SU1064840A1 - Способ защиты инверторов системы нагружени магнитогидродинамического генератора и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ защиты инверторов системы нагружени  магнитогидродинамического генератора,имеющей последовательно-параллельную структуру соединени , заключающийс  в вы влении нарушени  коммутации вентилей инвертора и увеличении коммутирзпощего напр жени  этого инвертора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и упрощени  защиты, увеличивают коммутирующее напр жение у инвертора выпавшего из режима за счет перевода управл ющих импульсов в область выпр мительного режима и одновременно снижают ток этого инвертора за счет увеличени  токов параллельно включенных инверторов. 2. Устройство дл  защиты инверторов системы нагружени  магнитогидродинамического генератора, имеющей последовательно-параллельную структуру соединени , содержащее дл  каждого инвертора узлы управлени  и защиты , включающие в себ  блок управлени  и регулировани , блок в.ы влени . нарушени  коммутации, источник задайи  уставки по току и цепь обратной св зи по току,, отличающеес  тем, что, с целью повышени , надежности и упрощени  защиты, узел управлени  и защиты каждого инвертора снабжен двум  элементами И, элементом НЕ, четырьм  управл емыми ключами, источником задани  уставки СО по углу регулировани , источником задани  аварийной уставки по току и общим дл  рассматриваемой грзтпы инверторов элементом ИЛИ, причем выход блока вы влени  нарушени  коммутации соединен с входом элемен-, та НЕ, с первым входом первого эле- а мента И и одним из входов элемен ,та ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединен с вторыми входами первого и второго 00 4 элементов И каждого инвертора, выход первого элемента И соединен с управл ющими входами йервого, второго и третьего управл емых ключей, выход второго элемента И - с управл ющим входом четвертого управл емого ключа, выход элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента И, цепь обратной св зи по току подключена через первыйуправл емый ключ к первому входу блока управлени  и регулировани , источник задани  уставки ,по току через второй управл емый ключ подключен к второму входу блока

Description

управлени  и регулировани , источник задани  уставки по углу регулировани  через третий управл емьй ключ подключен к третьему входу блока управлени  и регулировани , а источник задани  аварийной уставки

по току подключен к четвертому входу блока управлени  и регулировани  через четвертый управл емый ключ,причем выходы блоков вы влени  нарушени  коммутации каждого инвертора подключены к соответствующим входам элемент ИЛИ.

1

Изобретение относитс  к области магнитогидродинамической (МГД) техники , а точнее к инверторным системам преобразовани  тока преимущественно дл  промышленных МГД-генераторов .

Известен способ защиты инвертора от нарушени  ком утации у него в системе передачи посто нного тока, заключающийс  в том, что дл  восстанов лени  нормальной коммутации вентилей инвертора управл ющие импульсы сдвигают в сторону увеличени  угла опережени  зажигани , а возрастание аварийного тока ограничивают за счет регулировани  на посто нство тока выпр мител , питающего инвертор, что создае1 благопри тные услови  дл  коммутации вентилей ц J.

Устройство, реализующее такой способ, содержит блок вы влени  нарушени  коммутации, например дифференциальную запщту моста (ДЗМ), цепь воздействи  на систему управлени  дл  сдвига управл ющих импульсов и регул тор тока у вьшр мител , питающего инвертор.

В системе нагружени  МГД-генератора такие способ и устройство непригодны из-за того, что инвертор питаетс  непосредственно от МГДгенератора , и ограничить возрастание аварийного тока за счет быстродействующего регулировани  мощности МГДгенератора не представл етс  -возможным .

Наиболее близким техническим решением  вл етс  способ защиты с аварийньм контуром коммутации, заключающийс  в том, что при аварии коммутирующее напр жение увеличивают за счет подключени  к инвертору дополнительного контура коммутации 2.

Устройство, реализующее известный способ, содержит систему управлени  и регулировани , блок вьивлени  нарушени  коммутации, источник посто нного тока, накопительный конденсатор , управл емые вентили.

Недостатком такого способа  вл етс  его сложность, так как дл  вы ключени  вентилей необходимо иметь специальньй коммутирующий КОНТУР, подключаемый к инвертору при аварии с помощью управл емых вентилей, с конденсатором, зар жаемым от отдельного источника питани .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и упрощение способа и устройства защиты инверторов системы нагружени  МГД-генератора.

Цель достигаетс  тем, что в способе защиты инверторов системы нагружени  магнитогидродинамического генератора, имекицей последовательнопараллельную структуру соединени , с заключающемс  в вы влении нарушени  коммутации вентилей инвертора и увеличении коммутирующего напр жени  этого инвертора, увеличивают коммутирующее напр жение у инвертора, выпавшего из режима, за счет перевода управл ющих импульсов в область вьшр мительного режима и одно-йременно снижают ток этого инвертора за счет увеличени  токов параллельно включенных инверторов.

Цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  защиты инверторов системы нагружени  магнитогидродинамического генератора, имеющей последовательно-параллельную структуру соединени , содержащем дл  каждого инвертора узлы управлени  и защиты, включающие в себ  блок управлени  и регулировани , блок вы влени  нарушени  коммутации, источник задани  уставки по току и цепь обратной св зи по

току, узел управлени  и защиты каждого инвертора снабжен двум  элементами И, элементом НЕ, четьфьм  управл емыми ключами, источником задани  уставки по углу регулировани , источ НИКОМ задани  аварийной уставки по току и общим дл  рассматриваемой группы инверторов элементов ИЛИ, причем выход блока вы влени  нарушени  коммутации соединен с входом эле мента НЕ, с первым входом первого элемента И и одним из входов элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединен с вторыми входами первого и второго элемента И. каждого инвертора, выход первого элемента И соединен с управл ющими входами первого, второго и третьего управл емых ключей, выход второго элемента И - с управл ющим входом четвертого управл емого ключа , выход элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента И, 33(епь обратной св зи по току подключена через первьй управл емый ключ к первому входу блока управлени  и регулировани , источник задани  уставки по току через второй управ- л емый ключ подключен к второму входу блока управлени  и регулировани , источник задани  уставки по углу регулировани  через третий управл емый ключ подключен к третьему входу блока управлени  и регулировани , а источник задани  аварийной уставки по току подключен к четвертому входу блока управлени  и регулировани  через четвертый управл емый ключ, причем выходы блоков вы влени  нарушени  коммутации каждого инвертора подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ.

Такое выполнение способа и устройства позвол ет использовать дл  воздействи  на работу инверторов имеющиес  цепи управлени  и регулировани  и отказатьс  тем самым от установки силового оборудовани , необходимого при использовании аварийного контура коммутации; кроме того инвертор , выпавший из режима, возвраща етс  к нормальной работе без отключени  от канала, поэтому повьшаетс  надежность работы всего канала.

Осуществл етс  данный способ следующим образом. Вы вл етс  нарушение коммутации вентилей у одного из параллельно работающих инверторов системы нагружени  МГД-генератора

Сразу после обнаружени  аварии импульсы управлени  инвертора, выпавшего из режима, сдвигаютс  в область соответствующую выпр мительному режиму , т.е. в область больши: : коммутирующих напр жений, а у нормально работающих инверторов уставки регул торов измен ютс  в сторону увеличени  инвертируемых токов. Схема устройства дл  реализации предложенного способа изображена на чертеже.

Устройство содержит группу инверторов 1, подключенных к МГД-генератору 2, элемент ИЛИ 3, общий дл  всех инверторов, охваченных защитой, и узлы 4 управлени  и защиты каждого инвертора. В каждый узел вход т блок 5 управлени  и регулировани , блок вы влени  нарушени  коммутации 6, выполненный, например, по типу ДЗМ, элемент НЕ 7, первый элемент И 8, первый управл емый ключ 9, второй управл емый ключ 10, третий управл емый ключ 11, второй элемент И 12, четвертый управл емый ключ 13, источник 14 задани  уставки по току, источник 15 задани  аварийной уставки по току, источник 16 задани  уставки по углу регулировани ; причем выход блока 6 обнаружени  нарушени  коммутации соединен с входом элемента НЕ 7, с первым входом первого элемента И 8 и первым входом общего элемента ИЛИ 3; выход элемента ИЛИ 3 соединен с вторыми входами первого 8 и второго 12 элементов И каждого инвертора, выход первого элемента И 8 - с управл ющими входами первого, второго и третьего ключей 9, 10 и 11, и выход второго элемента И 12 - с управл ющим входом четвертого ключа 13. Выход элемента НЕ 7 соединен с первым вх одом второго элемента И 12.

Работает такое устройство следующим образом.

При нарушении,.коммутации вентилей в одном из инверторов 1 на выходе блока 6, реагирующего на такого рода аварию, по вл етс  сигнал, поступающий на вход элемента НЕ 7 и первого элемента И 8, вход щих в состав узла 4 управлени  -и защиты только аварийного инвертора, а также на вход общего элемента ИЛИ 3.

Сигнал, по вл ющийс  на выходе элемента ИЛИ 3, в свою очередь поступает на вторые входы первого 8 и второго 12 элементов И каждого инвертора .

На выходе элемента НЕ 7 инвертора . выпавшего из режима, сигнал отсутструет , а на выходах аналогичных блоков остальных инверторов сигналы имеютс . Таким образом, сигналы на оба входа элементов И поступают: у первого элемента И 8, управл ющего первым вторым и третьим ключами 9, 10, 11 инвертора, выпавшего из режима, и у второго элемента И 12, управл ющего четвертым ключом 13 каждого из остальных инверторов.

На выходах указанных элементов И 8, 12 по вл ютс  сигналы, вызывающие переключение.соответствующих ключей 9, 10, 11,13, При этом второй ключ 10 у инвертора, выпавшего из режима, отключает от системы управлени  и регулировани  токовую уставку 14, а первый ключ 9 обратную св зь по току., третий ключ 11 подключает уставку 16, соответствукнцую переводу импульсов управлени  в область выпр мительного режима, т,е, в зону более высоких значений коммутирующих напр жений вентилей, а четвертый ключ 13 у каждого из остальных инверторов подключает дополнительную уставку 15 по току, что приводит к возрастанию токов этих инверторов и снижению тем самым тока инвертора, вьтавшего из режима,

Пример, При срыве коммутации в одном из параллельно работающих инверторов системы нагружени  МГДгенератора Н4 выходе блока, реагирующего на нарушение коммутации (он может быть вьшолнен по типу ДЗМ) вентилей этого инвертора, по вл етс  сигнал, воздействующий через логические элементы на уставки систем управлени  и регулировани  каждого инвертора рассматриваемой группы таким образом, что импульсы управлени  инвертора, выпавшего из режима, перевод тс  в область выпр мительного режима, т,е, в область больших коммутирующих напр жений, а импульсы управлени  нормально работак цих инверторов смещаютс  в направлении увеличени  токов этих инверторов, что вызывает снижение тока инвертора , выпавшего из режима. Тем самым облегчаютс  услови  коммутации вентилей этого инвертора.

Например, номинальный режим группы из четырех параллельно работающих инверторов определ етс  углам опережени  зажигани  /з 30 эл. град, углами коммутации эл. град, углами пог:асани : 20 эл.град. Коэффициент электрической нагрузки

0,5, где Е- ЭДС генератора; и - напр жени  на полюсах инверторов При нарушении коммутации у одного из инверторов в результате действи  защиты у инвертора, вьтавшего из режима , угол эл, град.,угол j не успеет значительно изменитьс  и уголс 80 эл, град.Это означает, что коммутирующее напр жение на вентил х увеличилось в -т--т-о 3 раза.

sin 20

Одновременно уставки регул торов тока остальных инверторов увеличились в 2 раза (запасы по току, с которыми выбраны вентили, позвол ют это сделать ) , следовательно,напр жение на полюсах инвертора, выпавшего из режима ,снизитс приблизительно в два раза, что вызовет соответствующее снижение аварийного тока,

После восстановлени  нормальной коммутации вентилей сигнал с выхода блока обнаружени  нарушени  коммутации исчезает,управл емые ключиврзвращаютс  в исходное состо ние, и инверторы продолжают работу с установками,сооветствующими номинальному режиму.

Таким образом,инвертор, выпавший из режима, не отключаетс  от канала° МГД-генератора, а возвращаетс  к нормальной работе путем временного перевода в выпр мительньй режим с одновременным снижением аварийного тока за счет отбора части мощности соседними инверторами.

Указанное выполнение защиты позвол ет оказатьс  от установки выключателей и создает экономию,определ емую практически стоимостью выключателей.

Поскольку инвертор, выпавший из режима, возвращаетс  к нормальной, работе без отключени  от канала,повышаетс  надежность работы всего канала,

Кроме того, в рассматриваемом устройстве не требуетс  установка дополнительного силового оборудовани , конструктивно оно может быть выполнено на основе известных узлов и логических элементов. Это упрощает чашиту и повьш1ает ее надежность.

Claims (1)

1. Способ защиты инверторов системы нагружения магнитогидродинамического генератора,'имеющей последовательно-параллельную структуру соединения, заключающийся в выявлении нарушения коммутации вентилей инвертора и увеличении коммутирующего напряжения этого инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения защиты, увеличивают коммутирующее напряжение у инвертора выпавшего из режима за счет перевода управляющих импульсов в область выпрямительного режима и одновременно снижают ток этого инвертора за счет увеличения токов параллельно включенных инверторов.