SU1760595A1 - Устройство дл контрол пробо последовательно соединенных тиристоров высоковольтных вентилей в управл емом вентильном преобразователе - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить надежность работы устройства в переходных режимах за счет дополнительного введени  двух управл емых ключей по наибольшему количеству контролируемых пробитых тиристоров , диода и формировател  импульсов задержки, состо щего из врем задающей RC-цепочки, выходом подключенной через пороговый элемент к выходу формировател  импульсов задержки, а через последовательно соединенный разр дный резистор и ключ - к общей шине, управл ющий вход ключа соединен с входом формировател  импульсов задержки и через диод - с его выходом, управл емые ключи силовой цепью подключены объединенными вторыми выходами соответственно датчиков пробо  одного, двух или большего количества тиристоров и соответствующими входами блока защиты дл  подключени  выходных сигналов датчиков пробо  одного, двух или большего количества тиристоров, управл ющим входом управл емые ключи подключены к выходу формировател  импульсов задержки, входом соединенного с выходом блока фазоимпульсного управлени . 3 ил. сл с

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности преобразовательной технике , и может быть использовано в преобразовател х напр жени , тока или частоты дл  контрол  пробо  последовательно соединенных тиристоров в управл емых вентил х указанных преобразователей.

Одно из известных устройств содержит делитель напр жени , подключенный параллельно цепочке контролируемых последовательно соединенных тиристоров, параллельно каждому из которых включена

RC-цепочка, датчик пробо  одного, двух или большего количества тиристоров, входами включенный в диагональ моста образованного делителем напр жени  и RC-цепочка- ми, выход датчика соединен со входом блока защиты и сигнализации.

Недостатком подобного устройства  вл етс  то, что оно не обеспечивает контроль пробо  тиристоров без подачи на последовательно соединенные тиристоры высокого силового напр жени , а также низка  надежность работы устройства в переходных режимах особенно в высоковольтных преVI о о сл ю сл

обрээовател х. характеризующихс  значительным уровнем генерируемых помех,

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению  вл етс  устройство дл  контрол  пробо  последовательно соединенных тиристоров высоковольтных вентилей в управл емых вентильных преобразовател х, включающих систему управлени  с блоком фазоим- пульсного управлени  и распределителем импульсов управлени  по высоковольтным вентил м, узел сигнализации и отключени  преобразовател , содержащее датчик пробо  тиристоров в каждом высоковольтном вентиле, имеющий выходные ключи по числу ступеней контрол  количества пробитых тиристоров, одни выходы выходных ключей каждого датчика объединены и предназначены дл  подключени  к выходу распределител  импульсов, соответствующего управлению высоковольтным вентилем противоположной группы той же фазы, другие выходы выходных ключей датчиков различных высоковольтных вентилей, соответствующие одноименной ступени контрол  количества пробитых тиристоров объединены, элементы пам ти по числу ступеней контрол  количества пробитых тиристоров , выходами предназначены дл  подключени  к соответствующим входамуэ- ла сигнализации и отключени  преобразовател .

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  надежность, т. к. при широком 120 зл. град, импульсе управлени  высоковольтным вентилем, который формируетс  на выходе распределител  импульсов , невозможно обеспечить достаточную помехоустойчивость устройства, особенно в пере ходных режимах при быстром изменении фазы управл ющих импульсов. Это может быть св зано с высоким уровнем помех, генерируемых в высоковольтных управл емых вентильных преобразовател х, так и со значительными углами коммутации венти- пей в переходных режимах:

Кроме того переходный процесс в собственно датчиках пробо , вызванный выключением высоковольтного вентил  или коммутационными процессами в других высоковольтных вентил х не успевает закончитьс  к моменту Формировани  сигнала закрытого состо ни  тиристоров соответст- в/ющего высоковольтного вентил  преоб- разопчтел , что приводит к формированию на выходе датчика ложного сигнала о про- Ьос тиристоров

Целью личного изобретени   вл етс  пмгши оние надежности работы устройства г п .сходных . .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  контрол  пробо  последовательно соединенных тиристоров высоковольтных вентилей в управл емых

вентильных преобразовател х, включающих систему управлени  с блоком фазоим- пульсного управлени  и распределителем импульсов управлени  по высоковольтным вентил м, узел сигнализации и отключени 

0 преобразовател , содержащее датчик пробо  тиристоров в каждом высоковольтном вентиле, имеющий выходные ключи по числу ступеней контрол  количества пробитых тиристоров, одни выходы выходных ключей

5 каждого датчика объединены и предназначены дл  подключени  к выходу распределител  импульсов, соответствующего управлени  высоковольтным вентилем противоположной группы той же фазы, другие

0 выходы выходных ключей датчиков различных высоковольтных вентипей, соответствующие одноименной ступени контрол  количества пробитых тиристоров объединены , элементы пам ти по числу ступеней кон5 трол  количества пробитых тиристоров, выходами предназначенные дл  подключени  к соответствующим входам узла сигнализации и отключени  преобразовател , введены управл емые аналоговые ключи по

0 числу ступеней контрол  количества пробитых тиристоров и формирователь импульсов задержки, включающий диод, разр дный резистор, разр дный ключ, пороговый элемент и врем задающую RC це5 почку, выход врем задающей RC цепочки подключен через пороговый элемент к выходу формировател  импульсов задержки, а чедез последовательно соединенные разр дный резистор и разр дный ключ - к об0 щей шине, управл ющий вход разр дного ключа соединен с входом формировател  импульсов задержки и через диод - с его выходом, управл емые аналоговые ключи силовой цепью подключены между объеди5 ненными выходами выходных ключей одноименных ступеней контрол  количества пробитых тиристоров датчиков пробо  и управл ющими входами соответствующих элементов пам ти, управл ющим входом

0 управл емые аналоговые ключи подключены к выходу формировател  импульсов задержки , выходом предназначенного дл  подключени  к выходу блока фазоимпульс- ного управлени .

5

На фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема устройства, выполненного согласно данному изобретению. на фиг. 2 дана схема одного из возможных вариантов построени  датчика пробо  тиристоров; на фиг. 3 дана диаграмма работы устройства.

Устройство дл  контрол  пробо  последовательно соединенных тиристоров высоковольтных вентилей в управл емых вентильных преобразовател х, включающих систему 1 управлени  с блоком 2 фазоимпуль- сного управлени  и распределителем 3 импульсов управлени  по высоковольтным вентил м 4 - 8 и 9, узел 10 сигнализации и отключени  преобразовател , содержат датчики 11 - 15 и 16 пробо  тиристоров в каждом высоковольтном вентиле 4 - 8 и 9. имеющие выходные ключи 17 и 18 по числу ступеней контрол  качества пробитых тири- сторов, одни выходы 19 выходных ключей 17 и 18 каждого датчика 11 - 15 и 16 объединены и предназначены дл  подключени  к выходу распределител  3 импульсов, соответствующего управлению высоковоль- тным вентилем противоположной группы той же фазы, другие выходы 20 и 21 выходных ключей 17 и 18 различных высоковольтных вентилей 11 - 15 и 16 соответствующие одноименной ступени контрол  количества пробитых тиристоров объединены, элементы пам ти 22 и 23 по числу ступеней контро- л  количества пробитых тиристоров, выходами 24 и 25 предназначенные дл  подключени  к соответствующим входам 26 и 27 узла сигнализации и отключени  преобразовател . Кроме того в устройство введены управл емые аналоговые ключи 28 и 29 по числу ступеней контрол  количества пробитых тиристоров и формирователь 30 импульсов задержки включающий диод 31, разр дный резистор 32. разр дный ключ 33, пороговый элемент 34 и врем задающую RC цепочку 35, выход 36 врем задающей RC цепочки подключен через пороговый эле- мент 34 к выходу 37 формировател  импульсов задержки, а через последовательно соединенные разр дный резистор 32 и разр дный ключ 33 - к общей шине, управл ющий вход разр дного ключа соединен с входом 38 формировател  импульсов задержки и через диод 31 - с его выходом 37, управл емые аналоговые ключи 28 и 29 силовой цепью подключены между объединенными входами 20 и 21 выходных ключей 17 и 18 одноименных ступеней контрол  количества пробитых тиристоров датчиков пробо  11-15и16и управл ющими входами 39 и 40 соответствующих элементов в пам ти 22 и 23, управл ющим входом 41 управл емые аналоговые ключи подключены к выходу 37 формировател  импульсов задержки, входом 38 предназначенного дл  подключени  к выходу 42 блока 2 фазоим- пульсного управлени 

Элементы пам ти 22 и 23 могут быть выполнены, например, на реле 43 и 44 с соответствующими контактами 45 и 46. Реле 43, фиксирующее пробой недопустимого количества тиристоров (например, 2-х и более тиристоров), формирует в систему 1 управлени  преобразователем через узел отключени  47 команды на отключение преобразовател . Светодиоды 48 и 49 фиксируют срабатывание датчиков пробо  одного и двух тиристоров. Кнопка 50 служит дл  деблокировки реле 42 и 43 элементов пам ти.

На выходах 51 - 55 и 56 распределител  импульсов формируютс  первичные импульсы управлени  высоковольтными вентил ми 4 - 8 и 9 и соответственно сигналы закрытого состо ни  тиристоров соответствующих высоковольтных вентилей. Управление соответственно тиристорами осуществл етс  через формирователи импульсов (ФИ) 57.

Датчики 11 - 15 и 16 пробо  (фиг. 2) могут быть построены, например, с использованием задающего генератора 58 (источник напр жени  высокой частоты), выходом подключенного через последовательно соединенные разделительные согласующие трансформаторы 59 и RC цепочки 60 к тиристорам 61 соединенным последовательно. Выход задающего генератора через выпр митель 62 соедин етс  с одними входами компараторов 63 и 64, контролирующих соответственно пробой одного и двух тиристоров . На другие входы компараторов подаетс  напр жение уставки с задатчи- ков 65 и 66. Выходы компараторов через согласующие оптопары 67 и 68 подключаютс  к выходам 20 и 21 датчика, а также к соответствующим выходам 19 и далее к выходам системы 1 управлени  преобразователем .

На фиг. 3 прин ты следующие обозначени :

69 - импульсы на выходе блока фа- зоимпульсного управлени ;

70 - 75 - импульсы управлени  тиристорами соответствующего высоковольтного вентил  преобразовател ;

76-81 - напр жение на выходах 51-56 системы 1 управлени ;

82 - напр жение на конденсаторе врем эадающей цепи 35 (Do - напр жение переключени  порогового элемента);

83- напр жение на выходе формировател  импульсов задержки (импульсы, блокирующие работу управл емых аналоговых ключей 28 и 29);

84- сигнал на выходе 50 датчиков пробо  одного тиристора;

85 - сигнал на выходе 21 датчиков пробо  двух тиристоров.

Устройство дл  контрол  пробо  последовательно соединенных тиристоров высоковольтных вентилей в управл емых вентильных преобразовател х работает следующим образом.

В установившемс  режиме работы преобразовател  фаза выходных управл ющих импульсов тиристорами (70 - 75) и сигналов 76 - 81 закрытого состо ни  тиристоров соответствующего высоковольтного вентил  не измен етс . Импульсы 69 на выходе блока 2 фазоимпульсного управлени  следуют через равные промежутки времени и длительность интервала Т задержки этих импульсов , определ емой формирователем 30, посто нна. При каждом переключении в преобразователе и синхронно с ним на выходе формировател  30 импульсов задержки по вл етс  импульс 83, блокирующий прохождение сигнала через управл емые ключи 28 и 29. Это исключает срабатывание элементов пам ти 22 и 23 с двум  устойчивыми состо ни ми, св занное с ложными сигналами 84 и 85 на выходе датчиков 11 - 15 и 16 пробо . Указа иные сигналы помехи по вл ютс  при каждой коммутации в преобразователе , а их длительность зависит от угла коммутации и скорости изменени  фазы управл ющих импульсов. Диаграмма напр жени  на конденсаторе С врем зада- ющей цепочки 39 показана на фиг. 3, позици  82. Диод 31 определ ет минимальную длительность блокирующего импульса 83, равную длительности импульсов 69 на выходе блока 2 фазового управлени .

В переходных режимах, св занных с изменени ми фазы управл ющих импульсов тиристоров управл емого вентильного преобразовател , длительность должных сигналов 84 и 85 на выходах 20 и 21 датчиков пробо  возрастает, что может привести к ложному срабатыванию элементов пам ти 22 и 23. Однако в данном устройстве веро тность прохождени  сигнала помехи на элементы 22 и 23 мала, так как одновременно с изменением фазы управл ющих импульсов происходит и увеличение длительности блокирующего импульса 83 на выходе формировател  30 импульсов задержки . Это св зано с тем, что конденсатор С врем задающей цепочки 35 за врем , определ емое длительное ью импульсов 69 на выходе блока 2 фазоимпульсного управлени , разр жаетс  до более низкого уровн  напр жени , чем установившемс  режиме. Поэтому, после окончани  импульса 69 на выходе блока 2 здрчд конденсатора С до уровн  напр жени  U0 переключени  поро-

гового элемента 34 происходит за более длительный промежуток времени, чем в установившемс  режиме.

Этим достигаетс  увеличение длительности импульсов 83 на выходе формировател  30 импульсов задержки. Именно по этим импульсам синхронно с каждой коммутацией в преобразователе размыкаютс  управл емые ключи 28 и 29 и, тем самым,

0 блокируетс  прохождение сигнала на элементы пам ти 22 и 23 с двум  устойчивыми состо ни ми (реле 43 и 44). Увеличение длительности блокирующих импульсов 83 в переходных режимах уменьшает веро тность

5 прохождени  сигнала на элементы пам ти 22 и 23 в послекоммутационный период. При этом в установившемс  режиме работы преобразовател  длительность блокирующих импульсов 83 незначительна, что не

0 оказывает существенного вли ни  на работу устройства дл  контрол пробо  последовательно соединенных тиристоров.

Таким образом, данное устройство обеспечивает надежный контроль состо 5 ни  тиристоров как в переходных, так и в установившихс  режимах работы преобразовател .

Экономический эффект от использовани  данного изобретени  состоит из двух

0 составл ющих.

Перва  из них определ етс  надежной работой устройства дл  контрол  пробо  последовательно соединенных тиристоров вы- соковольтных вентилей в управл емом

5 вентильном преобразователе, искпючаю- щей отключение преобразовател  сигналом помехи в процессе его работы в технологи- чевком цикле. Эта составл юща  эффекта зависит от области применени  преобразо0 вател . Так дл  преобразовател  типа СПЧРС-15750/630, используемого в качестве разгонного устройства электромашинных накопителей энергии установки ТОКАМАКА, отсутствие ложных отключений

5 дает экономический эффект около 60 т. р. в год.

Друга  составл юща  экономической эффективности данного предложени  определ етс  тем, что устройство надежно фик0 сирует пробой тиристоров в переходных режимах работы преобразовател , что исключает развитие аварийной ситуации, привод щей , как правило, к пробою двух тириеторных блоков. Стоимость указанных

5 блоков, например, дл  преобразовател  типа СПЧРС-15750/630 совместно с восстановительными работами составл ет около 30 т, руб.

Таким образом ожидаемый экономический эффект от использовани  данного

предложени  составл ет 90 т. руб. в год на один высоковольтный преобразователь.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  контрол  пробо  после- довательно соединенных тиристоров высоковольтных вентилей в управл емом вентильном преобразователе, включающем систему управлени  с вспомогательным ис- точникомпитани , блоком фаэоимпульсного управлени  и распределителем импульсов управлени  по высоковольтным вентил м, узел сигнализации и отключени  преобразовател , содержащее на каждый из высоковольтных вентилей датчик пробо  тиристоров, снабженный по числу ступеней контрол  количества пробитых тиристоров выходными ключами, первые выводы которых объединены и предназначены дл  подключени  к выходу распределител  импульсов, св занному с управл ющими электродами тиристоров высоковольтного вентил  противоположной группы той же фазы, причем вторые выводы выходных ключей датчиков различных высоковольт- ных вентилей, соответствующие одноименной ступени контролр количества пробитых тиристоров объединены, элементы пам ти по числу ступеней контрол  количества пробитых тиристоров, выходами предназначен- ные дл  подключени  к соответствующим входам узла сигнализации и отключени  преобразовател , отличающеес  тем.

   что, с целью повышени  надежности работы устройства в переходных режимах, в него введены управл емые аналоговые ключи по числу ступеней контрол  количества пробитых тиристоров и формирователь импульсов блокировки, выполненный в виде диода, разр дного резистора, разр дного ключа, порогового элемента и врем задающих резистора и конденсатора, причем выход порогового элемента соединен с выходом формировател  импульсов блокировки и через диод подключен к его входу, соединенную с управл ющим входом разр дного ключа, образующего последовательно с разр дным резистором цепь, включенную между общей шиной и входом порогового элемента, врем задающие резистор и конденсатор первыми выводами предназначены дл  подключени  соответственно к выводу вспомогательного источника питани  и общей шине, а вторыми выводами соединены с входом порогового элемента, при этом объединенные вторые выходы выходных ключей одноименных ступеней контрол  количества пробитых тиристоров датчиков пробо  соединены с входами соответствующих элементов пам ти через соответствующие управл емые аналоговые ключи, управл ющие входы которых подключены к выходу формировател  импульсов блокировки , вход которого предназначен дл  подключени  к выходу блока формировател  импульсов управлени .

   61

   61

   Датчик пробо  2иг. 2

   Фиг. 3