SU943978A1 - Device for protecting controllable rectifying-inverting converter - Google Patents

Description

Изобретение относится к защите высоковольтных выпрямительно-инверторных преобразователей выставок и стендов постоянного тока, снабженных сглаживающими реакторами в цепи выпрямленного тока,от перегрузок, выз-⁵ ванных длительными однофазными режимами всех последовательно включенных мостов преобразователя.The invention relates to the protection of high-voltage rectifier and inverter converters exhibitions DC stands provided with smoothing reactors in the circuit of the rectified current overload vyz- ⁵ bathrooms prolonged monophasic mode of series-connected converter bridges.

Известно устройство для защиты выпрямительно-инверторных преобразователей , в котором выявление однофазных режимов осуществляется с помощью схем сравнения фазных и выпрямлен- ₍ ного токов СП ·A device for the protection of the rectifier-inverter transformers, wherein detection of single-phase mode by using the phase comparison circuit and rectified _(Nogo currents SP ·

Известное устройство обладает недостаточной чувствительностью, поскольку схема сравнения фиксирует лишь нарушение баланса между выпрямленным и фазными токами на величину сравнительно малой уставки реагирующего органа.The known device has insufficient sensitivity, since the comparison circuit only fixes the imbalance between the rectified and phase currents by the value of the relatively small setting of the reacting organ.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты управляемого выпрямительно-инверторного преобразователя с последовательно включенным сглаживающим реактором, содержащее датчики фазных и выпрямленного токов, схему совпадения и реагирующие органы, один из которых включен между датчиком выпрямленного тока и схемой совпадения, а каждый из оставшихся подключен к одному из датчиков фазных токов И.Closest to the proposed one is a device for protecting a controlled rectifier-inverter converter with a series-connected smoothing reactor, containing phase and rectified current sensors, a matching circuit and reacting organs, one of which is connected between the rectified current sensor and the matching circuit, and each of the remaining ones is connected to one of the phase current sensors I.

Недостатком устройства в части выявления повреждений рассматриваемого типа является фиксация наличия сверхтоков в фазах, а не отсутствия фазных токов, что имеет место в однофазном режиме всех мостов выпрямительно-инверторной установки. Указанные режимы могут возникнуть в результате нарушений коммутаций вентилей, например при снятии или исчезновении управляющих импульсов в моменты нарушений коммутаций. Они представляют опасность для вентилей, так как при этом выпрямленный ток, поддерживаемый энергие₍й, запасенной в сглаживающем реакторе, медленно затухая, может длительно протекать через вентили, принадлежащие какойлибо одной фазе в каждом из мостов, и вызвать недопустимую перегрузку и по току. Устройство также неудовлетворительно ликвидирует повреждения рассматриваемого типа. Это обусловлено тем, что оно Воздействует через свой исполнительный орган на изменение фазы управляющих импульсов с их последующим снятием после прекращения тока. В рассматриваемом режиме указанное воздействие не приводит к ликвидации азарии, поскольку импульсы управления уже отсутствуют, и длительность протекания выпрямленного тока определяется лишь величиной индуктивности реактора и активными потерями в контуре .The disadvantage of the device in terms of detecting damage of the type under consideration is the fixation of the presence of overcurrents in phases, and not the absence of phase currents, which takes place in the single-phase mode of all bridges of a rectifier-inverter installation. These modes can occur as a result of valve switching failures, for example, when the control pulses are removed or disappearing at the time of switching failures. They are dangerous for the valves, since the rectified current supported by the energy ₍ stored in the smoothing reactor, slowly damping, can flow for a long time through the valves belonging to any one phase in each of the bridges, and cause unacceptable current overload. it also unsatisfactorily eliminates damage of the type in question, due to the fact that it acts through its executive body to change the phase of the control pulses with their subsequent removal after termination In the considered mode, this effect does not lead to the elimination of asaria, since the control pulses are already absent, and the duration of the rectified current is determined only by the magnitude of the reactor inductance and active losses in the circuit.

Цель изобретения - повышение надежности защиты путем создания устройства, выявляющего наличие длительного однофазного режима мостов преобразователя и обеспечивающего его ликвидацию.The purpose of the invention is to increase the reliability of protection by creating a device that detects the presence of a long single-phase mode of the converter bridges and ensures its elimination.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено инверторами, органами контроля управления, элементом времени и блоком шунтирования сглаживающего реактора·, причем каждый из инверторов включен между одним из реагирующих органов и схемой совпадения, входы органов контроля управления предназначены для подключения к блоку управления преобразователя, а выходы подключены к схеме совпадения, выход которой через элемент времени подключен к управляющему входу блока шунтирования сглаживающего реактора.This goal is achieved by the fact that the device is equipped with inverters, control controls, a time element and a smoothing reactor bypass block ·, each of the inverters connected between one of the reacting bodies and a matching circuit, the inputs of the control controls are designed to be connected to the converter control unit, and the outputs are connected to a matching circuit, the output of which through a time element is connected to the control input of the bypass block of the smoothing reactor.

На чертеже изображена структурно-функциональная схема устройства.The drawing shows a structural-functional diagram of the device.

Устройство защиты содержит аналого-дискретные реагирующие органы 1-3, подключенные соответственно к датчикам 4 и 5 фазных токов, выпрямительного и инверторного мостов 6 и 7 двухмостового преобразователя и к датчику 8 выпрямленного тока в цепи сглаживающего реактора 9 стороны постоянного тока' установки, а также органы 10 и 11 контроля управления систем 12 и 13 импульсного управления мостов 6 и 7. Выходы токового органа 3 и контрольных органов 10 и 11 соединены со входами схемы 14 совпадения непосредственно, а токовых органов 1 и 2 - через инверторы 15 и 16, а выход схемы совпадения через элемент 17 времени присоединен к управляющему входу исполнительного органа - шунтирующего блока 18, включенного параллельно реактору 9.The protection device contains analog-discrete reacting organs 1-3, respectively connected to the sensors 4 and 5 of the phase currents, rectifier and inverter bridges 6 and 7 of the two-bridge converter and to the sensor 8 of the rectified current in the circuit of the smoothing reactor 9 of the DC side of the installation, as well as control elements 10 and 11 of the control systems 12 and 13 of the pulse control of bridges 6 and 7. The outputs of the current organ 3 and the control organs 10 and 11 are connected to the inputs of the coincidence circuit 14 directly, and the current organs 1 and 2 through inverters 15 and 16, and the output of the matching circuit through the time element 17 is connected to the control input of the executive body - the shunt block 18, connected in parallel to the reactor 9.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При возникновении однофазного режима мостов 6 и 7 выпрямленный ток, поддерживаемый реактором у, длительно протекает по вентилям одной фазы (например, вентилям +В и -В моста 6 и какой-либо фазы моста 7) и фиксируется датчиком 8 и токовым органом 3, дающим на выходе сигнал, логическая единица. Фазные токи мостов, контролируемые датчиками 4 и 5, при этом отсутствуют, что фиксируется токовыми органами 1 и 2 с минимальной уставкой, дающими выходные сигналы логический нуль, которые преобразуются инверторами 15 и 16 в сигналы логическая единица. Контроль состояния импульсов управления мостов 6 и 7 от их систем 12 и 13 импульсного управления осуществляется органами 10 и 11 контроля, дающими сигналы логическая единица при отсутствии управляющих импульсов контролируемых мостов. Таким образом, на всех входах схемы 14 совпадения в однофазном режиме появляются сигналы логическая единица, что приводит к пуску элемента 17 времени и к появлению через заданное время рабочего сигнала на управляющем входе 'Шунтирующего блока 18, осуществляющего шунтирование реактора 9. Шунтирование реактора приводит к немедленному переходу выпрямленного тока из контура вентили преобразовательных мостов - реактор в контур реактор шунтирующее устройство, что предотвращает перегрузку и повреждение вентилей .When a single-phase mode of bridges 6 and 7 occurs, the rectified current supported by the reactor y flows for a long time through the valves of one phase (for example, the + B and -B valves of the bridge 6 and any phase of the bridge 7) and is detected by the sensor 8 and the current organ 3, giving output signal, logical unit. The phase currents of the bridges, controlled by sensors 4 and 5, are absent, which is recorded by the current organs 1 and 2 with a minimum setting, giving output signals of logic zero, which are converted by inverters 15 and 16 into signals of a logical unit. Monitoring the status of the control impulses of bridges 6 and 7 from their pulse control systems 12 and 13 is carried out by control bodies 10 and 11, which give signals a logical unit in the absence of control impulses of the controlled bridges. Thus, at all the inputs of the coincidence circuit 14 in a single-phase mode, signals of a logical unit appear, which leads to the start of the time element 17 and to the appearance of a working signal at the control input 'of the shunt unit 18, which shunts the reactor 9 after a specified time. Bypassing the reactor leads to immediate the passage of the rectified current from the valve circuit of the converter bridges - the reactor to the reactor circuit bypass device, which prevents overloading and damage to the valves.

Технико-экономическая эффе ктивность изобретения обусловлена возможностью с его помощью обеспечить выявление и ликвидацию длитель5 ных однофазных режимов преобразовательной установки, что позволяет предотвратить повреждению одновременно нескольких дорогостоящих высоковольтных вентилей из-за недопустимо длительного протекания через них непрерывного тока.The technical and economic efficiency of the invention is due to the possibility of using it to ensure the identification and elimination of long-term single-phase modes of the converter unit, which helps to prevent damage to several expensive high-voltage valves at the same time due to unacceptably long continuous current flowing through them.

Claims (2)

Изобретение относитс  к защите высоковольтных выпр мительно-инверторных преобразователей выставок и стендов посто нного тока, снабженных сглаживающими реакторами в цепи выпр мленного тока,от перегрузок, вы ванных длительными однофазными режим всех последовательно включенных мостов преобразовател . Известно устройство дл  защиты вы пр мительно-инверторных преобразователей , в котором вы вление однофазных режимов осуществл етс  с помощью схем сравнени  фазных и выпр мленного токов Q . Известное устройство обладает недостаточной чувствительностью, поскольку схема сравнени  фиксирует лишь нарушение баланса между выпр мленным и фазными токами на величину сравнительно малой уставки реагирующего органа. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  защиты управл емого выпр мительно-инверторного преобразовател  с последовательно включенным сглаживающим реактором , содержащее датчики фазных и выпр мленного токов, схему совпадени  и реагирующие органы, один из которых включен между датчиком выпр мленного тока и схемой совпадени , а каждый из оставшихс  подключен к одному из датчиков фазных токов 2 , Недостатком устройства в части вы влени  повреждений рассматриваемого типа  вл етс  фиксаци  наличи  сверхтоков в фазах, а не отсутстви  фазных токов, что имеет место в однофазном режиме всех мостов выпр мительно-инверторной установки. Указанные режимы могут возникнуть в результате нарушений коммутаций вентилей, например при сн тии или исчезновении управл ющих импульсов в моментм нарушений коммутаций. Они представл ют опасность дл  вентилей так как при этом выпр мленный ток, поддерживаемый энергие й, запасенной в сглаживак дем реакторе, медленно затуха , может длительно протекать через вентили, принадлежащие какойлибо одной фазе в каждом из мостов, и вызвать недопустимую перегрузку и по току. Устройство также неудовлетворительно ликвидирует повреждени  рассматриваемого типа. Это обусловлено тем, что оно боздействует через свой исполнительный орган на изменение фазы управл ющих импульсов с их последующим сн тием после прекращени  тока. В рассматри ваемом режиме указанное воздействие не приводит к ликвидации азарии, поскольку импульсы управлени  уже отсутствуют, и длительность протекани  выпр мленного тока определ е с  лишь величиной индуктивности реактора и активными потер ми в кон туре. Цель изобретени  - повышение над ности защиты путем создани  устройс ва, вы вл ющего наличие длительного однофазного режима мостов fipeo6pa3o вател  и обеспечивающего его ликвидацию . Поставленна  цель достигаетс  те что устройство снабжено инверторами органами контрол  управлени , элементом времени и блоком шунтировани сглаживающего реактора-, причем каждый из инверторов включен между одним из реагирующих органов и схемой совпадени , входы органов контрол  управлени  предназначены дл  подключени  к блоку управлени  преобразовател , а выходы подключены к схеме совпадени , выход которой через элемент времени подключен к управл ющему входу блока шунтировани  сглаживающего реактора. На чертеже изображена структурно-функциональна  схема устройства. Устройство защиты содержит аналого-дискретные реагирующие органы , подключенные соответственно к датчикам t и 5 фазных токов выпр ми тельного и инверторного мостов 6 и двухмостового преобразовател  и к датчику 8 выпр мленного тока в цепи сглаживающего реактора 9 стороны посто нного тока установки, а также органы 10 и 11 контрол  управлени  систем 12 и 13 импульсного управлени  мостов 6 и 7. Выходы токового органа 3 и контрольных органов 10 и 11 соединены со входами схемы 1 совпадени  непосредственно, а токовых органов 1 и 2 - через инверторы 15 и 1б, а выход схемы совпадени  через элемент 17 времени присоединен к управл ющему входу исполнительного органа - шунтирующего блока 18, включенного параллельно реактору 9. Устройство работает следующим образом. При возникновении однофазного ре|жима мостов 6 и 7 выпр мленный ток, поддерживаемый реактором у, длительно протекает по вентил м одной фазы (например, вентил м +В и -В моста 6 и какой-либо фазы моста 7) и фиксируетс  датчиком 8 и 1ОКОВЫМ органом 3, дающим на вь1ходе сигнал, логическа  единица. Фазные токи мостов, контролируемые датчиками 4 и 5, при этом отсутствуют, что фиксируетс  токовыми органами 1 и 2 с минимальной уставкой, дающими выходные сигналы логический нуль, которые преобразуютс  инверторами 15 и 16 в сигналы логическа  единица. Контроль состо ни  импульсов управлени  мостов 6 и 7 от их систем 12 и 13 импульсного управлени  осуществл етс  органами 10 и 11 контрол , дающими сигналы логическа  единица при отсутствии управл ющих импульсов контролируемых мостов. Таким образом, на всех входах схемы 1и совпадени  в однофазном режиме по вл ютс  сигналы логическа  едичто приводит к пуску элемента 17 времени и к по влению через заданное врем  рабочего сигнала на управл ющем входе Шунтирующего блока 18, осуществл ющего шунтирование реактора 9. Шунтирование реактора приводит к немедленному переходу выпр мленного тока из контура вентили преобразовательных мостов - реактор в контур реактор шунтирующее устройство, что предотвращает перегрузку и повреждение вентилей. Технике-экономическа  эффе ктивность изобретени  обусловлена возможностью с его помощью обеспечить вы вление и ликвидацию длительных однофазных режимов преобразовательной установки, что позвол ет предотвратить повреждению одновременно нескольких дорогосто щих высоковольтных вентил.ей из-за недопустимо длительного протекани  че рез них непрерывного тока. Формула изобретени  Устройство дл  защиты управл емого выпр мительно-инверторного пре образовател  с последовательно вклю ченным сглаживающим реактором, соде жащее датчики фазных и выпр мленного токов, схему совпадени  и реагирующие органы, один из которых вклю чен между датчиком выпр мленного тока и схемой совпадени , а каждый из оставшихс  подключен к одному из датчиков фазных токов, отличающее с  тем, что, с целью повышени  надежности защиты при однофазных режимах преобразовател , оно снабжено инверторами, органами контрол  управлени , элементом времени и блоком шунтировани  сглаживающего реактора, причем каждый из инверторов включен между одним из реагирующих органов и схемой совпадени , входы органов контрол  управлени  предназначены дл  подключени  к блоку управлени  преобразовател  , а выходы подключены к схеме совпадени , выход которой через элемент времени подключен к управл ющему входу блока шунтировани  сглаживающего реактора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 498875, кл. Н 02 Н 7/10, 1972. The invention relates to the protection of high-voltage rectifying-inverter converters of exhibitions and DC stands equipped with smoothing reactors in the rectified current circuit against overloads caused by long-lasting single-phase operation of all series-connected converter bridges. A device for protection of direct-inverter converters is known, in which the detection of single-phase modes is carried out using the comparison circuit of the phase and rectified currents Q. The known device has insufficient sensitivity, since the comparison circuit only fixes the imbalance between the rectified and phase currents by a relatively small setpoint of the reacting organ. Closest to the present invention is a device for protection of a controlled rectifier-inverter converter with a series-connected smoothing reactor, containing sensors for phase and rectified currents, a coincidence circuit, and reacting organs, one of which is connected between the rectified current sensor and the coincidence circuit, and each of the remaining ones is connected to one of the sensors of phase currents 2. The disadvantage of the device in terms of detecting damages of this type is the presence of supercurrents in the phases, and There are no phase currents, which takes place in the single-phase mode of all bridges of the rectifier-inverter installation. These modes may occur as a result of interruptions in the switching of valves, for example, in the event of the removal or disappearance of control pulses at the moments of violation of switching. They pose a danger to the valves, since in this case the rectified current, maintained by the energy stored in the smoothing reactor, slowly decays, can flow for a long time through the valves belonging to any one phase in each of the bridges and cause an unacceptable overload and overcurrent. The device also does not satisfactorily repair damage of the type in question. This is due to the fact that it operates through its executive body to change the phase of the control pulses with their subsequent removal after the cessation of the current. In this mode, this effect does not eliminate Azarias, since the control pulses are already absent, and the duration of the flow of rectified current is determined with only the inductance of the reactor and the active losses in the circuit. The purpose of the invention is to increase the protection above the protection by creating a device that reveals the presence of a long single-phase mode of the fipeo 6pa3o bridge and ensures its elimination. The goal is to ensure that the device is equipped with inverters with control elements, a time element and a blocking reactor for shunting, each of the inverters connected between one of the reacting bodies and the coincidence circuit, the inputs of the control elements are connected to the converter control unit, and the outputs are connected to the coincidence circuit, the output of which is connected to the control input of the smoothing reactor shunting unit through a time element. The drawing shows a structural-functional diagram of the device. The protection device contains analog-discrete reacting bodies connected respectively to the sensors t and 5 phase currents of the rectifier and inverter bridges 6 and the two-bridge converter and to the sensor 8 of the rectified current in the DC side of the smoothing reactor 9, as well as the organs 10 and 11 control controls of systems 12 and 13 of pulse control of bridges 6 and 7. The outputs of current organ 3 and control bodies 10 and 11 are connected to the inputs of the coincidence circuit 1 directly, and the current organs 1 and 2 through inverters 15 and 1b, and the output of the coincidence circuit through time element 17 is connected to the control input of the executive unit - the shunt unit 18 connected in parallel to the reactor 9. The device operates as follows. When single-phase mode of bridges 6 and 7 occurs, the rectified current maintained by the reactor y continuously flows through valves of one phase (for example, valves + B and -B of bridge 6 and some phase of bridge 7) and is detected by sensor 8 and 1OK organ 3, giving a signal at the input, logical unit. The phase currents of the bridges, controlled by sensors 4 and 5, are absent, which is detected by current bodies 1 and 2 with a minimum setting, giving logical zero output signals, which are converted by inverters 15 and 16 into logical unit signals. The control of the state of the control pulses of bridges 6 and 7 from their systems 12 and 13 of pulse control is carried out by the control bodies 10 and 11, which give signals to the logical unit in the absence of control pulses of the monitored bridges. Thus, on all inputs of circuit 1 and coincidence in single-phase mode, signals appear logically that leads to the start of time element 17 and, after a specified time, a working signal appears at the control input of the shunting unit 18, which shunting the reactor 9. Shunting the reactor leads to immediately transfer the rectified current from the circuit to the valves of the converter bridges - the reactor to the reactor circuit is a shunting device, which prevents overloading and damage to the valves. The techno-economic efficiency of the invention is due to the possibility of using it to detect and eliminate long-lasting single-phase modes of the converter plant, which helps to prevent damage to several expensive high-voltage valves at the same time due to the unacceptably long flow of continuous current through them. Apparatus of the Invention A device for protection of a controlled rectifier-inverter converter with a sequentially included smoothing reactor, containing sensors of phase and rectified currents, a coincidence circuit, and reacting organs, one of which is connected between the rectified current sensor and the coincidence circuit, and each of the remaining ones is connected to one of the phase current sensors, differing in that, in order to increase the reliability of protection in single-phase converter modes, it is equipped with inverters, control elements time element and the smoothing reactor shunting unit, each of the inverters connected between one of the reacting bodies and the coincidence circuit, the inputs of the control controls are intended to be connected to the converter control unit, and the outputs are connected to the coincidence circuit, the output of which is connected to control input of the smoothing reactor shunting unit. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 498875, cl. H 02 H 7/10, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 702920, кл. Н 02 Н 7/10, 1978.2. USSR author's certificate number 702920, cl. H 02 H 7/10, 1978.