Способ и устройство для защиты инвертора от срыва коммутации при совместной работе с выпрямителем

Способ и устройство для защиты инвертора от срыва коммутации при совместной работе с выпрямителем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»>955338 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.10.80 (21) 2988519/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл.з

Н 02 Н 7/12

Н 02 М 1/18

Гееудврстеевеме кемитет

СССР

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень № 32 (53) УДК 621.316. .925.4: 621.3! 4. .572 (088.8) па делам кзабретенкк и еткрмтий

Дата опубликования описания 05.09.82

Ю. М. Бей, Ю. П. Неугодников, В. П. Неугодник и С. В. Буньков (72) Авторы изобретения т,юнов, т э

Уральский электромеханический институт ннженероа жекаанолорожного транспорта (71) Заявитель (54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО Д,ЛЯ ЗАЩИТЫ ИНВЕРТОРА

ОТ СРЫВА КОММУТАЦИИ ПРИ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЕ

С ВЫПРЯМИТЕ,ЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты выпрямительно-инверторных агрегатов тяговых подстанций на участках постоянного тока электрифицированных железных дорог с совместной работой преобразователей, а также реверсивных тиристорных преобразователей при совместном управлении вентильными группами.

Известные способы защиты инверторов от срыва коммутации, основанные на контроле длительности коммутации токов в тиристорах инвертора либо сложны для технической реализации (1), либо не обладают достаточным быстродействием в динамических режимах (при изменении угла опережения открытия тиристоров инвертора P ) работы инвертора или при возникновении асимметрии питающего напряжения (2).

Известен также способ защиты инвертора от срыва коммутации при совместной работе с выпрямителем, заключающийся в том, что контролируют уравнительный ток, протекающий через вентили выпрямителя в инверторном режиме работы агрегата и формируют импульс управления исполнительным органом защиты (3) .

Однако данный способ защиты отличает, ся недостаточным быстродействием.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является устройство для защиты

5 инвертора от срыва коммутации при совместной работе с выпрямителем, содержащее датчики тока, включенные в общий анод и общий катод выпрямителя и связанные с исполнительным органом защиты (4).

Недостатком данного устройства защиты также является недостаточное быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия защиты в динамических режимах работы инвертора и при несимметрии питающего напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу защиты инвертора от срыва коммутации при совместной работе с выпрямителем контролируют длительность импульса уравнительного тока, формируют контрольный импульс, сравнивают длительности контрольного и токового импульсов и формируют импульс управления в случае, когда длительность импульса тока меньше контрольного импульса.

955338

4О

Устройство для реализации способа защиты инвертора от срыва коммутации при совместной работе с выпрямителем снабжено элементом ИЛИ и двумя блоками сравнения, каждый из которых выполнен в виде триггера, входы которого подключены к выходам датчика, а выходы один непосредственно, а другой через последовательно соединенные элемент задержки и элемент НЕ подключены к схеме ИЛИ-НЕ, выход которой через элемент ИЛИ соединен с исполнительным органом, а датчики выполнены каждый в виде двух блоков формирования импульсов окончания и начала протекания токов.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для реализации способа защиты инвертора от срыва коммутации при совместной работе с выпрямителем; на фиг. 2 — принципиальная схема датчика тока; на фиг. 3— временные диаграммы напряжений и токов при возникновении асимметрии питающего напряжения; на фиг. 4 — временные диаграммы напряжений и токов при срыве инвертора от перегрузки.

Устройство для реализации способа защиты инвертора 1 с вентилями 2 — 7 от срыва коммутации при совместной работе с выпрямителем 8 с вентилями 9 — 14 содержит датчики 15 тока, выполненные в виде блоков формирования импульса окончания 1б и начала 17 протекания токов и включенные в общий анод и катод выпрямителя 8.

Выходы датчиков 5 подключены к блокам 18 сравнения, выполненным каждый в виде триггера 19, выходы которого один непосредственно, а другой через последовательно соединенные элемент- 20 задержки и элемент НЕ 21 подключены к схеме ИЛИ—

НЕ 22, выходы которых через схему ИЛИ 23 подключены к исполнительному органу 24 защиты.

Устройство для реализации способа работает следующим образом.

При возникновении асимметрии питающего напряжения уменьшается время для восстановления запирающих свойств тиристоров инвертора Ь на величину б с (фиг. 3), так как момент равенства мгновенных значений напряжений инвертора, от которого измеряется время восстановления, смещается в сторону опережения. При значительной асимметрии время для восстановления запирающих свойств тиристоров может уменьшиться до величины, меньшей минимального допустимого времени b», что приведет к срыву коммутации тока. Из диаграмм напряжений и токов на фиг. 3 видно, что при резком снижении напряжения, например в фазе С, уменьшается разность мгновенных значений напряжений U и Up, создающая уравнительный ток, следовательно, уменьшается амплитуда и длительность уравнительного тока. Таким образом, приближе5

25 зо

35 ние срыва коммутации токов в определенных фазах инвертора приводит к уменьшению длительнсти импульсов уравнительного тока до критической величины в соответствую;цих им фазах выпрямителя. Например, срыв коммутации в фазе 7 инвертора 1 можно контролировать по импульсу уравнительного тока в фазе 11 выпрямителя 8, а срыв коммутации в фазе 3 — по току в фазе 13. Это позволяет создать простое устройство для определения фазы инвертора 1, в которой произошел срыв коммутации, контролируя уравнительный ток в каждой фазе выпрямителя 8.

С возрастанием тока инвертора (фиг. 4) увеличивается угол коммутации у, что приводит к уменьшению времени для восстановления запирающих свойств тиристора и опрокидыванию инвертора. Так как момент возникновения уравнительного тока зависит от окончания коммутации тока нагрузки, то с увеличением угла коммутации уменьшается величина и длительность уравнительного тока.

В момент появления импульса тока циркуляции н первом выходе датчика 15 появляется пауза, а в момент исчезновения тока на втором выходе этого датчика появляется импульс. Под действием указанных сигналов триггер 19 длительности тока формирует на первом выходе импульс (сигнал логической единицы), равный по длительности импульсу уравнительного тока t>p. Под действием сигнала со второго выхода триггера в момент появления уравнительного тока импульсной задержкой 20 формируется контрольный импульс длительностью t>, который через логическую схему НЕ 21 приходит на вход элемента ИЛИ-НЕ 22, на второй вход которого подается единичный импульс с первого выхода триггера 19. В нормальном режиме работы инвертора импульс триггера 19 всегда имеет большую длительность по сравнению с контрольным импульсом уставки и на выходе элемента 22 имеется сигнал логического нуля.

При приближении момента срыва коммутации, в данном случае от перегруза, происходит уменьшение длительности импульса уравнительного тока, а следовательно, и импульса триггера 19 typ до величины, меньшей ty, при этом на выходе элемента 22 появляется импульс (сигнал логической единицы), который через схему ИЛИ 23 поступает на исполнительный орган 24 защиты.

Таким образом, при перегрузке, так же как и при асимметрии, длительность уравнительного тока является достаточно надежным критерием для определения предстоящего момента срыва коммутации инвертора, при приближении к которому импульс уравнительного тока стремится к нулю, что позволяет повысить быстродействие защиты.

955338

Формула изобретения

l. Способ защиты инвертора от срыва коммутации при совместной работе с выпрямителем, заключающийся в том, что контролируют уравнительный ток, протекающий 5 через вентили выпрямителя в инверторном режиме работы агрегата и формируют импульс управления исполнительным органом защиты, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, контролируют

10 длительность импульса уравнительного тока, формируют контрольный импульс, сравнивают длительности контрольного и токового импульсов и формируют импульс управления в случае, когда длительность импульса уравнительного тока меньше контрольного им пул ьс а.

2. Устройство по п. 1, содержащее датчики тока, включенные в общий анод и общий катод выпрямителя и связанные с исполнительным органом защиты, отличающееся тем, что оно снабжено элементом ИЛИ и двумя блоками сравнения, каждый из которых выполнен в виде триггера, входы которого подключены к выходам датчика, а выходы один непосредственно, а другой через последовательно соединенные элемент задержки и элемент HE подключены к схеме ИЛИ-НЕ, выход которой через элемент ИЛИ соединен с исполнительным органом, а датчики выполнены каждый в виде двух блоков формирования импульсов окончания и начала протекания токов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 536564, кл. Н 02 Н 7/10, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 577604, кл. Н 02 Н 7/10, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 208808, кл. Н 02 Н 7/IO, 1966.

4. Авторское свидетельство СССР № 490228, кл. Н 02 Н 7/10, 1973.

955338

Составитель В. амуров

Редактор Л. Горбунова Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик

Заказ 6461/67 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изоббетений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4