[go: up one dir, main page]

SU1156213A1 - Rectifier with protection against short-circuit currents - Google Patents

Rectifier with protection against short-circuit currents Download PDF

Info

Publication number
SU1156213A1
SU1156213A1 SU833664625A SU3664625A SU1156213A1 SU 1156213 A1 SU1156213 A1 SU 1156213A1 SU 833664625 A SU833664625 A SU 833664625A SU 3664625 A SU3664625 A SU 3664625A SU 1156213 A1 SU1156213 A1 SU 1156213A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
inputs
elements
output
circuit
Prior art date
Application number
SU833664625A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Игнатьевич Цытович
Николай Викторович Поваров
Original Assignee
Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола filed Critical Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority to SU833664625A priority Critical patent/SU1156213A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1156213A1 publication Critical patent/SU1156213A1/en

Links

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

ВЫПРЯМИТЕЛЬ С ЗАВДТОЙ ОТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащий силовой трехфазньй трансформатор, первичные обмотки которого предназначены дл  подключени  через автоматический выключатель к соответствугацей фазе напр жени  сети, а вторичные соединены с силовой частью вьтр мител , блок диагностики и защиты от токов короткого замьжани , выходом подключенный к входу блока управлени  отключением автоматического выключател  , отличающийс  тем, что, с целью повышени  ремонтопригодности .вьшр мител  и быстродействи  его защиты от токов короткого замыкани  в цепи силовьпс диодов, в него введены три датчика проводимости , силова  часть выпр мител  содержит диоды, включенные по схеме трехфазного вьтр мител  с нулевым вьгеодом , трехфазньй трансформатор выполнен по схеме Звезда-звезда с нулевым выводом на вторичной стороне, а блок диагностики и защиты от токов короткого замыкани  включает источник сигнала логической единицы, три компаратора, три элемента НЕ, три двухвходовых элемента Й-НЕ, шесть элементов задержки, три двухвходовых элемента ИЛИ, три синхронизированных RS -триггера со светодиодными индикаторами на выходе, трехвходовнй элемент ИЛИ, ключевой элемент с размыкающим и замыкагацим контактами, причем каждьй датчик проводимости подключен к диоду соответствукндей фазы выпр мител , первьй и второй входы первого компаратора предназначены дл  подключени  соответственно к фазам А и В напр жени  сети, первый и второй входы второго компаратора предназначены дл  соединени  соответстсл венно с фазами А и С напр жени  сети, а первый и второй входы третьего компаратора предназначены дл  подключени  соответственно к фазам В и С напр жени  сети, при этом выходы первого и второго компараторов подключены к входам первого двухвходового элемента И-НЕ и соединены с входом соответственно первого и второго элеЛ ментов НЕ, выход третьего компарато35 ра подключен к входу третьего элею мента НЕ и соединен с первым входом второго двухвходового элемента И-НЕ, :о второй вход которого подключен к выходу Первого элемента НЕ, выходы второго и третьего элементов НЕ подключены к соответствун цим входам третьего двухвходового элемента И-НЕ, выходы первого, второго и третьего двухвходовых элементов И-НЕ подключены к входу первого, второго и третьего элементов задержки соответственно , выходы которых подключены к первым входам соответственно первого.RECTIFIER WITH A SHORT CIRCUIT CURRENT WITH A 3-phase power transformer, the primary windings of which are intended to be connected via an automatic switch to the corresponding voltage of the network, and the secondary windings connected to the power section of the switches, diagnostics and protection against short-circuit currents, output connected to the power supply the input of the circuit breaker trip control unit, characterized in that, in order to increase maintainability. the top of the switch and the speed of its protection against Short circuits in the power circuits of the diodes, three conductivity sensors are inserted into it, the power part of the rectifier contains diodes connected according to the three-phase center circuit with zero voltage, the three-phase transformer is made according to the Star-Star circuit with zero output on the secondary side, and the diagnostics unit and protection against short-circuit currents includes a signal source of a logical unit, three comparators, three elements NOT, three two-input elements Y-NOT, six delay elements, three two-input elements OR, three synchronized RS-triggers with LED indicators on the output, a three-input element OR, a key element with disconnecting and closing contacts, each conduction sensor connected to the diode of the corresponding rectifier phase, the first and second inputs of the first comparator are designed to be connected respectively to the phases A and B for example network, the first and second inputs of the second comparator are intended to be connected respectively with phases A and C of the network voltage, and the first and second inputs of the third comparator are intended for Connections are respectively to phases B and C of the supply voltage, while the outputs of the first and second comparators are connected to the inputs of the first two-input element AND-NOT and connected to the input of the first and second elements, respectively, the output of the third comparator is not connected to the input of the third element. and connected to the first input of the second two-input element NAND,: the second input of which is connected to the output of the First element NOT, the outputs of the second and third elements are NOT connected to the corresponding inputs of the third two-input element and NAND, the outputs of the first, second, and third two-input elements NAND are connected to the input of the first, second, and third delay elements, respectively, the outputs of which are connected to the first inputs, respectively, of the first.

Description

второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с R-входами ftS-триггеров и предназначены дл  подключени  к шине нулевого потенциала через размыкакнций контакт ключевого элемента, замыкаидаий контакт которого подключен к источнику сигнала логической единицы, выходы первого, второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ соединены с С-входами соответственно первого, второго и третьего RB триггеров , S -входы первого, второго и третьего Й5 -триггеров соответственно через четвертый, п тый и шестой элементы задержки подключены к выходу датчика проводимости диода фазы А, В и С соответственно, выходы первого, второго и третьего RS-триггеров подключены к соответствующим входам трехвходового элемента ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом блока диагностики и защиты от токов короткого замыкани .the second and third two-input OR elements, the second inputs of which are connected to the R-inputs of the ftS-flip-flops and are intended to be connected to the zero potential bus via the contact of the key element, short-circuit contact of which is connected to the signal source of the logical unit, the outputs of the first, second and third two-input elements OR are connected to the C-inputs of the first, second, and third RB triggers, respectively; S, the first, second, and third H5 triggers, respectively, through the fourth, fifth, and sixth elements buckle connected to the output of the diode conduction phase sensor A, B and C, respectively, the outputs of the first, second and third RS-flip-flops are connected to respective inputs trehvhodovogo OR gate, whose output is the output of block diagnostic and protection against short circuit currents.

1one

Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике и может примен тьс  в источниках питани  систем управлени  технологическими процессами.The invention relates to power converter technology and can be applied to power supplies of process control systems.

Известен преобразователь электрической энергии, состо щий из трех параллельно работак цих систем импульско-фазового управлени  (СИФУ), блоков диагностировани  и ключевого коммутатора. В устройстве применен способ многократного резервировани  СИФУ, диагностирование работоспособности которых осуществл етс  с помощью блоков диагностировани  (ЦД), включающих последовательно включенны делитель частоты, пропорциональнодифференцирующее звено и демодул тор 1J .A known converter of electrical energy, consisting of three parallel operating systems of pulse-phase control (SIFU), diagnostic units and a key switch. The device uses the method of multiple redundancy of SIFUs, the diagnostics of their working capacity is carried out using diagnostic units (CDS), which include a series-connected frequency divider, a proportional differentiating link and a 1J demodulator.

Однако известный преобразователь имеет недостаточно высокую надежность из-за отсутстви  в нем быстродействунлцей защиты от токов короткого замыкани  в блоке силовых тиристоров .However, the known converter has an insufficiently high reliability due to the absence in it of a high-speed protection against short-circuit currents in the power thyristor block.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство, содержащее силовЫ трехфазный трансформатор, первичные обмотки которого предназначены дл  подклю ени  через автоматический выключатель к соответствуннцей фазе напр жени  сети а вторичные соединены с силовой частью выпр мител , блок диагностики и защиты от токов короткого замыкани , выходом подключенный к входу блока управлени  отключением автоматического выключател  2.The closest to the invention is a device containing a three-phase power transformer, the primary windings of which are intended to be connected to the corresponding voltage of the mains through a circuit breaker and the secondary is connected to the power section of the rectifier, the diagnostic unit and protection against short-circuit currents, output connected to the circuit breaker 2 control unit input.

Недостатком данного устройства также  вл етс  низкое быстродействие завщты по току.. Кроме того, схема токовой защиты выпр мител  не оберп чивает локализации места неисправности в силовой схеме выпр млени , что ухудшает ремонтопригодность уст- ройства в целом.The disadvantage of this device is also the low response time of the current control. In addition, the current protection circuit of the rectifier does not localize the fault in the rectifier circuit, which deteriorates the maintainability of the device as a whole.

Целью изобретени   вл етс  повы шение ремонтопригодности выпр кител  и быстродействи  его защиты от токов короткого заражени  в цепи силовых диодов.The aim of the invention is to increase the maintainability of the rectifier and the speed of its protection against short-circuit currents in the power diode circuit.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в вш1р митель с защитой от токов короткого з пшканн , содержащий силовой трехфазный траисфорнатор первичные обмотки которого преднаэначены дл  подключени  через автоматический выключатель к соответствующей фазе напр жени  сети, а вторичные соединены с силовой част} выпр мител  блок, диагностики и эащиты от токов короткого 3afre iKaHiui, выходом подключекш к входу блока управлени  отключением автоматического выключател  введены три датчика проводимости, силова  часть вьшр митеп  содер сит диоды, цключе  ые по схеме трехфазного выпр мител  с нулевым выводом, трехфззш трансфо матор выполнен по схеме Звезда-звезда с нулев1Ф1 вьгаодом на вторичной стороне , а блок диагностики и згаа}агыThe goal is achieved by the fact that the short-circuited current protection gate has a three-phase power transducer containing primary windings of which are intended to be connected to the corresponding mains voltage through a circuit breaker, and the secondary windings are connected to the power section} of the rectifier, diagnostics and protection against short-circuit 3afre iKaHiui currents, three conductivity sensors were connected to the output of the circuit breaker, and the power part of the transmitter contains diodes, key s by phase rectifier circuit with zero output, trehfzzsh Transfrm Matora configured in a star-star with nulev1F1 vgaodom on the secondary side, and the diagnosis unit and zgaa} agy

5 от токов короткого зшшкани  включает источник сигнала логической единицы, три компаратора, три элемента НЕ, три двухвходовых элемента И-НЕ, шесть элементов задержки, три двухвходовых элемента РШИ, три синхронизированных RS триггера со светодиодными индикаторами на выходе и трехвходовый элемент ИЛИ, ключевой элемент с размыкающим и замыкающим контактами, причем каждый датчик проводимости подключен к диоду соответствующей фазы вьтр мител , первьй и второй входы первого компаратора предназначены дл  подключени  соответственно к фазам Аи В напр жени  сети, первый и второй входы второго кон/шратора предназначены дл  соединени  соответственно с фазами А и.С напр жени  сети, а первый и второй входы третьего компаратора предназначены дл  подключени  соответственно к фазам В и С напр жени  сети, выходы первого и второго компараторов подключены к входам первого двухвходового элемента И-НЕ и соединены с вхо дом соответственно первого и второго элементов НЕ, выход третьего компаратора подключен к входу третьего элемента НЕ и соединен с первым входом второго двухвходового элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента НЕ, выходы второго и третьего элементов НЕ под|Ключены к соответствующим входам третьего двухвходового элемента И-НЕ выходы первого, второго и третьего двухвходовых элементов И-НЕ подключены к входу первого, второго и третьего элементов задержки соответственно , выходы которых подключены к первь входам соответственно первого . второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с R-входами ftS-триггеров и предназначены дл  подключени  к нине нулевого потенциала через размыкающий контакт ключевого элемента, замыкакхций контакт которого подключенк источнику сигнала логической единицы , выходы первого, второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ сое динен с С-входами соответственно пер вого,второго и третьего S-триггеров, S-входы первого, второго и третьего RS-триггеров соответственно через четвертый, п тый и шестой элементы задержки подключены к выходу датчика проводимости диода фазы А, В и С соответственно ,выходы первого, второго и третьего й -триггеров подключены к соответствующим входам трехвходовоИ 13 . 4 го элемента ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом блока диагностики и защиты от токов короткого замыкани . На фиг. 1 представлена функциональна  схема вьтр мител  с защитой от токов короткого замыкани ; на фиг.2 функциональна  схема блока диагностики и за1циты от токов короткого замыкани ; на фиг. 3 - временные диаграммы работы выпр мител  с защитой. Устройство содержит силовой трансформатор 1 с первичными 2 и вторичными 3 обмотками, диоды 4, 5 и 6, датчики проводимости 7,8 и 9, блок 10 нагрузки выпр мител , автоматический выключатель 11с блоком 12 управлени  его отключением, блок 13 диагностики и защиты от токов короткого замыкани , клеммы 14-23 дл  подключени  блока 13 диагностики и защиты, шины 24, 25 и 26.соответст-. венно напр жений U(t), Uj (t), U(t) фаз A, В, С сети выпр мител , первый 27, второй 28 и третий 29 компараторы , первый 30, второй 31 и третий 32 элементы НЕ, первый 33, второй 34 и третий 35 двухвходовые элементы И-НЕ, первый 36, второй 37, третий 38, четвертый 39, п т 40 и шестой 41 элементы задержки, первьй 42, второй 43 и третий 44 двухвходовые элементы ИЛИ, трехвходовый элемент ШШ 45, RS-триггеры 46, 47 и 48, светодиодные индикаторы 49, 50 и 51, ключевой элемент 52, Knevaty 53 дл  подключени  источника сигнала логической единицы и шину 54 нулевого потенциала. Силовой трансформатор Т (фиг.1) выполнен по схеме Звезда-звезда с иулевым выводом на вторичной ctoроне . Диоды 4, 5 и 6 предназначены дл  выпр млени  вторичного напр жени  трансформатора 1. Датчики проводимости 7, 8 и 9 диодов 4, 5 и 6 имеют нулевое значение выходного напр жени  (клеммы 14, 15 и 16) в случае непровод щего состо ни  диодов 4 5 и 6. В слзгчае открытого состо ни  диодов 4, 5 и 6 сигнал на выходе датчиков 7, 8 и 9 соответствует уровню логической 1. Автоматический выключатель 11 включаетс  и выключаетс  вручную. Кроме того, при воздействии сигнала логической единицы на вход блока 12 происходит автоматическое отключени вьшр митёл  от напр жени  сети, KoNmaparopbi 27, 28 и 29 (фиг. 2) имеют выходной сигнал уровн  логической 1, когда сигнал на их первом входе (клеммы 17, 19 и 21) превышает уровень сигнала на втором входе (клеммы 18, 20 и 22), в противном случае выходной сигнал компа раторов 27, 28 и 29 равен нулю. Элементы 30, 31 и 32 НЕ инвертируют уровень выходных сигналов комп раторов 27, 28 и 29. Элементы 33, 3 и 35 И-НЕ формируют сигнал логической единицы при отсутствии сигналов на их входах. Элементы задержки 36-41 функционируют таким образом, что передний фронт ик выходного сигнала запаздывает на врем  t по отношению к переднему фронту входного сигнала, а задние фронты входного и выходного воздействий совпадают. Разрешение на изменение состо ни  Р5-триггеров 46, 47 и 68 осуществл етс  подачей на синхронизиру к цие входы С сигнала логической 1, при этом на выходе формируетс  сигнал логической 1% если на вход S подана логическа  t, а на вход R сигнал логического О. Перевод триггеров 46, 47 и 48 осуществл етс  путем подачи на ;входы С и R сигн ла логической 1 при нулевом уровне воздействи  на входе S . Логические 42, 43 и 44 двухвкодо вые элементы ИЛИ и трехвходовый эле мент ШШ 45 формируют на выходе сиг нал логической 1, если хот  бы на один из входов подано воздействие логическа  1. Устройство работает следук цим образом. Диоды 4,5 и 6 наход тс  в провод щем (открытом)состо нии в интерва лах времени, лежащие м&кду точками естественной коммутации 55-57, 57-5 и 59-55 диодов (фиг. Зо). В результате в цепи нагрузки 10 (фиг. 1) формируетс  выпр мленное напр жение с частотой пул19са1щй, превышаи ей в три раза частоту напр жени  сети вы пр мител  . Датчики проводимости 7, 8 и 9 ди одов 4, 5 и 6 формируют сигнал логи ческой 1 в том случае, когда соот ветствующий им вентиль находитс  в провод щем состо нии. 13 Блок диагностики и защиты 13 выполн ет функции быстродействующего контура защиты вьшр мител  от токов короткого замыкани  в цепи силовых диодов 4, 5 и 6. Принцип диагностировани  состо ни  диодов 4, 5 и 6 базируетс  на следующих положени х. В интервале времени, ограниченном точками 55 и 57 (фиг. Зог), в провод щем состо нии находитс  диод 4 фазы А. Очевидно, что в рамках данного диапазона нет необходимости контролировать состо ние диода 4, так как опасным дл  работы устройства  вл етс  короткое замыкание в цепи диодов 5 и 6, когда они в результате выхода из стро  могут оказатьс  элементами с двухсторонней проводимостью . Аналогичным образом в течение времени, ограниченного точками естественной коммутации 57, 59 и 59, 55 (фиг. За), необходимо производить диагностирование состо ни  диодов 4, 6 и 4, 5 соответственно. Контроль же диодов 5 (интервал 55-59) и 6 (интервал 59-55) с позиций сохранени  у ник свойств односторонней проводимости в данном случае нецелесообразен , так как с точки зрени  работоспособности схемы выпр мител  это  вл етс  непринципиальным. Кроме того, принцип диагностировани  состо ни  диодов 4, 5 и 6 в предлагаемом устройстве базируетс  не на количественном анализе параметров событий (величина тока через вентиль, ток короткого зa a жaни  (КЗ) в цепн вентилей и т.д.), как это обычно реализуетс  в известных устройствах, а на констатации самого факта по влени  того или иного событи . Действительно, вр д ли целесообразно , например в интервале времени 55-57 (фкг. За) измер ть величину тока через диод 5 или 6, когда сам факт наличи  тока через один из этих диодов уже говорит о неработоспособности схемы выпр мител  и необходимости ее отключени  от напр жени  сети в течение минимально возможного времени. Такой подход к принципу )вр1агностировани  состо ни  силовьос элементов схемы выпр мител  позвол ет существенно упростить конструкцию устройства в целом и обесечить максимальное быстродействие хемы защиты выпр мител  от токов ороткого замыкани .в цепи диодов , 5 и 6.5 from short circuits includes a signal source of a logical unit, three comparators, three NOT elements, three two-input AND-NOT elements, six delay elements, three two-input RSHI elements, three synchronized RS triggers with LED output indicators and a three-input element OR, a key element with opening and closing contacts, each conductivity sensor connected to the diode of the corresponding phase of the miter, the first and second inputs of the first comparator are designed to be connected respectively to the phase A and B of the mains voltage, the first and second inputs of the second end / shrator are designed to be connected to the A and C phases respectively, and the first and second inputs of the third comparator are designed to be connected to the B and C phases of the mains voltage respectively, the outputs of the first and the second comparators are connected to the inputs of the first two-input element NAND and are connected to the input of the first and second elements, respectively, the output of the third comparator is connected to the input of the third element NOT and connected to the first input of the second two-input about the NAND element, the second input of which is connected to the output of the first element NOT, the outputs of the second and third elements are NOT under | Switched to the corresponding inputs of the third two-input element AND-NOT the outputs of the first, second and third two-input elements AND NOT are connected to the input of the first, the second and third delay elements, respectively, whose outputs are connected to the first inputs, respectively, of the first. the second and third two-input OR elements, the second inputs of which are connected to the R-inputs of the ftS-flip-flops and are designed to connect to the zero zero potential through the break contact of the key element, the short-circuit contact of which is connected to the signal source of the logical unit, the outputs of the first, second and third two-input elements OR soino dinen with C-inputs of the first, second and third S-flip-flops respectively, S-inputs of the first, second and third RS-flip-flops, respectively, through the fourth, fifth and sixth delay elements connected to the output of the conductivity sensor of the diode of phase A, B and C, respectively, the outputs of the first, second and third V-triggers are connected to the corresponding inputs of the three-input I 13. 4th OR element, the output of which is the output of the diagnostic and protection unit against short-circuit currents. FIG. Figure 1 shows the functional circuit of the mittel with protection against short-circuit currents; in Fig. 2, a functional diagram of a diagnostic unit and a fault from short-circuit currents; in fig. 3 - time diagrams of the rectifier with protection. The device contains a power transformer 1 with primary 2 and secondary 3 windings, diodes 4, 5 and 6, conductivity sensors 7.8 and 9, rectifier load unit 10, circuit breaker 11c by disconnecting control unit 12, diagnostics and current protection unit 13 short circuit, terminals 14-23 for connecting the diagnostic and protection unit 13, bus 24, 25 and 26. Corresponding. voltage U (t), Uj (t), U (t) of phases A, B, C of the rectifier network, first 27, second 28 and third 29 comparators, first 30, second 31 and third 32 elements NOT, first 33 , the second 34 and the third 35 two-input elements AND-NOT, the first 36, the second 37, the third 38, the fourth 39, pt 40 and the sixth 41 delay elements, the first 42, the second 43 and the third 44 two-input elements OR, the three-input element SH-45, RS triggers 46, 47 and 48, LEDs 49, 50 and 51, key element 52, Knevaty 53 for connecting a signal source of a logical unit and a zero potential bus 54. The power transformer T (Fig. 1) is made according to the Star-Star scheme with an external output on the secondary side. Diodes 4, 5, and 6 are designed to rectify the secondary voltage of a transformer 1. Conductivity sensors 7, 8, and 9 of diodes 4, 5, and 6 have a zero output voltage (terminals 14, 15, and 16) in the case of a nonconductive diode 4 5 and 6. In the open state of the diodes 4, 5 and 6, the signal at the output of sensors 7, 8 and 9 corresponds to the logic level 1. The circuit breaker 11 is turned on and off manually. In addition, when a logical unit signal is applied to the input of block 12, automatic switching off of the mains voltage from the mains voltage occurs, KoNmaparopbi 27, 28 and 29 (Fig. 2) have an output signal of logic level 1 when the signal at their first input (terminals 17, 19 and 21) exceeds the signal level at the second input (terminals 18, 20 and 22), otherwise the output signal of the compilers 27, 28 and 29 is zero. Elements 30, 31 and 32 do NOT invert the level of the output signals of comparators 27, 28 and 29. Elements 33, 3 and 35 AND-NOT form a signal of a logical unit in the absence of signals at their inputs. The delay elements 36-41 function in such a way that the leading edge of the output signal is delayed by the time t with respect to the leading edge of the input signal, and the falling edges of the input and output effects coincide. The permission to change the state of the P5-flip-flops 46, 47 and 68 is performed by applying the synchronous 1 signal to the synchronization of the inputs C, and a logical 1% signal is output at the output if the logical t is fed to the S input and the logical O signal is fed to the R input. The translation of the flip-flops 46, 47 and 48 is carried out by applying to; the inputs C and R of the signal a logical 1 with a zero level of influence on the input S. Logical 42, 43, and 44 two-input OR elements and three-input SHSh 45 element form a logical 1 signal at the output if at least one of the inputs has a logical 1 effect. The device works in the following way. Diodes 4.5 and 6 are in the conducting (open) state in time intervals, lying on the m & d by the points of natural commutation of 55-57, 57-5, and 59-55 diodes (Fig. 3). As a result, in the load circuit 10 (Fig. 1), a rectified voltage is generated with a frequency of pulse 19, exceeding three times the frequency of the mains voltage. The conductivity sensors 7, 8, and 9 of diodes 4, 5, and 6 form a logical 1 signal in the case when the corresponding valve is in the conducting state. 13 The diagnostics and protection unit 13 performs the functions of a high-speed protection circuit of the top of the sensor against short-circuit currents in the power diodes 4, 5 and 6. The principle of diagnosing the state of the diodes 4, 5 and 6 is based on the following positions. In the time interval bounded by points 55 and 57 (Fig. Zog), the diode 4 of phase A is in a conducting state. It is obvious that within this range there is no need to monitor the state of diode 4, since the device is dangerous for operation short circuit in the circuit of diodes 5 and 6, when as a result of failure of the circuit, they can be elements with two-way conductivity. Similarly, during the time limited by the points of natural switching 57, 59 and 59, 55 (Fig. 3A), it is necessary to diagnose the state of diodes 4, 6 and 4, 5, respectively. The control of diodes 5 (interval 55-59) and 6 (interval 59-55) from the standpoint of preserving the properties of unilateral conductivity in this case is inexpedient, since from the point of view of the efficiency of the rectifier circuit, this is not fundamental. In addition, the principle of diagnosing the state of diodes 4, 5 and 6 in the proposed device is not based on a quantitative analysis of the parameters of events (the magnitude of the current through the valve, the short for a live (CC) current in the valve chain, etc.), as is usually the case It is realized in known devices, and in the statement of the fact of the occurrence of an event. Indeed, it is hardly advisable, for example, in the time interval 55-57 (fcg. Za) to measure the current through diode 5 or 6, when the mere presence of current through one of these diodes already speaks of the inoperability of the rectifier circuit and the need to turn it off. from the mains voltage for the minimum possible time. Such an approach to the principle of randomizing the state of the sylvic elements of the rectifier circuit significantly simplifies the design of the device as a whole and ensures the maximum performance of the rectifier protection circuit against short circuit currents in the diodes, 5 and 6.

Процесс диагностировани  состо и  силовых элементов выпр мител  роисходит следующим образом.The process of diagnosing the state and the power components of the rectifier proceeds as follows.

С помощью компаратора 27 (фиг.2) сравниваютс  уровни напр жений Uд(t) и Ug(t) (фиг. За). Когда U,(t) Ug(t) на выходе компарато1 )а 27 формируетс  сигнал (t) логической 1 (фиг. 3S).Using the comparator 27 (Fig. 2), the levels of the voltages Ud (t) and Ug (t) are compared (Fig. 3a). When U, (t) Ug (t) at the output of the comparator 1) and 27, a signal (t) of logical 1 is generated (Fig. 3S).

Компаратор 28 осуществл ет сравнение напр жений U(t) и U(-(t) (фиг. За). В результате в течение времени, ограниченного точками 1-4, на выходе компаратора 28 формируетс  сигнал Хд(.(1) логической 1 (фиг. 3S).The comparator 28 performs a comparison of the voltages U (t) and U (- (t) (Fig. Za). As a result, during the time limited by points 1-4, the output of the comparator 28 generates a signal Xd (. (1) logical 1 (Fig. 3S).

С помощью элемента 33 И-НЕ сигналы (t) (фиг. 3(5) и Xдc(t) (фиг. Зб) сравниваютс . В итоге на выходе блока 33 по вл етс  сигнал Х| (t) (фиг. Зг), интервал паузы (состо ние логической О) которого соответствует отрезку времени, ограниченному точками естественной коммутации 55-57 (фиг. За).With the help of the element 33, AND-NOT signals (t) (Fig. 3 (5) and Xdc (t) (Fig. 3B) are compared. As a result, the output of block 33 is a signal X | (t) (Fig. Zg) , the interval of the pause (the state of the logical O) which corresponds to the time interval bounded by the points of natural switching 55-57 (Fig. 3a).

Компаратор 29, сравнивающий напр жени  Un(t) и .(t), формирует на вькоде сигнал логической 1, длительность которого (фиг. 3 ) соответствует отрезку времени между точками коммутации 56-59 (фиг. За). С помощью блока 30 сигнал Xд(t) (фиг. ЗЗ) на выходе компаратора 27 (. 2) инвертируетс  (фиг. Зф) и сравниваетс  с помощью элемента И-НЕ с сигналом Xgc(t) (фиг. Зв).The comparator 29, which compares the voltage Un (t) and. (T), generates a logical 1 signal in the code, the duration of which (Fig. 3) corresponds to the time interval between the switching points 56-59 (Fig. 3a). Using block 30, the signal Xd (t) (Fig. DZ) at the output of the comparator 27 (. 2) is inverted (Fig. Zf) and compared using the AND-NE element with the signal Xgc (t) (Fig. Sv).

В результате на выходе элемента Й-НЕ 34 формируетс  сигнал Хр (t) (фиг. Зз) интервал паузы которого соответствует длительности рабочего состо ни  диода 5 (фиг. За, интервал 57-58),As a result, at the output of the H – NE 34 element, a signal Xp (t) (Fig. 3) is formed, the pause interval of which corresponds to the duration of the operating state of the diode 5 (Fig. 3, interval 57-58),

С помсщыо элементов 3t и 32 НЕ гфоисходит инвертирование выходных сигналов компараторов 2.8 и 29 (фиг. 3,в) формирование импульсов (t) (фиг. Зк, блок 31) и Xcg,(t) (фиг. 3 , блок 32), длительность которых соответствует отрезкам времени между точками 58-55 и 59-56 (фиг. За).With elements 3t and 32, it is not possible to invert the output signals of comparators 2.8 and 29 (Fig. 3, c) the formation of pulses (t) (Fig. Gc, block 31) and Xcg, (t) (Fig. 3, block 32), the duration of which corresponds to the time intervals between points 58-55 and 59-56 (Fig. 3a).

Сравнение сигналов (t) и Xte (t) (фиг. Зк,л) приводит к фор ированию на выходе элемента И-НЕ 35Comparison of the signals (t) and Xte (t) (Fig. 3k, l) leads to the formation of the output element AND-NOT 35

интервала паузы, которьш соответствует длительности рабочего состо ни  вентил  6 (фиг. 3Q,Ai) точки 59-55.interval of pause, which corresponds to the duration of the operating state of the valve 6 (Fig. 3Q, Ai) points 59-55.

Элементы задержки 36, 37 и 38 (фиг. 2) привод т к запаздьтанию формировани  переднего фронта сигнала логической- 1 на выходе элементов 42, 43 и 44 ИЛИ и синхронизирующем входе С триггеров 46, 47 и 48. Величина задержки f; (фиг. 3,W,H, сигналы X (t), Х (t), X (t) на выходе блоков 36, 37 и 38 соответственно) выбираетс  из услови  сокончани  переходного процесса в датчиках проводимости 7, 8 и 9 (фиг. 1) при уменьшении их выходного сигнала до уровн  логического О при выключении диодов 4, 5 и 6. Сигнал на выходе элементов 42, 43 и 44 полностью повтор ет форму .The delay elements 36, 37 and 38 (Fig. 2) lead to a delay in the formation of the leading edge of the logic-1 signal at the output of the elements 42, 43 and 44 OR and the synchronization input C of the triggers 46, 47 and 48. The magnitude of the delay f; (Fig. 3, W, H, signals X (t), X (t), X (t) at the output of blocks 36, 37 and 38, respectively) are selected from the condition of terminating the transient process in the conductivity sensors 7, 8 and 9 (Fig 1) when their output signal decreases to the level of logic O when diodes 4, 5 and 6 are turned off. The output signal of elements 42, 43 and 44 completely repeats the form.

выходных импульсов блоков 36, 37 и |38 (фиг. Зд,м ,к).output pulses of blocks 36, 37 and | 38 (Fig. Zd, m, k).

Элементы задержки 39, 40 и 41 осуществл ют задержку переднего фронта выходного сигнала р (t), f (t),f(t) The delay elements 39, 40 and 41 delay the leading edge of the output signal p (t), f (t), f (t)

датчиков 7, 8 и 9 уровн  логического 1 на величину при включении диодов 4, 5 и 6 (фиг. ЗЙ,и,н).Sensors 7, 8, and 9 of logical level 1 by the value when diodes 4, 5, and 6 are turned on (Fig. D, i, n).

Элементы 36-41 позвол ют избежать неоднозначности состо ни  элементовElements 36-41 avoid the ambiguity of the state of the elements

схемы диагностировани  в моменты времени коммутации токов через диоды 4, 5 и 6..diagnostic circuits at the time of switching currents through diodes 4, 5 and 6 ..

При этом выходные сигналы логической (t) (фиг. 3d), pg (t)At the same time, the output signals of the logical (t) (Fig. 3d), pg (t)

(фиг. 3ц), (t) (фиг. Зн) датчиков 7, 8 и 9 наход тс  как бы внутри интервалов пауэы (логический О) сигналов Хд(г), X (t), X (t) (фиг, Зд,) синхронизации триггеров 46j 47 и 48.(Fig. 3c), (t) (Fig. 3n) of sensors 7, 8 and 9 are, as it were, within power intervals (logical O) of signals Xd (d), X (t), X (t) (fig, H ,) synchronization triggers 46j 47 and 48.

В течение времени t. интервала 55-58 (фиг. За) на входе С триггера формируетс  сигнал Хд (t) (фиг. 3d)During the time t. interval 55-58 (Fig. 3a), at the input C of the trigger, a signal Xd (t) is generated (Fig. 3d)

логического О, который осуществл вт запрет на его переключение в. состо ние логической 1. При этом на вход S поступает сигнал ft (t), который не приводит к переключению триггера 46 так как Х (t) 0 (фиг.3d).logical Oh, who carried out the prohibition of its switching on it. state of logic 1. At the same time, the input signal S arrives at the signal ft (t), which does not switch the trigger 46, since X (t) 0 (FIG. 3d).

За врем  t., когда диод 4 должен быть закрьзт, сигнал X д (t) логической t и триггер 46 может переключитьс  в состо ние логической 1 сигналом с выхода датчика 7 проводимости . Последнее окажетс  возможным, если диод 4 в интервале t выйдет из стро  и станет элементом с двухсторонней проводимостью. Тогда выход ной сигнал триггера 46станет равным логической 1, на выходе элемента ИЛИ 45 также сформируетс  напр жение логической 1, которое, воздейству  на блок 12 (фиг. 1), вызовет отключе tme автомата 11. Анапогичнь образом в течение вре мени tg (фиг. 3м) и t (фиг. Зн) рабочего состб 1ш  диодов 5 и 6 осуществл етс  запрет на перекЗвючение триггеров 47 и 48 в состо ние логической 1, а в интервалах времени Зи) и 1д(фиг. Зн) контролируетс  состо ние их проводимости. Если в течение времени t (t) диод 5(6) перейдет в открытое состо  ние, то соответствующий из триггеров 47 или 48 перейдет в состо ние логической 1, и вьтр митель отключитс  от напр жени  сети. Одновременно с переходом триггеров 46, 47 и 48 в состо ние логйческоЛ 1 включаетс  светова  индикаци  на основе светодиодных блоков 49, 50 и 51, наличие которой сразу 1310 указьшает на неработоспособньй диод вьтр мит л . Например, включение индикатора 50 свидетельствует о необходимости замены диода 5 фазы В. Таким образом, локализуетс  место неисправности в схеме вьтр мител  и сокращаетс  врем  на его ремонт, чем повышаетс  ремонто-пригодность устройства. Ключ 52 служит дл  установки триггеров 46, 47 и 48 в исходное нулевое состо ние. Дл  зтого контакт ключа 52 замыкаетс  и на входы С и R триггеров подаетс  сигнал логической 1, при зтом на входе S присутствует сигнал логического О, так как силовой блок выпр мител  на включен и СРА (t) р (t) « fj. (t) - логическому О. Таким образом, предлагаемое устойство обладает повышенной ремонторигодностью вьтр мител  и быстродейтвием его защиты от токов короткого амыкани .During the time t., When diode 4 must be closed, the signal X d (t) is logical t and flip-flop 46 can switch to the logical 1 state from the output of conductivity sensor 7. The latter will be possible if diode 4 in the interval t goes out of order and becomes an element with two-way conductivity. Then the output signal of the trigger 46 will become logical 1, the output of the element OR 45 will also generate a voltage of logical 1, which, acting on block 12 (Fig. 1), will cause the tme of the automaton 11 to turn off. Anatomically, the time tg (Fig. 3 m) and t (FIG. 3H) of the operating state of diodes 5 and 6 prohibit the switching of the flip-flops 47 and 48 to the logical 1 state, and the state of their conductivity is monitored during the time intervals Zi and 1e (FIG. 3H). If during the time t (t) the diode 5 (6) goes into the open state, then the corresponding one of the triggers 47 or 48 goes into the state of logical 1, and the circuit breaker is disconnected from the mains voltage. Simultaneously with the transition of the flip-flops 46, 47 and 48 to the state Logic 1, the light indications are turned on based on LED blocks 49, 50 and 51, the presence of which at once 1310 indicates an inoperative diode. For example, the inclusion of the indicator 50 indicates the need to replace the diode 5 of phase B. Thus, the fault location in the circuit of the mitten is localized and the time for its repair is shortened, thus increasing the serviceability of the device. The key 52 serves to set the flip-flops 46, 47 and 48 to the initial zero state. For this, the contact of the key 52 is closed and a logical 1 signal is sent to the inputs C and R of the flip-flops, while at the input S there is a logical O signal, since the power unit of the rectifier is turned on and CPA (t) p (t) "fj. (t) - to logical O. Thus, the proposed device has an enhanced repair power of the miter and the speed of its protection from short amykani currents.

Claims (1)

ВЫПРЯМИТЕЛЬ С ЗАЩИТОЙ ОТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащий силовой трехфазный трансформатор, первичные обмотки которого предназначены для подключения через автоматический выключатель к соответствующей фазе напряжения сети, а вторичные соединены с силовой частью выпрямителя, блок диагностики и защиты от токов короткого замыкания, выходом подключенный к входу блока управления отключением автоматического выключателя ,отличающийся тем, что, с целью повышения ремонтопригодности .выпрямителя и быстродействия его защиты от токов короткого замыкания в цепи силовых диодов, в него введены три датчика проводимости, силовая часть выпрямителя содержит диоды, включенные по схеме трехфазного выпрямителя с нулевым выводом, трехфазный трансформатор выполнен по схеме Звезда-звезда с нулевым выводом на вторичной стороне, а блок диагностики и защиты от токов короткого замыкания включает источник сигнала логической единицы, три компаратора, три элемента НЕ, три двухвходовых элемента И-НЕ, шесть элементов задержки, три двухвходовых элемента ИЛИ, три синхронизированных RS -триггера со светодиодными индикаторами на выходе, трехвходовый элемент ИЛИ, ключевой элемент с размы кающим и замыкающим контактами, причем каждый датчик проводимости подключен к диоду соответствующей фазы выпрямителя, первый и второй входы первого компаратора предназначены для подключения соответственно к фазам А и В напряжения сети, первый и второй входы второго компаратора предназначены для соединения соответственно с фазами А и С напряжения сети, а первый и второй входы третьего компаратора предназначены для подключе ния соответственно к фазам В и С на пряжения сети, при этом выходы перво го и второго компараторов подключены к входам первого двухвходового элемента И-НЕ и соединены с входом соответственно первого и второго элементов НЕ, выход третьего компарато ра подключен к входу третьего элемента НЕ и соединен с первым входом второго двухвходового элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента НЕ, выходы второго и третьего элементов НЕ подключены к соответствующим входам третьего двухвходового элемента И-НЕ, выходы первого, второго и третьего двухвходовых элементов И-НЕ подклю ттжп чены к входу первого, второго и третьего элементов задержки соответственно, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого, второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с R-входами RS-триггеров и предназначены для подключения к шине нулевого потенциала через размыкающий контакт ключевого элемента, замыкающий контакт которого подключен к источнику сигнала логической единицы, выходы первого, второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ соединены с С-входами соответственно первого, второго и третьего RS триггеров, S -входы первого, второго и третьего Й5 -триггеров соответственно через четвертый, пятый и шестой элементы задержки подключены к выходу датчика проводимости диода фазы А, В и С соответственно, выходы первого, второго и третьего RS-триггеров подключены к соответствующим входам трехвходового элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока диагностики и защиты от токов короткого замыкания.RECTIFIER PROTECTED FROM SHORT-CIRCUIT CURRENT PROTECTION, containing a three-phase power transformer, the primary windings of which are designed to be connected through the circuit breaker to the corresponding phase of the mains voltage, and the secondary ones are connected to the power part of the rectifier, a diagnostic and protection against short circuit currents, connected to the input of the unit control circuit breaker, characterized in that, in order to improve the maintainability of the rectifier and the speed of its protection against short-circuit currents a short circuit in the circuit of power diodes, three conductivity sensors are introduced into it, the power part of the rectifier contains diodes connected according to the three-phase rectifier circuit with a zero output, a three-phase transformer is made according to the Star-star circuit with a zero output on the secondary side, and the diagnostic and protection unit short circuit currents includes a logic unit signal source, three comparators, three NOT elements, three two-input AND elements, six delay elements, three two-input OR elements, three synchronized RS-flip-flops with LED indicators at the output, a three-input OR element, a key element with opening and closing contacts, with each conductivity sensor connected to the diode of the corresponding phase of the rectifier, the first and second inputs of the first comparator are designed to connect the mains voltage phases A and B, respectively, the first and the second inputs of the second comparator are designed to connect the mains voltage phases A and C, respectively, and the first and second inputs of the third comparator are designed to connect respectively to phases B and C, the voltage of the network, while the outputs of the first and second comparators are connected to the inputs of the first two-input element AND NOT connected to the input of the first and second elements NOT, respectively, the output of the third comparator is connected to the input of the third element NOT and connected to the first the input of the second two-input element AND NOT, the second input of which is connected to the output of the first element NOT, the outputs of the second and third elements are NOT connected to the corresponding inputs of the third two-input element AND, the outputs of the first, second and third I-NOT inputs and inputs are connected to the input of the first, second and third delay elements, respectively, the outputs of which are connected to the first inputs of the first, second and third two-input elements OR, the second inputs of which are connected to the R-inputs of the RS-flip-flops and are intended for connection to the bus of zero potential through the NC contact of the key element, the NC contact of which is connected to the signal source of the logic unit, the outputs of the first, second and third two-input elements OR are connected to With the inputs of the first, second and third RS triggers, respectively, the S inputs of the first, second and third J5 triggers, respectively, through the fourth, fifth and sixth delay elements are connected to the output of the conductivity sensor of the phase A, B and C diodes, respectively, the outputs of the first, second and the third RS-flip-flops are connected to the corresponding inputs of the three-input OR element, the output of which is the output of the diagnostic and protection against short circuit currents.
SU833664625A 1983-11-24 1983-11-24 Rectifier with protection against short-circuit currents SU1156213A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833664625A SU1156213A1 (en) 1983-11-24 1983-11-24 Rectifier with protection against short-circuit currents

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833664625A SU1156213A1 (en) 1983-11-24 1983-11-24 Rectifier with protection against short-circuit currents

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1156213A1 true SU1156213A1 (en) 1985-05-15

Family

ID=21089902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833664625A SU1156213A1 (en) 1983-11-24 1983-11-24 Rectifier with protection against short-circuit currents

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1156213A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2562968C1 (en) * 2011-10-21 2015-09-10 Абб Рисерч Лтд Method and system for detecting faulty rectifier in ac-to-dc converter
RU2640195C1 (en) * 2016-07-27 2017-12-27 Глеб Германович Кравцов Method of correct operation control for converters of alternating current to direct current
RU2649324C2 (en) * 2013-05-30 2018-04-02 Нр Электрик Ко., Лтд Differential protection method for current converter and relay protection device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
t.Авторское свидетельство СССР № 873354, кл. Н 02 М 7/04, 1979. 2.Ситник Н.Х, .Силова полупроводникова техника. М., Энерги ,1968, с. 206, рис. 4-ЗОа. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2562968C1 (en) * 2011-10-21 2015-09-10 Абб Рисерч Лтд Method and system for detecting faulty rectifier in ac-to-dc converter
RU2649324C2 (en) * 2013-05-30 2018-04-02 Нр Электрик Ко., Лтд Differential protection method for current converter and relay protection device
RU2640195C1 (en) * 2016-07-27 2017-12-27 Глеб Германович Кравцов Method of correct operation control for converters of alternating current to direct current

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11532935B2 (en) Rapid shutdown device for photovoltaic system and control method thereof and protection system
SU1156213A1 (en) Rectifier with protection against short-circuit currents
CN106711970B (en) A kind of THE UPFC switch failure guard method containing series transformer
CN109193915A (en) Railway switch control circuit, system, control method and fault detection method
CN210534560U (en) Switch input circuit and intelligent electronic equipment
RU2788035C1 (en) DEVICE FOR DETERMINING PHASE-TO-PHASE AND GROUND FAULTS IN NETWORKS WITH AN ISOLATED VOLTAGE OF 6-10 kV NEUTRAL
SU1760595A1 (en) Breakdown tester for series-connected thyristors of high-voltage rectifiers in controllable valve-type converter
SU1690066A1 (en) Device for protection of load of three-phase network from consequences of failures of power switch
SU1697169A1 (en) Device for protection against single-phase short-circuit to ground in network with insulated neutral
EP4576466A2 (en) Protection circuit, control method and photovoltaic system
RU2363084C1 (en) Centralised backup protection device for hex-connected circuit
RU2025859C1 (en) Device for protection of factory-assemble switch-gears
SU1169115A1 (en) Thyristor converter with protection
RU2169422C1 (en) Composite circuit-opening safety device (alternatives)
JPH027831A (en) Protective circuit for inverter
JP7281966B2 (en) Protective relay device
SU1398024A1 (en) Device for interlocking the switching-on of shorted buses
EA044211B1 (en) BUS SHORT CIRCUIT PROTECTION
CN207475174U (en) A kind of coincidence brake control device of breaker
SU898347A1 (en) Device for checking break and short-circuit of a circuit with electromagnetic load
RU2019459C1 (en) Receiver for track circuit
SU849320A1 (en) Device for arcless switching of electric circuits
SU1086517A1 (en) Device for monitoring operation of thyristor voltage regulator
SU1619206A1 (en) Device for checking earth of mobile electric power plants
SU691979A1 (en) Electric power supply system