Система управления многофазным вентильным преобразователем

Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть применена для управления многофазными вентильными преобразователями, например, в статических компенсаторах реактивной мощности и регулируемых электроприводах. Система управления содержит блоки (1) управления вентилями (2), связанные каналом (3) последовательной передачи данных с блоком (4) фазового регулирования, выполненным с возможностью формирования кода задаваемой фазы, при этом, каждый блок (1) содержит формирователь (6) импульсов включения, датчик (7) напряжения на вентиле (2) и синхронизатор (8), подключенный выходом к входу формирователя (6), первым входом (9) - к выходу канала (3), а вторым входом (10) - к датчику (7) и выполненный с возможностью преобразования кода задаваемой фазы во временную задержку, отсчитываемую по сигналу на входе (10) синхронизатора (8). Блок (4) выполнен с возможностью формирования, а блоки (1) - с возможностью дешифрации адресного кода вентиля. Синхронизатор (8) выполнен с возможностью автоматической подстройки равенства временных интервалов от начала отсчета указанной временной задержки до фронта и до спада сигнала на своем входе (10). Датчик (7) выполнен c возможностью суммирования сигналов от датчиков (16) напряжения на последовательно включенных тиристорах вентиля и сравнения полученной суммы с заданным порогом. Блоки (1) выполнены на основе программируемых микропроцессоров. Полезная модель обеспечивает сокращение количества протяженных линий в системе управления, повышает точность и помехоустойчивость привязки импульсов управления вентилями к фазе питающего напряжения, что особенно актуально, например, в условиях высоковольтной электроподстанции. 4 з.п.ф., 1 ил.

Область техники

Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть применена для управления многофазными вентильными преобразователями, например, в статических компенсаторах реактивной мощности и регулируемых электроприводах.

Уровень техники

Известно, выбранное в качестве прототипа, устройство управления многофазным вентильным преобразователем, содержащее блок фазового регулирования, который определяет и задает фазовый угол включения вентилей, обеспечивающий поддержание требуемых выходных параметров преобразователя, и блок управления вентилями, в состав которого входят формирователь импульсов включения, датчик напряжения и синхронизатор, обеспечивающий привязку импульсов включения к питающему переменному напряжению [патент RU 2107982, МПК H02M 1/084, 1998 г.].

В устройстве-прототипе блок управления вентилями (включая синхронизатор, низковольтные элементы датчика напряжения и формирователь импульсов включения) объединен параллельным интерфейсом с блоком фазового регулирования и связан с управляющим входом каждого вентиля отдельной линией.

В тех случаях, когда фазовое регулирование преобразователя осуществляется на расстоянии (например, в случае фазового регулирования высоковольтного тиристорного компенсатора реактивной мощности от системы автоматики электроподстанции), это приводит к необходимости использовать протяженные оптические или коаксиальные линии для подачи на каждый вентиль импульсов включения, находящихся в заданной фазе по отношению к напряжению на вентиле.

Раскрытие полезной модели

Предметом полезной модели является система управления, по меньшей мере, одним многофазным вентильным преобразователем, содержащая блоки управления вентилями, связанные каналом последовательной передачи данных с блоком фазового регулирования, выполненным с возможностью формирования кода задаваемой фазы, при этом, каждый блок управления вентилем содержит формирователь импульсов включения, датчик напряжения на вентиле и синхронизатор, подключенный выходом к входу формирователя импульсов включения, первым входом - к выходу канала последовательной передачи данных, а вторым входом - к датчику напряжения на вентиле и выполненный с возможностью преобразования кода задаваемой фазы во временную задержку, отсчитываемую по сигналу на втором входе синхронизатора.

Это позволяет сократить количество протяженных линий в системе управления, повысить точность и помехоустойчивость привязки импульсов управления вентилями к фазе питающего напряжения, что особенно актуально, например, в условиях высоковольтной электроподстанции.

Полезная модель имеет развития, которые состоят в том что:

- блок фазового управления выполнен с возможностью формирования, а блоки управления вентилями - с возможностью дешифрации адресного кода вентиля;

- синхронизатор выполнен с возможностью автоматической подстройки равенства временных интервалов от начала отсчета указанной временной задержки до фронта и до спада сигнала на своем втором входе;

- датчик напряжения на вентиле выполнен с возможностью суммирования сигналов от датчиков напряжения на последовательно включенных тиристорах вентиля и сравнения полученной суммы с заданным порогом;

- блоки управления вентилями выполнены на основе программируемых микропроцессоров.

Эти развития позволяют соответственно:

- обеспечить централизованное управление несколькими функционально связанными преобразователями, например, управление с центральной подстанции преобразователями, входящими в состав компенсаторов реактивной мощности, установленных на соседних электроподстанциях, обслуживающих одну ЛЭП 500 кВ;

- обеспечить универсальность отсчета задержки при фазовом регулировании преобразователей, выполняющих различные функции (выпрямителя, инвертора, регулятора реактивной мощности);

- уменьшить влияние разброса питающих напряжений на отдельных тиристорах в составе высоковольтных тиристорных вентилей;

- обеспечить технологичность и гибкость перенастройки системы.

Осуществление полезной модели

На фиг.1 представлена схема, иллюстрирующая осуществление полезной модели с учетом ее развитии.

Блоки 1 управления вентилями 2 связаны каналом 3 последовательной передачи данных с блоком 4 фазового регулирования. В составе блока 4 имеется формирователь 5 кода задаваемой фазы. Каждый блок 1 содержит формирователь 6 импульсов включения, датчик 7 напряжения на соответствующем вентиле 2 и синхронизатор 8. Синхронизатор 8 подключен выходом к входу формирователя 6, первым входом 9 - к выходу канала 3, а вторым входом 10 - к датчику 7. В состав синхронизатора 8 входит преобразователь 11 кода задаваемой фазы во временную задержку и узел привязки 12, через который преобразователь 11 связан с выходом датчика 7.

Кроме того, на фиг.1 показаны формирователь 13 адресного кода вентиля в составе блока 4 и дешифратор 14 адресного кода вентиля в составе блока 1.

В составе датчика 7 на фиг.1 показаны сумматор 15, объединяющий сигналы датчиков 16 напряжения на последовательно включенных тиристорах вентиля 2, и выходной пороговый элемент 17.

На фиг.1 также показаны узлы 18 гальванической развязки, через которые высоковольтные вентили 2 подключены к блокам 1.

Устройство (с учетом развитии полезной модели) работает следующим образом.

Блок 4 определяет и задает значения фазового угла открывания вентилей 2, требуемые для регулирования обслуживаемого технологического процесса, и с помощью формирователя 5 посылает соответствующий код задаваемой фазы через канал 3 в блоки 1. В блоке 1 код фазы с входа 9 синхронизатора 8 поступает на преобразователь 11, который в соответствии с поступившим кодом фазы отсчитывает временную задержку на выдачу входного сигнала формирователю 6. Отсчет задержки производится по сигналу датчика 7, поступающему на вход 10.

Такое выполнение устройства позволяет сократить количество протяженных линий в системе управления, повысить точность и помехоустойчивость привязки импульсов управления вентилями к фазе питающего напряжения, что особенно актуально, например, в условиях высоковольтной электроподстанции.

В случае управления несколькими преобразователями, коды фаз, посылаемые блоком 4 в канал 3, сопровождаются адресными кодами вентилей соответствующего преобразователя, которые выдаются формирователем 13 и декодируются в блоках 1 дешифраторами 14.

Введение адресных кодов позволяет обеспечить централизованное управление несколькими функционально связанными преобразователями, например, управление с центральной подстанции преобразователями, входящими в состав компенсаторов реактивной мощности, установленных на соседних электроподстанциях, обслуживающих одну ЛЭП 500 кВ.

Образованные блоком 4 кодовые посылки принимаются с выхода канала 3 преобразователем 11, который отсчитывает временную задержку на выдачу входного сигнала формирователю 6. Задержка отсчитывается по сигналу датчика 7, поступающему на вход 10. Получая этот сигнал, узел 12 синхронизатора 8 автоматически подстраивает (сдвигает) момент начала отсчета указанной задержки так, чтобы обеспечить равенство временных интервалов от момента начала отсчета задержки до фронта и до спада сигнала датчика 7 на входе 10.

Такая подстройка позволяет обеспечить универсальность отсчета задержки при фазовом регулировании преобразователей, выполняющих различные функции (выпрямителя, инвертора, регулятора реактивной мощности).

В случае выполнения вентиля 2 на одном тиристоре, сигнал с его датчика 16 проходит через пороговый элемент 17, обеспечивающий в этом случае отстройку от помех, и используется в качестве выходного сигнала датчика 7.

В случае управления высоковольтными вентилями 2, состоящими из нескольких последовательно включенных тиристоров, выходной сигнал датчика 7 формируется следующим образом. Сигналы от датчиков 16 напряжения на тиристорах вентиля 2 подаются на сумматор 15 в составе датчика 7. Сигнал суммы поступает на элемент 17, который сравнивает полученную сумму с заданным порогом и выдает на вход 10 блока 8 сигнал превышения порога, который используется синхронизатором 8 как выходной сигнал датчика 7.

Это позволяет избежать влияния разброса питающих напряжений на отдельных тиристорах на управление высоковольтным вентилем.

Описанные функции синхронизатора 8 и функции элементов 15 и 17 датчика 7 могут осуществлять один или два программируемых микропроцессора, на основе которых может быть выполнен блок 1.

Это обеспечивает гибкость и технологичность перенастройки предлагаемой системы управления.

1. Система управления, по меньшей мере, одним многофазным вентильным преобразователем, содержащая блоки управления вентилями, связанные каналом последовательной передачи данных с блоком фазового регулирования, выполненным с возможностью формирования кода задаваемой фазы, при этом каждый блок управления вентилем содержит формирователь импульсов включения, датчик напряжения на вентиле и синхронизатор, подключенный выходом к входу формирователя импульсов включения, первым входом - к выходу канала последовательной передачи данных, а вторым входом - к датчику напряжения на вентиле и выполненный с возможностью преобразования кода задаваемой фазы во временную задержку, отсчитываемую по сигналу на втором входе синхронизатора.

2. Система по п.1, в которой блок фазового управления выполнен с возможностью формирования, а блоки управления вентилями - с возможностью дешифрации адресного кода вентиля.

3. Система по п.1, в которой синхронизатор выполнен с возможностью автоматической подстройки равенства временных интервалов от начала отсчета указанной временной задержки до фронта и до спада сигнала на своем втором входе.

4. Система по п.1, в которой датчик напряжения на вентиле выполнен с возможностью суммирования сигналов от датчиков напряжения на последовательно включенных тиристорах вентиля и сравнения полученной суммы с заданным порогом.

5. Система по п.1, в которой блоки управления вентилями выполнены на основе программируемых микропроцессоров.