183038. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés inverter üzemben is dolgozó hálózati tirisztoros áramirányítók feszültségkimaradás elleni védelmére
1 183 038 2 három darab 17,18,19 egyfázisú transzformátorból kialakított háromfázisú Y/y kapcsolású transzformátor szekunder csillapontja és a 17, 18, 19 egyfázisú tmszformátorok szekunder feszültségeinek háromfázisú hídkapcsolású 20 egyenirányítóval történő egyenirányítása után kapott Ud egyenfeszültség félértéke között megfelelő nagyságú 150 Hz-es váltakozó U feszültség érzékelhető, ha a transzformátorok táplálása háromfázisú, és ez a feszültség azonnal nullára csökken, ha a transzformátorok táplálásának bármely fázisa megszakad. A háromfázisú feszültség érzékelésének elve a 3. és a 3a ábrán látható. 47, 48, 49 ellenállásokból elvi csillagpont képzése csak a működés ismertetéséhez szükséges. A 150 Hz-es váltakozó U feszültség felfogható két 150 Hz-es váltakozófeszültség szuperpozíciójaként. Az egyik 150 Hz-es váltakozó U feszültség a szekunder feszültségek elvi csillagpontja és a transzformátor csillagpontja közt mérhető. Az Uy feszültséget a transzformátorok nem lineáris mágnesezési jelleggörbéje okozza. A másik 150 Hz-es váltakozó Uf feszültség az egyenirányító működésének fizikájából következik. "Ha a transzformátorokat tápláló' 46 hálózat egyik fázisát a ti időpillanatban megszakítjuk, akkor a transzformátorok szekunder feszültsége egyfázisúvá válik és az Uy és Uf feszültségek és így az U feszültség is azonnal nullává válik. Tehát a 46 hálózat hibás állapotának eldöntéséhez azt kell vizsgálni, hogy az U feszültség nulla-e. A gyakorlatban nem nulla, hanem egy Uk küszöbfeszültséget tudunk érzékelni. Az érzékelés gyorsasága és megbízhatósága szempontjából előnyös, ha a 46 hálózat hibátlan állapotához tartozó U feszültség és Uk feszültségek hányadosa minél nagyobb. Az Uy és az Uf feszültségek egymáshoz képest ellenfázisban vannak, így a két feszültség különbségeként kapott U feszültség nagyobb, mint bármelyik összetevője. így a találmány szerinti érzékeléssel üzembiztosabb érzékelés oldható meg, mint az Uy vagy Uf feszültségek bármelyikének egyedi érzékelése esetén. Az U feszültséget a 23 egyenirányító egyenirányítja, a 24 jelformáló pedig egyrészt korlátozza a feszültség maximális értékét, másrészt kismértékű szűrés segítségével biztosítja, hogy az egyenirányított feszültség pillanatértéke - a hálózat hibátlan állapota esetén - egyetlen időpillanatban se legyen nulla. A 24 jelformáló után következő 25 komparátor kimenő feszültsége már digitális szintként mutatja a táphálózat ép vagy hibás állapotát. Ez vezérli a 27 gyújtójelképzőt. A 27 gyújtójelképző energiaellátását a feltöltött 32 kondenzátor biztosítja. A 32 kondenzátor feltöltéséről, mint már említettük, a 33 áramgenerátor gondoskodik, melynek áramát úgy állítjuk be, hogy a 32 kondenzátor töltődése ne legyen gyorsabb, mint a 6 oltókondenzátoré. A 282 kimeneten a hibajel akkor szűnik meg, amikor a hálózat ismét háromfázisú lesz, és a 32 kopdenzátor feszültsége meghatározott értéket ért el. Hosszan tartó fáziskimaradás esetén a 30 segédtirisztor folyamatosan nyitva van, így a 32 kondenzátor nem tud feltöltődni. A 2. ábrán látható 13 védelmi logika 282 kimenete közvetlenül vagy elektronikus áramkörökön keresztül felhasználható az áramirányító gyújtóimpulzusainak tiltására, vagy elektronikus védelmek közbeiktatásával egyéb jelző és védelmi funkciók ellátására. A 4. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés másik példakénti kiviteli alakját mutatja. Itt az oltókörben szereplő 8, 9, 10, 12 dióda és az 5 tirisztor bekötése az 1. ábrához képest fordított. Ennek megfelelően az 5 tirisztor a 4 biztosítón keresztül a 2 áramirányító kimenetéhez csatlakozik. Az 5. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés további példakénti kiviteli alakját mutatja 4/4-es ellenpárhuzamosan kapcsolt hálózati tirisztoros áramirányító esetén. Az 1. ábrához képest ebben az esetben a 2 áramirányítóval ellenpárhuzamosan 38 áramirányító van kapcsolva. A 2 áramirányító - kimenete 39 biztosítón keresztül 40 tirisztoros katódjára csatlakozik, a 40 tirisztor anódja az 5 tirisztor anódjával van összekötve. A 40 tirisztor gyújtóelektródája és katódja 41 védelmi logika 272/A, 273/A kimenetéhez csatlakozik. A 41 védelmi logika 421, illetve 431 bemeheteihez a 3 fogyasztó áramirányától függő logikai jelet kell kapcsolni. A 41 védelmi logika részletes felépítése a 6. ábrán látható. A 41 védelmi logika 26 feszültségérzékelőből, két 27 és 27/A gyújtójelképzőből, 28 tápegységből és 42, 43 logikai „ÉS” kapuból áll. A 26 feszültségérzékelő 264 kimenete 42 és 43 logikai „ÉS” kapu egyik bemenetével és a 28 tápegység 281 bemenetével van összekötve. A 27 és 27/A gyújtójelképző 274 és 274/A, illetve 275 és 275/A tápfeszültség bemenetei a 28 tápegség 284, illetve 285 tápfeszültség kimenetével van összekötve. A 42, illetve 43 logikai „ÉS” kapu másik bemenete a 41 védelmi logika 421, illetve 431 bemenete. A 42, illetve 43 logikai „ÉS” kapu kimenete a 27, illetve a 27/A gyújtójelképző 271, illetve 271/A bemenetére van kötve. Az 5. ábra szerinti kapcsolási elrendezés működése az alábbiak szerint történik. Fáziskimaradás esetén a 41 védelmi logika az 5, illetve a 40 tirisztornak gyújtóimpulzust ad attól függően, hogy a 2 vagy a 38 áramirányító vezet. A működés további része azonos az 1. ábránál elmondottakkal. A 7. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés 44 osztófojtón keresztül több párhuzamosan kapcsolt 45 hidakból felépített 2 áramirányító esetét mutatja. A működés elve itt is megegyezik az 1. ábráról elmondottakkal. Mint látható, az alkalmazott kapcsolás fáziskimaradás esetén a 17, 18, 19 egyfázisú transzformátorok szekunder csillagponti potenciálja és a szekunder feszültségének hídkapcsolású 20 egyenirányítóval történő egyenirányítása után kapott feszültség félértéke közötti feszültség érzékelésével időkésleltetés nélkül képes a hibát érzékelni, és oltókör segítségével az inverter üzemben dolgozó hálózáti áramirányítónál fellépő zárlati áramot kioltani. A hiba gyors észlelése lehetővé teszi, hogy a zárlati áramot kis értékre korlátozzuk, illetve megelőzzük. Ezáltal az oltókör kisebb típusteljesítményre mére5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
