SU1297161A1 - Устройство дл быстродействующей защиты тиристорного преобразовател электропривода с обмоткой возбуждени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к релейной защите . Цель изобретени  - повьшение быстоодействи  защиты при одновремен-Uc Tt ном расширении функциональных возможностей путем обеспечени  защиты от аварийных режимов электропривода в целом. При возникновении аварийного процесса возрастает величина тока в аварийном контуре, сигнал с выхода датчика посто нного тока 5 проходит на узел токовой защиты 4, сигнал с выхода этого блока проходит на входы систем импульсно-фазового управлени  7 и 8 и в  чейку управлени  блоком коммутации 6. Выходной сигнал этого блока открьтает тиристор 12 блока, коммутации аварийного тока 11, тиристор блока динамического торможени  18 и тиристор 24 блока коммутации обмотки возбуждени . Силовой тиристозз, провод щий аварийный ток вентильной группы 9, запираетс  напр жением, с предварительно зар женного конденсатора 14, развитие аварии прекращает с Г 1 з.п.ф-лы, 2 ил. I (Л фи91

Description

112

Изобретение относитс  к устройствам защиты тиристорных преобразователей и может быть использовано дл  защиты электроприводов механизмов экскаваторов, подъемно-транспортных машин, кранов буровых установок и т.п.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  защиты при одновременном расширении функциональных возможностей путем обеспечени  защиты от аварийных режимов электропривода в целрм

На фиг.1 представлена функциональна  схема устройства быстродействующей защиты тиристорного преобразовател  электропривода с обмоткой возбуждени ; на фиг.2 - функциональна  схема  чейки управлени  блоком коммутации аварийного тока.

Устройство содержит датчик 1 переменного тока, расположенный на вы- входных шинах тиристорного преобразовател , выход которого соединен с первым входом расположенного в блоке 2 управлени  узла 3 раздельного управлени , узел 4 токовой защиты, первый вход которого соединен с выходом датчика 5 посто нного тока, расположенного на выходных шинах тиристорного преобразовател ,  чейку 6 управлени  блоком коммутации, входы которой соединены с вторым и третьим выходами узла раздельного управлени  и с вто

рым выходом узла токовой защиты, бло- 35 стабилитрон соединены с общей шиной.

ки 7 и 8 импульсно-фазового управлени  вентильными группами 9 и 10 типреобразовател  соответст- и назад, входы бло40

ристорного

вперед

ВеННО r in:;j- c,u, « ricLoci/4 ,

КОВ импульсно-фазового управлени  соединены с первыми выходами узлов раздельного управлени  и токовой защиты , блок 11 коммутации аварийного тока с коммутирующими тиристорами 12 и 13, катоды которых подключены к 45 .катодным группам сиговых тиристоров соответствующего преобразовател , управл ющие электроды соединены с выходами  чейки управлени  блоком коммутации , аноды объединены и соединены с первым выводом разр дного конденсатора 14, второй вывод конденсатора присоединен к объединенным катодам силовых диодов 15,16 и 17, аноды которых присоединены к соответст- 55 вующим входным шинам тиристорного преобразовател , блок 18 динамического торможетш , выполненный на двух

50

вторые входы компараторов  вл ютс  первьтм, вторым и третьим входами  чейки управлени  блоком, выход первого компаратора соединен с входом первого элемента 37 запрета, выход второго компаратора подключен к входу второго элемента 38 запрета, выходы элементов запрета подключены к входам триггера-переключател  39, выход третьего компаратора соединен с вторыми входами первого и второго элементов запрета и с входом инвертора 40, выходы триггера и инвертора соединены с входами схем 41 и 42 совпадени , входы которых соединены с входами усилителей мощности импульсов 43 и 44, выходы которык  вл ютс  выходами  чейки управлени  блоком.

Устройство работает следующим образом .

С датчика 1 тока напр жение поступает в блок 2 управлени  на расположенный в нем узел 3 раздельного уп

включенных встречно-параллельнг) тиристорах 19 и 20, первый вывод блока присоединен к первой вьпсодной шине тиристорного преобразовател , второй вывод через сопротивление 21 динамического торможени  - к второй выходной шине тиристорного преобразовател , блок 22 коммутации обмотки возбуждени  с коммутирующими тиристорами 23 и 24, аноды которых соединены с катодами силовых диодов 25 и 26 соответственно и присоединены к выходным шинам преобразовател , катоды коммутирующих тиристоров соединены между

собой, присоединены к первому выводу обмотки 27 возбуждени  и к положительному полюсу источника 28 питани , отрицательный полюс источника питани  соединен с вторым вьгоодом обмотки возбуждени  и с анодами силовых диодов , управл ющие электроды коммутирующих тиристоров 19,24 и 20,23 присоединены к первому и второму выходам  чейки коммутации соответственно.

Двигатель 29 подключен к преобразователю и шунтирован вариатором 30, резистором 31 и предохранителем 32, причем эти элементы соединены последовательно и составл ют разр дник перенапр жений. Ячейка управлени  блоком коммутации содержит элемент 33 опорного напр жени , выполненный на стабилитроне, компараторы 34, 35 и 36, первые выходы которых через

0

5 5

0

вторые входы компараторов  вл ютс  первьтм, вторым и третьим входами  чейки управлени  блоком, выход первого компаратора соединен с входом первого элемента 37 запрета, выход второго компаратора подключен к входу второго элемента 38 запрета, выходы элементов запрета подключены к входам триггера-переключател  39, выход третьего компаратора соединен с вторыми входами первого и второго элементов запрета и с входом инвертора 40, выходы триггера и инвертора соединены с входами схем 41 и 42 совпадени , входы которых соединены с входами усилителей мощности импульсов 43 и 44, выходы которык  вл ютс  выходами  чейки управлени  блоком.

Устройство работает следующим образом .

С датчика 1 тока напр жение поступает в блок 2 управлени  на расположенный в нем узел 3 раздельного уп31

равлени . Напр жение с выходов узла раздельного управлени  поступает на вход узла 4 токовой защиты и в  чейку 6 управлени  блоком коммутации на входы компараторов 34 и 35; где сравниваетс  с oпopIты i напр жением стабилитрона 33. Напр жение с выходов компараторов 34 и 35 через элементы 37 И 38 запрета поступает на ОБХОДЫ триггера 39. Напр жени  с выхо ДОН триггера поступают на входы схем 41 и 42 совпадени , при этом состо ние на выходах схем совпадени  не измен етс  при отсутствии изменени  состо ни  на выходе компаратора 36, преобразУ1Ьщего сигнал с узла токовой защиты. Таким образом, триггер сохран ет информацию о провод щем состо нии вентильных групп 9 и 10; в том чг еле в паузе между пере ключе нит ми узла раздельного управлени . При возникновении аварийного процесса, например короткого замыкани  в цеп х посто нного тока тиристорного преобразовател , резко возрастает .вели- чина тока з аварийном ко 1туре, что фиксируетс  датчиком 5 посто нного тока, которьш выдает сигнал на узел 4 токовой защиты. Сигнал с узла то

ковой защиты поступает на входы систем 7 и 8 т- Шульсно-фазозого управлени  дл  срыва управл ющих импульсов и в  чейку управлени  блоком коммутации на вход компаратора 36, где сравниваетс  с опорным напр жением стабилитрона . Выходное напр жеьше с компаратора 36 запрещает прохожд.ение сигналов с выходов компараторов 34 и 35 на входы триггера 39, Инвертированный инвертором 40 ВЫХОДНОР1 сигнал с компа- ратора 36 поступает на входы схем 41 и 42 совпадени . Если на входе схеьш 36 совпадени  по вл етс  сочетание сигналов 1-1, то на выходе этой

-

схемы по вл етс  сигнал, который включает усилитель 44 мощности, открывает тиристор 12 блока 11 коммутации аварийного тока, тиристор блока 18 динамического торможени  и тиристор 24 блока коммутации обмотки воз- буждени о Напр жение с предварительно зар женного разр дного конденсатора 14 прикладываетс  к силовому тиристору , провод щему аварийный ток вентильной группь 9, запира  этот тиристор и прекраща  развитие аварии Если сочетание сигналов 1-1 по вл ет с  на входах схемы 42 совпадени  (в

г fO 5 20 5

30

35 0

5

614

преобразователе проводит ток вентиль to), то включаетс  усилитель 44, который открывает тиристор 13 блока ком- мутацр и аварийного тока, тиристор 19 блока динггмического торможени , тиристор 23 блока коммутации обмотки возбу/кцени . Напр жение разр дного конденсатора 14 при этом прикладываетс  к силовому тиристору, провод ще- Nry ток из вентильной грзшпы 10, запи-; ра  его и прекраща  развитие аварии. В электроприводе посто нного тока аварийные процессы возникают также в режиме статической перегрузки, при исчезновении питшощего напр жени , пробое изол ции, пробое тиристора, коротком замыкат-ши на двигателе, коротком замыкании по уравнительному KoiiTypy, опрокидагеании инвертора, прорьте инвертора.

Предлагаемое устройство защиты ре- агирл ет на все виды аварийных режимов и защищает электропр1-геод в целом в отличие от известных устройств, которые имеют невысокое быстродействие и заЩ1Ш5ают от какого-либо одного вида аваржного процесса и только отдельные элементы электропривода.

Ячех иса управлени  блоком ции состоит из трех компараторов, двух элементов запрета, триггера и двух схем совпадени  и предназначена дл  формировани  мщ льса напр жени  дл  включени  тиристоров блока коммутации в момент авар51И в тиристорном преобразователе . При срабатывании защит (максимальной., дифференциальной, исчезновении напр жени  сети и т.п.) с узла токовой защиты подаетс  напр жение на  чейку управлени , в которой формируетс  ит4пульс напр жени  на тот из тиристоров блока коммутации аварийного тока, которьш подключен к комплекту реверсивного тиристорного преобразовател , провод щего тока или только что его проводивщего (в паузе). Кроме того, эта же  чейка подает сигнал на вк.шоченрге соответствующего ти- ристора блока динамического торможени  и тиристора блока коммутации обмотки возб окдени . Состав элементов блоков и св зи между блоками и элементами позвол ют включать предлагаемое устройство при возникновении любых аварий, что обеспечивает путем емкостного гашени  аварийного тока защиту преобразовател , включение тиристоров динамического торможени  и тиристоров

блока коммутации обмотки возбуждени  двигател , обеспечива  этим защиту электропривода в целом.

В аварийных режимах статической перегрузки при прорьше инвертора, оп- рокидывании инвертора предлагаемое устройство защиты работает аналогично описанному.

При пробое тиристора в одной из вентильных групп преобразовател  или сбое в узле раздельного управлени , привод щим к прорыву по уравнительному контуру, аварийный ток протекает через датчик 1 тока, сигнал с которог

через узел раздельного управлени  по- 15 введены  чейка управлени  блоком ком- даетс  на вход узла токовой защиты, мутации, блок динамического торможе- далее происход т процессы, аналогичные описанным.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает защиту тиристоров, 20 преобразовател , двигател  и механизма при внещних и внутренних коротких замыкани х, исчезновении напр жени  питающей сети, при срабатывании макси- мальной токовой и дифференциальной

защит и других возможных видов защит и блокировок, воздействующих на узел токовой защиты.

Claims (2)

1. Устройство дл  быстродействующей защиты тиристорного преобразовател  электропривода с обмоткой возбуждени , с блоками импульсно-фазово- 35 комкгутации аварийного тока, блоки го управлени , содержащее блок комму- динамического торможени , блока комтации аварнййого тока, в состав которого вход т два коммутирующих тиристора , три силовых диода, разр дный конденсатор , узел токовой защиты, узел раздельного управлени , при этом пер- вьй вход узла раздельного управлени  соединен с выходом датчика переменного тока, который установлен на входных щинах тиристорного преобразовате- л , первый вход узла токовой защиты соединен с выходом датчика посто нного тока, который установлен на выходных пганах преобразовател , первые выходы узлов раздельного управлени  и токовой защиты подключены к входам блоков импульсно-фазового управлени  тиристорным преобразователем, выходы которых подключены к управл ющим -. электродам силовых тиристоров соответствующего преобразовател , аноды силовых диодов блока коммутации соединены с входными шинами тиристорного

преобразовател , катоды их объединены и подключены к первому выводу коммутирующего конденсатора, к второму выводу которого подключены аноды коммутирующих тиристоров блока коммутации, катоды которых подключены к катодным группам силовых тиристоров соответствующего преобразовател , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  защиты при одновременном расширении функциональных возможностей путем обеспечени  защиты от аварийных режимов электропривода в целом, в него дополнительно

утации обмотки возбуждени , коммутирующие тиристоры блока динамического торможени  подключены одним выходом к первой выходной щнне тиристорного преобразовател , вторым выходом - через сопротивление динамического торможени  к второй выходной шине тиристорного преобразовател , анод первого коммутирующего тиристора блока

коммутации обмотки возбуждени  соединен с катодом первого силового дио-. да этого же блока, который подключен к первой вькодной шине тиристорного преобразовател , анод второго коммутирующего тиристора соединен с катодом- второго силового диода, который подключен к второй выходной шине ти- ристорного преобразовател , катоды коммутирующих тиристоров подключены к первому выводу обмотки возбуждени , к которому подключен положительный вьгаод источника питани  обмотки воз71297

буждени , к второму выводу обмотки возбуждени  подключены отрицательньш вывод источника питани  и аноды силовых диодов, тиристорный преобразо- . ватель шунтирован разр дником парена- 5 пр жени , состо щим из соединенных последовательно варистора, резистора и предохранител .

2. Устройство по П.1, отличающеес  тем, что  чейка О управлени  блоком коммутации содержит три компаратора, два элемента запрета, триггер-переключатель, инвертор, две схемы совпадени , два усилител , при этом первые входы первого, второ-J5 го и третьего компараторов соединены с общей шиной через элемент опорного напр жени , вторые входы первого и второго компараторов соединены с вторым и третьим выходами узла раздель- 20

L±::I

фи.2

Составитель Л. Корнеева Редактор А. Лежнина Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Заказ 790/58 Тираж 619 Подписное ВНРШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

1618

кого управлени , второй вход третьего компаратора подключен к второму выходу узла токовой защиты, выход первого компаратора соединен с входом первого элемента запрета, выход второго компаратора подключен к входу второго элемента запрета, выход третьего компаратора соединен с запрещакщими входами первого и второго элементов запрета и с входом инвертора, выходы элементов запрета подключены к входам триггер4-переключател , выходы которого соединены с первыми входами первой и-,,второй схем совпадени , на вторые входы схем совпадени  подключен выход инвертора, выходы схем совпадени  соединены с усилител ми .мощности импульсов, выходы которых служат первым и вторым выходом  чейки управлени .