SU1086517A1

SU1086517A1 - Device for monitoring operation of thyristor voltage regulator

Info

Publication number: SU1086517A1
Application number: SU823513914A
Authority: SU
Inventors: Леонид Исакович Гитман
Original assignee: Gitman Leonid
Priority date: 1982-11-25
Filing date: 1982-11-25
Publication date: 1984-04-15

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ ТИРИСТОРНОГО РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее первые и вторые элементы И и НЕ, напр жени сети, выпшненный в виде амплитудного дискриминагора, выход которого подключен к первому входу пер- , вого элемента И, датчик состо ни гирис-. торов, выход которого подключен к входу второго элемента НЕ, и испод ни тельный триггер, выход которого соединен с блока ИНДИ1Ш1ЩИ, о т л и ч а к щ ее с тем, что, с цепью повышени надежности и расширени функциональных возможное тей,в него введены перва и втора дифференцн1:ующйе цепи и вспомогательный ЛК-триггер, датчик состо ш тиристоров выполнен в виде амплитуд нрго дискриминатора и вход его предназначен дл подключени параллельно ти ристорам регул тора, при этом выход датчика напр жени сети через первый элемент НЕ подключен к первому входу второго элемента И, а через первую дифференцирующую цепь - к входу 3 вспо могательного ЗК-триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выходами подключенное Ео к входу испшнйтельного триггера, а выход второго элемента HEi через вторую дифференцирующую цепь подключен . к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с входом К вспомога тельн ого 3 К-тртгера. 2. Устройство по п. l,oтличai ю щ е. е с тем, что блок индикации выполнен в виде триггера индикации, (Л входы .которого подключены к выходам первого и второго элементов И блока индикации, первые входы которых соединены с выходами соответствующих дифференцирующих цепей, . а вгорые входы подключены соответственно к выходам второго и первого ацементов НЕ, при этом выходъгтриггера И1здикащ1и под00 о: ключены к первым входам третьего и четвертого элементов И блока индикации, СП вгорые входы которых подключены к выходу испшнительного триггера, а выходы соединены со светодиодами.1. A DEVICE FOR MONITORING THE OPERATION OF A THYRISTOR VOLTAGE REGULATOR, containing the first and second elements AND and NOT, the network voltage, outputted as an amplitude discriminator, the output of which is connected to the first input of the first element AND, a gyris state sensor. The tori, the output of which is connected to the input of the second element NOT, and the downward trigger, the output of which is connected to the INDI1SH1SCHI unit, is connected with the fact that, with a chain for increasing reliability and expanding the functional possibilities, into it The first and second differential1 are introduced: an interlocking circuit and an auxiliary LC-trigger, the sensor consists of amplitudes of the discriminator and its input is intended to be connected parallel to the regulator thyristors, while the output of the network voltage sensor is NOT connected through the first element the first input of the second AND gate and via a first differentiating circuit - to the input 3 location aid ZK-trigger whose output is connected to a second input of the second AND gate, outputs connected Eo to entry ispshnytelnogo trigger, and the output of the second member HEi via the second differentiating circuit is connected. to the second input of the first element I, the output of which is connected to the input K of an auxiliary 3 K-trtger. 2. The device according to claim l, which is different from the fact that the display unit is designed as an indication trigger, (L inputs. Which are connected to the outputs of the first and second elements AND of the display unit, the first inputs of which are connected to the outputs of the respective differentiating and the upstream inputs are respectively connected to the outputs of the second and first Acements, and the output of the Trigger is connected to the first inputs of the third and fourth elements AND of the display unit, the SP inputs are connected to the output of the trigger trigger, and the outputs are connected to the LEDs.

Description

Изобрегение огносигс к сисгемам управлени и диагносгики вейтипьных преобразователей, преимущественно к усгройсгвам защииы гирисгорных торов напр жетс , Наиболее широкое распространение пс учили устройства защиты, в которых в качестве контролируемого параметра используетс величина тока. Известно устройство, содержашее трансформатор тока, вьшр митепь конгрснируемого сигнала, пороговый элемент и элемент выдержки времени, обеспечи ваюшее зашиту тиристорных регул торов ог длительных аварийных токов путем сравнени величины и длительности протекани контролируемого тока с заданными значени ми Cl3 . Применение подобных устройств зашиты дл тиристорнь5Х регул торов oi patm4eHo в св зи с тем, что в р де случаев при нарушени х работы тиристоров регул тора величина тока не достигает аварийных значений. Причиной подобны нарушений могут быть различные дефект полупроводниковых структур тиристоров, обрывы силовых или управл ющих элект- родов (или аналогичных им иедей), а также потер управл емости и и кэроркое замыкание одного или обоих гириоторов регул тора. Дл загонты тиристор ных регул торов при указанных причинах варушени работоспособности и юстен класс защитных устройств контродируюших работу тиристоров регул тора дутем анализа интервалов проводимости в рабочие попупериоды сетевого напр жени . Наиболее С изким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство дл контрол работы тиристорного регул тора напр гкени , содержащее первые и вторые элементы И и НЕ, датчик напр жени сети, выполненный в вид амплитудного дискриминатора, выход которого подключен к первому входу пер вого элемента И, датчик состо ни тири торов, выход которого подключен к ходу второго элемента НЕ, и исполнительг вый триггер, выход которого/ соединен с входом блока индикации С2 , Недостатком известного устройства вл етс необходимость применени двух датчиков тока, что снижает надежность регул тора, так как датчик тока устанавшшаетс в разрыв цепи и при его неисправности работа регул тора невозможна . Кроме того, устройство индикаИИИ аварии не позвогшег вы вить причин ее возникновени , что сужает функцио- i нальные возможности устройства зашиты . Цель изобретени - повышение надежности и расширение фуншшональных возмюкностей устройства. Указанна цель достигаетс тем, что в устройство дл контрт работы тиристорного регул тора напр жени , содержащее первые и вторые элементы И и НЕ, датчик напр жени сети, выпшненный в виде ампни1удного дискриминатора, выход подспючен к первому входу первого элемента И, датчик состо ни тирисуоров, выход которого подключен к входу второго элемента НЕ, и исполнительный триггер, выход которого соединен с входом индикации, введены перва и втора дифференцирующие цепи и вспомогательный ЭК-триггерь датчик состо ни тиристоров выпоганен в виде амплитудного дискриминатора и вход его предназначен дл подключени параллельно тиристорам регул тора, при этом выход датчика напр жени сети Через первый элемент НЕ подключен к пер&ому входу второго элемента И, а через первую дифференцирующую цепь к входу 3 вспомогательного 3 К триггера , выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выходами прдкшочекнвго к входу исполнительного триггера а выход второго элемента НЕ через вторую дифференцирующую цегаь подключен к второму входу первого элемента И| выход которого соединен с шгодом К вспомогательного ЭК-триггера, Кроме того, блок индикации может быть выполнен в Шде триггера индикации , входы которого подключены к выходам первого и второго элементов И блока индикаций, первые входы которых соеди нены с выходами соответствующих дифференцирующих цепей, а вторые входы подключены соответственно к выходам второго и первого элементов НЕ, при этом выходы триппера индикации подключе. ны к первым входам третьего и четвертого элементов И блока индикацит вторые входы которых подключены к входу исполнительного триггера, а выходы соединены со светодиодами. На фиг. 1 показана принципиальна электрическа схема устройства, на фиг.2 диаграммы, по сн ющие работу устройства; К тиристорному регул тору, образованному тиристорами 1 (фиг. 1) и нагрузкой 2, присоедин етс предложенное устройство, состо щее из датчика напр жени 3, датчика состо ни тиристоров 4, блока контрси работы тиристоров 5, испшнительного триггера 6 и блока индикации аварии 7. Блок контрш работы тиристоров 5 состоит из первой дифференцирующей цепи 8, второй дифференцирующей цепи 9, первого и второго элементов НЕ 10 и 11, элемента 12 образующего совместно с элементом НЕ 13 первый элемент И, вспомогатель ного триггера 14, элемента И-НЕ 15, образующего совместно с элементом НЕ 16 второй элемент И, Блок индикации 7 содержит первый и второй элементы И, образованные элементами И-НЕ 17 и 18, и. соответственно инверторами 19 и 20, триггер индикации 21, третий и четвертый элементы И 22 и 23 исветодиоды 24 и 25. На фиг. 2 приведены осциллограммы напр жений при работе устройства: 26 сетевое напр жение1 27 напр жение на тиристорах 1; 28 - сигнал на выходе датчика 4; 29 - сигнал на выходе инвертора 11, 30 - сигнач на выход датчика 3 5 3 1 - сигнал на выходе элемента 10, 32 - сигнал на выходе цепи 8; 33 - сигнал на выходе цепи 9; 34 сигнал на выкоде триггера 14/ 35 сигнал на выходе элемента 16. Датчики напр жени 3 и состо ни тиристоров 4 выполнены в виде амплииудных дискриминаторов , работающих таким образом, что при напр жении на ИХ входах, равном от амплитуды сетевого напр жени , выходной сигнал соответствует логическому О, а в остальных случа х - логической 1 (фиг. 2, поз. 26-30). Рассмотрим работу блока контрс работы тиристоров 5. В номинальном ре жиме датчик состо ни тиристоров 4 преобразует углы проводимости тирисго ров 2 в последовательность пр М1угсй1Ь- ных импульсов, длительность которых соо пветствует фгшовому углу запертого состо ни тиристоров в каждый пшупери од сети. Инвертор 11 инвертирует эти импульсы, и на его выходе единичный сигнал присутствует в течение отсутсг- ВИЯ напр жени на тиристорах 2 (вследствие их проводимости или перехода напр жени сети через нуль) - поз. 27 28 и 29.Датчик напр жени 3 формирует пр мругоаьные импульсы равной дпитед ности, соответствующей длительности де стви напр жени сети в каждый пшупериод при превышении напр жением указанного порога. Инвертирование выход ного сигнала датчика напр х ени 3 первым элементом НЕ 10 позвол ет получать на его выходе узкие импульсы, соответствующие ,, переходу напр жени сети через нуль. Работа датчика напр жени 3 Не измен етс при любых режимах и показана на фиг. 2, - поз. 26, 30 и 31. От передних фронтов сформированных таким образом сигналов дифференцирующими цеп ми 8 и 9 формируютс коротKiie Положительные импульсы (поз. 3 2 и 33), управл ющие работой триггера 14, Импульс, сформированный от переднего фронта выходного сигнала датчика напр жени 3, переводит триггер 14 в единичное состо ние в начале каишого погауперио да сетевого напр жени . При отпирании в дашый период тиристоров 2 измен етс сс сто ние выходного сигнала датчика 4, и дифференцирующа цепь 9 формирует пшожительный импульс, который через элемент 12 и 13 переводит триггер 14 в нулевое состо ние. Таким образом , при номинальной работе регул тора в калсдый полупериод сетевого напр жени триггер 14 находитс в единичном состо нии в течение запертого состо ни тиристоров 2, т.е. от момента начала очередного пшупериода до момента ветючени тиристора в данный попупериод. При этом на входы элемента И 15 единич11ые сигналы приход т в различные моменты времени, что не приводит к изменению сигнала на выхода и формттрованию на входе исп Мнительного триггера единичного запускающего импульса (поз. 3 1, 34 и 35). При аварии, возникщей вследствие обрыва управл ющих цепей тиристоров или отсутстви импульсов управлени тиристорами 1 вследствие каких-либо нарущений системы управлени регул тором, тиристоры 1 остаютс запертыми в течение всего времени. В этом случае срабатывание триггфа 6 происходит сцуст полупериод после возникновени аьарии. Сигнда на выходе датчика состо ни тиристоров при отсутствии включений тиристоров 1 полностью повтор ет сигнал, получаемый на выходе датчика напр жени 3, Требованием к настройке датчика состо ни 4 вл етс порог переключени , равный порогу датчика напр жени 3 или меньщий его. В этом случае сформированный дифференцирующей цепью 9 имцульс поступает на вход элемента И 12 в тот момент, когда на втором входеThe ognosigs izbrezheniya to control and diagnostics systems of V-type converters, mainly to the protection of gyrisgor tori, is strained. The most widespread distribution of ps was taught by protection devices, in which the current value is used as a controlled parameter. It is known a device containing a current transformer, a superior signal compiler, a threshold element and a time delay element, ensure the protection of thyristor controllers for long emergency currents by comparing the magnitude and duration of the controlled current flow with given values of Cl3. The use of such devices is protected for thyristor oi patm4eHo regulators in connection with the fact that in a number of cases in case of malfunctions of the thyristors of the regulator, the current value does not reach the alarm values. Such violations can be caused by various defects in the semiconductor structures of the thyristors, breaks in the power or control electrodes (or their equivalent), as well as loss of controllability and the short circuit of one or both of the controller gyriotors. For capturing thyristor controllers for the indicated causes of malfunction and just a class of protective devices that control the operation of the control thyristors by analyzing the conduction intervals in the working time of the mains voltage. Most descriptive to the proposed technical entity is a device for monitoring the operation of a thyristor voltage regulator, containing the first and second AND elements and NOT, a network voltage sensor, made in the form of an amplitude discriminator whose output is connected to the first input of the first element , a thyrio state sensor, the output of which is connected to the second element NO move, and a trigger trigger whose output / is connected to the input of the C2 display unit. A disadvantage of the known device is the need to use There are two current sensors, which reduces the reliability of the regulator, since the current sensor is established in the open circuit and if it fails, the regulator cannot work. In addition, the indication and accident device does not allow detecting the reasons for its occurrence, which reduces the functional capabilities of the device. The purpose of the invention is to increase the reliability and the expansion of the functional possibilities of the device. This goal is achieved by the fact that, in a device for countering the operation of a thyristor voltage regulator, containing the first and second elements AND and NOT, a network voltage sensor, outputted as an amplitude discriminator, the output is connected to the first input of the first element And, the thyrisor state sensor , the output of which is connected to the input of the second element NOT, and the executive trigger, the output of which is connected to the indication input, the first and second differentiating circuits are inserted and the auxiliary EK-trigger of the thyristor state is triggered in the form of an amplitude discriminator and its input is intended to be connected in parallel with the thyristors of the regulator, while the output of the network voltage sensor Through the first element is NOT connected to the secondary input of the second element I, and through the first differentiating circuit to input 3 of the auxiliary 3 K trigger, output which is connected to the second input of the second element And to the output of the transducer to the input of the executive trigger and the output of the second element is NOT connected through the second differentiating circuit to the second input of the first element And | the output of which is connected to the auxiliary EK trigger, In addition, the display unit can be executed in the display trigger trigger, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second elements and the display unit, the first inputs of which are connected to the outputs of the respective differentiating circuits, and the second the inputs are connected respectively to the outputs of the second and first elements NOT, while the outputs of the display tripper are connected. to the first inputs of the third and fourth elements of the indicator unit; the second inputs of which are connected to the input of the execution trigger, and the outputs are connected to the LEDs. FIG. 1 is a schematic electrical diagram of the device, FIG. 2 diagrams explaining the operation of the device; The thyristor controller formed by thyristors 1 (Fig. 1) and load 2 is connected to the proposed device, consisting of a voltage sensor 3, a thyristor state sensor 4, a counter-operation unit of the thyristors 5, a trigger 6 and an alarm indication unit 7 The countershift unit of thyristors 5 consists of the first differentiating circuit 8, the second differentiating circuit 9, the first and second elements NOT 10 and 11, the element 12 forming together with the element NOT 13 the first element AND, the auxiliary trigger 14, the element AND 15, forming together with the element NOT 16, the second element AND, the Display Unit 7 contains the first and second elements AND, formed by the elements AND-NE 17 and 18, and. respectively by inverters 19 and 20, display trigger 21, third and fourth elements And 22 and 23 and diodes 24 and 25. FIG. Figure 2 shows the oscillograms of voltages during operation of the device: 26 mains voltage1 27 voltage on thyristors 1; 28 - signal at the output of sensor 4; 29 - signal at the output of the inverter 11, 30 - symbol at the output of the sensor 3 3 3 1 - signal at the output of the element 10, 32 - signal at the output of the circuit 8; 33 - signal at the output of circuit 9; 34 The signal at the trigger of the trigger 14/35 is the signal at the output of the element 16. The voltage sensors 3 and the state of the thyristors 4 are made in the form of amplitude discriminators, working in such a way that, when the voltage on their inputs is equal to the amplitude of the mains voltage, the output signal corresponds to logical O, and in other cases - logical 1 (Fig. 2, pos. 26-30). Consider the operation of the countercircuit unit of the thyristors 5. In the nominal mode, the thyristor state sensor 4 converts the conduction angles of thyristors 2 into a sequence of pulses of pulses, the duration of which corresponds to the physovy angle of the locked state of the thyristors in each network. Inverter 11 inverts these pulses, and at its output a single signal is present during the absence of voltage on thyristors 2 (due to their conductivity or the network voltage going to zero) - pos. 27 28 and 29. The voltage sensor 3 generates direct-shaped pulses of equal power, corresponding to the duration of the grid voltage de- fect at each superperiod when the voltage exceeds the specified threshold. Inverting the output signal of the sensor of the voltage 3 by the first element NOT 10 allows to receive at its output narrow pulses corresponding to a zero voltage network voltage. Operation of the voltage sensor 3 Does not change in any mode and is shown in FIG. 2, - pos. 26, 30 and 31. From the leading edges of the signals thus generated by the differentiating circuits 8 and 9, short positive pulses (pos. 3 2 and 33) are generated, controlling the operation of the trigger 14, the impulse generated from the leading edge of the output signal of the voltage sensor 3 , translates trigger 14 into a single state at the beginning of each network voltage. When unlocked thyristors 2 during this period, the ss stand of the output signal of sensor 4 changes, and the differentiating circuit 9 forms a stinging pulse, which, through element 12 and 13, takes trigger 14 to the zero state. Thus, during the nominal operation of the regulator in the mains half period of the mains voltage, the trigger 14 is in a single state during the locked state of the thyristors 2, i.e. from the moment of the beginning of the next period until the moment of the spinning of the thyristor in this given period. At the same time, at the inputs of element 15, single signals arrive at different points in time, which does not lead to a change in the signal at the output and form the input signal using the additional trigger of a single trigger pulse (pos. 3 1, 34 and 35). In the event of an accident resulting from the breaking of the thyristor control circuits or the absence of thyristor control pulses 1 due to any disturbances in the controller control system, the thyristors 1 remain locked during the entire time. In this case, the trigger 6 is triggered, a half-period after the occurrence of the alarm. The signal at the output of the thyristor state sensor in the absence of switching on thyristors 1 completely repeats the signal received at the output of voltage sensor 3. The requirement for setting the state sensor 4 is a switching threshold equal to or less than the voltage sensor threshold 3. In this case, the impulse formed by the differentiating circuit 9 arrives at the input of the element I 12 at the moment when at the second input

эттаго элеменга присугсгвует сигнал (потенциал) л отеческого О, поскольку порог переключени датчика iianpsraoimfl 3 равен или больше порога переключени дагчика состо ни тиристоров 4, образом, с оконча1шем псв1упериода триггер 14 остаетс в единичном состо нии , н в момент перехода напр жени сега нул на выходе инвертора 16 формируетс единичный импульс, включающий испшнигельный триггер 6, выходной которого, может запускать внешние ааиштные устройства,This element triggers the signal (potential) of paternal O, since the switching threshold of the iianpsraoimfl 3 sensor is equal to or greater than the switching threshold of the thyristor status switch 4, thus, with the end of the psv1uperiod, the trigger 14 remains in one state, the output of the inverter 16 is formed by a single pulse, which includes a trigger trigger 6, the output of which can trigger external aaisht devices,

При аварии, возникшей вследствие короткого замыкани тиристоров 2,In case of an accident resulting from the short-circuit of thyristors 2,

триггер 14 также не измен ет своего состо ни с окончанием психупериода после ycTaaoBifCH его в единичное состо ние сигналом датчика напр лсени , тазе как te этом случае импульсы на выходе диффереташруюшей цепи 9 отсутспзуют. При аварии одного из тиристоров регул тора у1сазанные процессы повтор ютс , однако импульсы, запускающие триггер 6, по вл ютс на выходе инвертора 16 после The trigger 14 also does not change its state with the end of the psychoperiod after the ycTaaoBifCH of it into one state by the sensor signal of the drain, in the pelvis, as in this case, the pulses at the output of the trimming route 9 are not pulsed. When one of the thyristors of the regulator fails, the wired processes repeat, however, the pulses triggering trigger 6 appear at the output of inverter 16 after

того пс упериода, который вл етс рабочим по отношению к неисправному тиристору. Блок индикации аварии 7 пред назначен дл инди1шции вида аварии, в частности при авари х, возникших при коротких зало 1кани х тиристоров 21, и при срабатывании испшнитедьного rpniv. гера 6 высвечиваетс светодиод 25. При авари х, возникших вследствие неотпирани тиристоров 1, единичный сигнал подаетс на вход О триггера 21, и при срабатьгоании триггера 6 высвечиваес светодиод 24, Состо ние логических сигналов на входах элементов 17 и 18 определ ющих состо ние триггера 21, показано на фиг. 2,that ps uperiod, which is working in relation to the faulty thyristor. The alarm indication unit 7 is pre-assigned to indicate the type of the accident, in particular when there are accidents arising during short periods of 1 scan x thyristors 21, and when the active rpniv is triggered. LED 6 is illuminated. When there are accidents due to unbrokening of thyristors 1, a single signal is applied to the input O of the trigger 21, and when the trigger 6 is triggered, the LED 24 is illuminated. The state of the logical signals at the inputs of the elements 17 and 18 determining the state of the trigger 21 shown in FIG. 2,

Таким образом, при возникновении аварийного состо ни регул тора вследствие нарушени работоспособности тиристоров 1 не позже поиупериода сетевого напр жени срабатывает исполнительный триггер, и элемент индикации индицирует причину вознишией неисправности .Thus, in the event of an emergency condition of the regulator due to the malfunction of the thyristors 1, the actuating trigger is triggered not later than the period of the mains voltage, and the display element indicates the cause of a malfunction.

Claims

1. DEVICE FOR MONITORING THE OPERATION OF THE THYRISTOR VOLTAGE REGULATOR, containing the first and second elements AND and NOT, the network voltage sensor, made in the form of an amplitude discriminator, the output of which is connected to the first input of the first element And, the thyristor state sensor, the output of which is connected to the input of the second element NOT, and an executive trigger, the output of which is connected to the input. an indication block house, characterized in that, in order to increase reliability and expand functional capabilities, the first and second differentiating circuits and an auxiliary ZK trigger are introduced into it, the thyristor state sensor is made in the form of amplifiers of a discriminator and its input is intended to be connected in parallel thyristors of the controller, while the output of the voltage sensor through the first element is NOT connected to the first input of the second AND element, and through the first differentiating circuit to the input 3 of the auxiliary о-trigger, the output which is connected to the second input of the second AND element, the outputs of the Executive trigger connected to the input, and the output of the second element is NOT connected through the second differentiating circuit. to the second input of the first element And, the output of which is connected to the input K of the auxiliary gel 3 K-trigger.

2. The device according to claim 1, characterized in that the display unit § is made in the form of a display trigger, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second elements AND of the display unit, the first inputs of which are connected to the outputs of the corresponding differentiating circuits ,. and the second inputs are connected respectively to the outputs of the second and first elements NOT, while the outputs of the indication trigger are connected to the first inputs of the third and fourth elements AND of the display unit, the second inputs of which are connected to the output of the executive trigger, and the outputs are connected with LEDs.

SU „„ 1086517 thyristor regulation protection distribution in which