Устройство для автоматического ввода резервного источника переменного напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик 663023 (61),Пополинтельное к авт. свиа-ву (22) Заявлено 23. 02.77 (21) 2454388/24-07, с присоединением заявки _#_ (23) Приоритет

Опубликовано 15. 05, 79.Бюллетень № 18 (51) М. Кл.

Н 02 5 9/06

Гооударотвеиный комитет

СССР по делам изооретеиий и открытий (53) УДК 621.316. .925 {088.8) Дата опубликования описания 18.05 79 (72) Авторы изобретения

M. И. Стальная, Э. Ф. Шевляков и С. А. Банкин

Алтайский политехнический институт им. И. И, Ползунова (71) Заявитель

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВВОДА

РЕЗЕРВНОГО ИСТОЧНИКА ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам для автоматического переключения с основного на резервный источник питания и может быть применено в качестве быстродействуюшего органа для автоматического ввода резерва (ABP) различных потФ . ребителей, не допускаюших перерывов в . электроснабжении и особенно на подстан» пнях с синхронной нагрузкой.

Известны различные способы и устройства для переключения потребителя с одного источника питания переменного напряжения на другой при возникновении повреждения в основной системе алектросйабжения. Известные устройства включают раз-: личные схемы анализа напряжения и частоты основного источника, которые при недопустимом падении напряжения или частоты вырабатывают сигнал, поступаюший через блок времени, логические элементы на исполнительный орган. Например, 20 известная переключаюшая система содержит соединенный с источником сннусоидального аталонного напряжения чувствительный датчик, с помошью которого в любой момент времени напряжение основ- .

% ного источника переменного тока сравнивается с аталонным сигналом. Когда напряжение основного источника становится меньше аталонного, вырабатывается сигнал ошибки, прикладываемый к логической схеме, которая дает сигнал на переключение с поврежденного источника питания на резервный (1).

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому изобретению яв- ляется устройство для автоматического переключения нагрузки с одного источника переменного напряжения на другой, состояшее из двух аналогичных блоков анали:за напряжения и частоты источников, каждый иэ которых включает датчик напряжения, подключенный через пороговый элемент к схеме анализа частоты и логический элемен .. причем выход схемы анализа частоты подключен к другому входу логического элемента. Кроме того, схема

3 6630 подсоединенв через триггер к реле времени с исполнительным органом (2).

Однако использование в схеме анализа частоты синхронизируемого автоколебательного блокинг -генератора, вследствие имеющихся в настоящее время технологических. трудностей получения высокоствбильных низкочастотных (200-50 Гц) автоколебательных блокнит -генераторов, приводит к понижению чувствительности 1р схемы анализа частоты, к зависимости ее работы от внешних помех, например температуры. Кроме того, в известном устройстве работа каждого элемента зависит от исправности всех предыдуших элемен- 1$ тов» так как все элементы схемы функционально последовательно связаны. Поэтому в случае выхода из строя одного из элементов или синхронизируемого ввтоколебательного блокинг -генератора, из- 26 вестное устройство всегда выдает ложный сигнал на переключение источников питания. Все это приводит к понижению точности и надежности устройства в работе.

Цель изобретения - повышение надежности и точности устройства в работе пу- тем анализа частоты контролируемого напряжения вблизи прохождения его через нуль.

Поставленная ttenb достигается тем, что в устройстве для автоматического ввода резервного источника переменного напряжения, содержащем анализатор вели- чин контролируемых напряжений, два блока анализа напряжений и частоты источников, каждый из которых состоит из понижающего трансформатора, подключенного через выпрямительно-ограничивающий элемент к анализатору частоты, подсоединенному через логический элемент к счетчику времени и исполнительный блок, анализатор частоты выполнен в вийе ждушего блокинг генератора, с формирователем импульсов»логический элемент вь1пол,неи из ячеек И-НЕ и И, соединенных пос- <> ледовательно между собой, причем анализатор частоты соединен с ячейкой И-НЕ как первого, так и второго блоков анализатора напряжений и частоты источников, входы анализатора величин контролируемых напряжений подключены к понижакьшим трансформаторам обоих блоков анализа напряжения и частоты, а выход -. к входу ячейки И, каждого блока анализа напряжения и частоты.

На чертеже приведена блок-схема ре эервного источника переменного напряжения.

Устройство для автоматического ввода резервного источника переменного напряжения содержит двв аналогичных блока

1 и 2 анализа напряжений и частоты источника, имеющих один анализатор 3 величин контролируемых напряжений, два входа которого подключены к выходу понижающего трансформатора 4 блока 2 и аналогичного понижанхцего трансформатора блока 1, Кроме этого в состав каждого иэ блоков 1 и 2 входят выпрямительно-ограничивающий элемент 5, анализатор частоты 6, состоящий из ждущего блокинт генератора с формирователем импульсов, причем выход анализатора частоты 6 блока 2 и выход аналогичного анализатора частоты блока 1 соединены через логическую ячейку И-НЕ 7 с первым входом логической ячейки И 8, ко второму входу аналогичной логической ячейки И блока 1 присоединен выход анализатора 3. Выход логической ячейки kF 8 подключен к сче чику времени 9, в выходы блоков 1 и 2 через логическую ячейку ИЛИ с элементом "ПАМЯТЬ" 10 соединены с испол1 нительным элементом 11.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении аварийной ситуации, например при одновременном уменьшении напряжения и частоты источника питания переменного тока, к которому. подключен блок 2 АВР, напряжение с понижающего трансформатора 4 одновременно подается на первый вход анализатора 3 величин контролируемых напряжений и на регулируемый выпрямитель-ограничивающий элемент 5. На второй вход анализатора 3 поступает напряжение с аналогичного пони-, жающего трансформатора блока 1 подключенного к резервному источнику. Анализатор 3 работает по встречно-суммирующему принципу алгебрвически суммируя напряжения, поступающие с блоков 1 и 2.

Алгебраическая сумма двух сравниваемых напряжений превышает заданную величину, допустимую для данных источников питания, поэтому анализатор 3 выдает однонаправленный выходной сигнал, идущий на выход логических схем И обоих блоков (на вход логической ячейки И 8 и вход аналогичной логической ячейки И блока

1). Одновременно с анализом напряжения основного и резервного источников по величине ведется их анализ по частоте. .цля этого импульсы, частота повторения которых равна, удвоенной частоте контролируемого напряжения, с выпрямительно

66 3023 ограничиваюшего элемента 5 поступают на анализатор частоты 6, Ждуший блокинггенератор с формирователем, составляюший анализатор частоты 6, выдает импульс заданной длительности и формы в 5 момент спадания заданного фронта импульса, идушего от выпрямительно-ограничиваюшего элемента 5, т.е. вблизи прохождения контролируемого напряжения через нуль. С анализатора частоты 6 импульсы 10 идут на первый вход логической схемы совпадения -HE 7 на второй вход кото рой поступают импульсы с аналогичного анализатора частоты блока 1. Логическая ячейка И-НЕ срабатывает при несовпадении во времени сигналов, поступаюших на ее вход по сигналу, пришедшему вторым.

Сигнал с анализатора частоты блока 1, подсоединенного к резервному источнику, приходит на логическую ячейку И-HE 7 раньше сигнала, приходяшего с анализатора частоты 6 блока 2, подключенного к основному источнику питания, у которого наблюдается аварийное понижение напряжения. Поэтому логическая ячейка

И-HE 7 срабатывает по сигналу, поступаюшему от анализатора частоты 6 блока 2, и на ее выхбде появляется сигнал, подаюшийся на первый вход логической ячейки И 8. Так как одновременно на вто- ЗО рой вход логической ячейки И 8 поступает сигнал с анализатора 3, подтверждаюший аварийную ситуацию на основном источнике питания, то,на выходе логичес- кой ячейки И 8 образуется сигнал,,передаваемый дальше на регулируемую выдержку времени счетчика 9. Счетчик времени исключает срабатывание устройства при кратковременном изменении

40 напряжения, например, нри подключении к сети мошных двигателей, а также дает возможность работы устройств автоматического повторного включения. После отсчета заданной выдержки времени счетчик

9 дает команду на отключение основного источника питания и на включение ABP через логический элемент ИЛИ с "ПА«

МЯТЬЮ 10 на исполнительный элемент

11.

Аналогичным образом работает и блок

1. Логическая ячейка ИЛИ с "ПАМЯТЬЮ

10 выдает выходной импульс в случае, если на его входе появится сигнал со счетчика времени 9 блока 2 или счетчика времени блока 1. Исполнительный элемент 11 производит подключение нагруз ки к резервному источнику питания, при этом качество напряжения на нагрузке восстанавливается, и импульс со счетчи-, ка 9 блока 2 и счетчика блока 1 пропадает, но логический элемент ИЛИ с "ПАМЯТЬЮ" 10 продолжает держать во вклю. ченном состоянии исполнительный элемент 11.

При нормальной работе основного источника питания напряжения с понижаюшего трансформатора 4 блока 2 и аналогичного понигаюшего трансформатора блока 1 поступают на анализатор 3 величин контролируемых напряжений. Алгебраическая сумма двух сравниваемых напряжений

»е превышает величину, допустимую для данных источников питания, поэтому сигнал на выход анализатора 3 отсутствует и не подается на вход логической схемы

И блока 2 и вход аналогичной схемы

И блока 1. Напряжение с понижаюшего трансформатора 4 поступает через выпримительно-ограничивающий элемент 5 на анализатор частоты 6, с ячейки И-НЕ 7, на второй вход которой подается сигнал с анализатора частоты блока 1. На выходе логической ячейки И-НЕ 7 сигнал отсутствует вследствие совпадения во времени импульсов, постудаюших на ее вход.

Таким образом, ни с одного из блоков

1 и 2 сигнала на логическую схему ИЛИ с "ПАМЯТЬЮ" 10 не поступает, и исполнительный элемент 11 находится в отключенном состоянии.

При выходе из строя, например выпрямительно-ограничительного устройства 5, но при исправном состоянии основного источника, подключенного к блоку 2, устройство работает следуюшим образом.

Напряжение с понижаюших трансформаторов обоих блоков 1 и 2 поступает на анализатор 3. Так как наличие напряжения основного источника необходимо, то на выходе анализатора 3 сигнал отсутствует и не подается на вход логической схемы.

И блока 8 и, вход аналогичной схемы

И блока 1. Напряжение с понижаюшего трансформатора 4 блока 2 также подается на регулируемый выпрямительно-ограничиваюший элемент 5 который находится в исправном состоянии и не выдает сигнала на выходе. Поэтому на логическую ячейку совпадения -HE 7 поступает сит нал только со схемы анализа частоты блока 1. По второму сигналу, пришедшему с. блока 1, логическая ячейка совпадения

И-HE 7 вырабатывает сигнал, идуший на первый ахоп логической схемы И 8. На второй вход схемы И 8 импульса не поступает, поэтому на ее выходе сигнал от6630

7 сутствует. Аналогичным образом работает и блок 1. Таким образом, исключается возможность ложного срабатывания прн выходе .из строя того или иного элемента схемы. У

Использование в схеме анализатора час-, тоты,-входяшего в состав каждого иэ двух аналогичных блоков контроля напряжения и частоты источников, ждущего бло- кинтгенератора с формирователем импуль- О сов, работаюшего в ключевом режиме, позволяет анализировать контролируемое напряжение вблизи прохождения его через нуль, уменьшить влияние внешних помех. 1$

Кроме того, подключение анализатора величины контролируемых напряжений параллельно анализатору частоты каждого блока дает воэможность одновременно вести анализ частоты и анализ величины контролируемых напряжений, что исклю- чает ложные срабатывания вследствие выхода из строя одного из элементов устройства, например, ждушего блокинггенератора с формирователем импульсов.

Формула изобретения

Устройство для автоматического ввода резервного источника переменного напряжения, содержашее анализатор величин

23 контролируемых напряжений, два блока анализа напряжений и частоты источников, каждый из которых состоит,из понижаюшего трансформатора, подключенного через выпрямительно-ограничивающий элемент к анализатору частоты, подсоединенному через логический элемент к сче чику времени и исполнительный блок, о т личаюшееся тем, что,сцелью повышения надежности и точности устройства путем анализа частоты контролируемого напряжения вблизи прохождения его через нуль анализатор частоты выполнен в виде ждушего блокинг-генератора с формирователем импульсов, логический элемент выполнен из ячеек И-НЕ и И, соединенных последовательно между собой, причем анализатор частоты соединен с ячейкой -HE как первого, так и второго блоков анализа напряжений и частоты источников, входы анализатора величин контролируемых напряжений подключены к понижаюшим трансформаторам обоих блоков анализа напряжения и частоты, выход - к входу ячейки И каждого блока анализа напряжения и частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3509357 кл. 307-64, 10.05.67.

2. Авторское свидетельство СССР № 470889, кл. Н 02 j 9/06, 1972.

Составитель Г. Дамская

Редактор Q. Зубов Техред О. Андрейко Корректор М. Демчик

Заказ 2713/55, Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4