечиваетс  тем, что силовые элементы схемы, работаклцие. в этом слу-чае в наиболее т желом режиме - вентили инвертора 1 - рассчитаны на такие перегрузки.Povshenie. reliability when using the proposed method is ensured by the fact that the power elements of the circuit, operation. In this case, in the most severe mode, the inverter 1 valves are designed for such overloads.

По сним это Положение. При сбое в работе системы 12 управлени  или пробое силового вентил  инвертора 1, может возникнуть так назьшаемое опрокидывание инвертора 1, сопровождающеес  ростом входного токаBy taking this position. In the event of a malfunction of the control system 12 or the breakdown of the power valve of the inverter 1, a so-called inverter 1 tilting may occur, accompanied by an increase in input current

по формуле id т- t +according to the formula id t- t +

ijij

ido, где id входной ток, id о - ток, предшествовавший резкиму опрокидывани , Ud - напр жение 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 разрушени  при заданном времени отключени  входного аппарата 6. Ограничение по di/dt вентилей инвертора 1 определ етс  режимом возможных напр жений (перенапр жений) на шинах инвертора 1, который при предпагаемом способе может быть нормирован на более низком уровне.,ido, where id is the input current, id о is the current preceding the cutting-off cutting, Ud is the source voltage at the input of the inverter, L is the inductance of the inverter input reactor 2 With proper coordination of the protective properties of the input device 6 and the valves of the inverter 1 valve must withstand this emergency current without destroying at a given time of disconnecting the input device 6. The di / dt limit of the inverter 1 gates is determined by the mode of possible voltages (overvoltages) on the inverter 1 buses, which, with the expected method, can be normalized An at a lower level.,

Claims (1)

5 Формула изобретени 5 claims Способ защиты нагрузки от перенапр жений при внутренних повреждени х автономного инвертора тока,A way to protect the load from overvoltages in case of internal damage to an autonomous current inverter, 0 заключающийс  в том, что контролируют выходное напр жение инвертора и при превьшгении выходным напр жением заданного значени  формируют сигнал на отключение инвертора от ис-0 in that they control the output voltage of the inverter and, when the output voltage exceeds a predetermined value, generate a signal to turn off the inverter from the output 5 точника питани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, одновременно с формированием сигнала на отключение форм1фуют импульсы управлени , ко0 торые подают на все вентили инвертора в течение всего времени переходного процесса отключени  инвертора от источника питани .5 power supply, characterized in that, in order to increase reliability, simultaneously with the formation of a shutdown signal, control pulses are generated that are applied to all inverter valves during the entire transition time of the inverter disconnecting from the power supply.