Устройство для резервного электроснабжения нагрузки

 

СПИ

ИЗОВ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рес у

,738О49 (61 ) Д о полн и тел ьное к а вт. с вид- ву (22) Заявлено 09.11.77 (2! ) 2540628/24-07 (51) М..К1. с присоединением заявки ¹ . (23) Приоритет

Н 02 J 9/06

Государственный комитет

СССР па делай кзобретеннй н открытий

Опубликовано 30.05.80. Бюллетень № 20 (53) УДК621.316. .925 (088.8) Дата опубликования описания 02.06.80 (72) Автор изобретения

Е. М. Пузанов (7() Заявитель. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ РЕЗЕРВНОГО

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к области элект роснабжения отдельных объектов и может найти применение в системах резервирования электроснабжения ответственных по- требителей, не допускающих перерыва в электроснабжении, когда основной и резервный источники выдают напряжение одинаковой частоты и фазы.

Известны устройства для резервного электроснабжения с автоматическим пере»,, ключением, содержащее тиристоры в качестве коммутирующих элементов с имнульсной системой управления 1) .

Схемы управления каждым тиристором данного устройства содержат четыре трансформатора, два транзистора, два источника постоянного напряжения, что снижает надежность работы.

Наиболее бли,зким решением техничео- 2О кой задачи является устройство для включения двух или нескольких источников rteременного тока для обеспечения беспере бойкого питания нагрузки, содержащее сим2

/ метричные относительно нагрузки схемы резервирования, запитанные от различных источников, состоящие из встречно-парал,лельно включенных тиристоров, каждый из которых соединен с эмитером транзистора, на коллекторы которых с формирователя напряжения поступают импульсы, сдвинутые на полпериода, а базы их вклю- чены в цепь обмоток трансформатора тока, каждая из которых содержит диод, в цепь одной из обмоток которого -включены ограничительные диоды Ц

С точки зрения надежности данное устройство относится к резервированным устройствам с нагруженным резервом. В рассматриваемом устройстве не резервированным является трансформатор тока, включенный последовательно нагрузке с вграничител ными диодами в одной из обмоток. Выход из строя этих элементов, например меж:витковое замыкание в любой из обмоток трансформатора или пробой любого ограничительного диода приведет к исчезновению сигналов на базах- транзисторов и, следо3 73804

:вательно, на управляющих электродах тиристоров. Т.е, отказ трансформатора или ограничительного диода приведет к цолному отказу данного устройства и исчезновению напряжения на нагрузке.

Белью настоящего изобретения являе ся повышение надежности, Поставленная пель достигается тем, что устройство для резервного электроснабжения нагрузки, со1 держащее установленные в цепи каждого I0 из источников питания встречйо-параллельно включенные тиристоры, точка соединения которых через измерительный траноформатор тока подкточена K нагрузке, управляющий электрод каждого из тиристо- 15 ров соединен с эмиттером транзистора соответству ащей схемы управления, коллытор транзистора соединен.с формирователем напряжения соответствующего источника питания, а база через диод включена 20 в цепь соответствующей вторичной обмот ки трансформатора тока, в цепь одной из вторичных обмоток которого включены or раничительные диоды, оно снабжено резистором, включенным между коллектором и 25 базой каждого транзистора, а диод включен между вторичной обмоткой трансформатора и базой в запирающем направлении.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства. 30

В устройстве в качестве силовых коммутапяониых элементов исполыуются группы встречно-параллельно соединенных к каждой фазе тиристоров 1, 2 и 3, 4, через

35 которые фидер 5 основного и фидер 6 резервного источников соединяются с нагрузкой 7 через трансформатор тока 8.

Управляющие электроды тиристоров соединены с выходами схем управления 9, 10, 40

11 12, на которые подаются необходимые сигналы с формирователей напряжении 13, 14 и с трансформатора 8.

Схемы управления идентичны и содержат транзистор 15, резистор 16,соеди45 ияющий коллектор и базу транзисгора 15.

Диод 17 включен между обмоткой 18 рансфсуматора 8 и базой транзистора 15. другой вывод обмотки 18 через резистор

19 соединен с эмиттером транзистора 15.

Обмотка 20 трансформатора 8 эашунтиро-1

50 вана встречно-последовательно соединенными стабилитронами 21, 22.

Предлагаемое устройство работает слеЪ дующим образом.

Если; например, напряжение на фидере

5 больше, чем на фидере 6 и в данный момент фидеры 5 и 6 находятся под положительным напряжением, тоуправляющие им9 4 пульсы поступают -на тиристоры 2 и 4 со схем управления 9 и 11 соответственно.

Нагрузка 7 потребляет ток основного источника через тиристор 2. Тиристор 4 заперт, так как напряжение на его катоде больше, чем на аноде.

При отрицательном полупериоде управляющие импульсы поступают на тиристоры

1 и 3. В силу вышеприведенных причин нагрузка 7 потребляет ток основного источника через тиристор 1, а тиристор 3 заперт.

Так как импульсы управления одноврем енно подаются на встречно включенные тиристоры, например 2 и 4, а тиристоры

1 и 3 в этот момент заперты, основной ,и резервный источники разъединены, При пропадании напряжения одного из источников, например, подключенного к фидеру 6, так как пропадает напряжение на формирователе напряжения 13 и на коллекторах транзисторов схем управления 9 и

10, тиристоры 1 и 2 закрываются, а 3 и 4 открываются, так как на их управляющих электродах присутствуют . управляющие импул ьсы.

Для формирования правильной длительности и последовательности импульсов служат схемы управления 9, 10, 11, и 12, получающие необходимые сигналы, с тран форматора 8 и формирователей 13 и 14.

Внешние сигналы, поступающие на схемы управления 9, 11 совпадают по фазе, так-же как и на схемы управления 10, 12.

Формирователи 13, 14 вырабатывают однополупериодные органические импульсы, сдвинутые друг относительно друга на половину периода промышленной частоты.

Так как схемы управления 9, 10, 11, l2 идентичны, рассмотрим работу схемы управления 9 по формированию управляющих импульсов, подаваемых на тиристор 2.

Сигнал, снимаемый с формирователя 13, сфазирован так, что положительные имцульсы на коллекторе транзистора 15 совпадают с положительным нолупериодом напряжения на фидере 5.

Через резистор 16 импульсы напряжения, поступающие с формирователя поступают на базу транзистора 15. Со вторичной обмотки 18 трансформатора 8 через диод 17 на бозу транзистора 15 поступают отрицательные импульсы. От начала положительного полупериода напряжения

f до конца отрицательного полупериода тока нагрузки транзистор 15 заперт. На пряжение, подводимое к базе транзистора ! из о бр ете ния

Фор м ула

Устройство для резервного электроснабжения нагрузки, содержащее установленные в цеци каждого из источников питания встречно-параллельно вк поченные тиристоры, точка соединения "которых через измерительный трансформатор подключена к нагрузке, управляющий электрод каждого из тиристоров соединен с эмиттером транзистора соответствующей схемы управления, коллектор транзистора соединен с +pMHрователем напряжения соответствующего источника питания, а база через диод включена в цепь соответствующей вторичной обмотки измерительного трансформатора,. в цепь одной из вторичных обмоток которого включены ограничительные диоды, отличающееся тем,что,c целью повышения надежности, оно снабжено резистором, включенным между коллектором и базой каждого транзистора, а диод включен между вторичной обмоткой измерительного трансформатора и базой в запирающем направлении.

Источники информ ации, принятые во внимание при экспертизе

2.. Авторское свидетельство СССР

¹ 316154, кл.. Н 02 3 9/06, 1968.

2. Патент ФРГ ¹ 2242458, кл. 21 С 42102; 1974, 5 7380 15 с обмотки 18 трансформатора 8, находится в фазе с током нагрузки 7.

В начале положительного полупериода тока запирающее отрицательное - напряжение снимается с базы транзистора 15, транзистор открывается и на эмиттере появляется положительный импульс, подава емый на управляющий электрод тиристора

2. Этот импульс длится до конца положительного полупериода напряжения. 10

Выходные импульсы схемы управления

9 совпадают по фазе с выходными импульсами схемы управлении 11. Встречно-последовательно соединенные стабилитроны

21, 22, являющиеся нагрузкой обмотки 20 1 трансформаторы 8, служат для ограничения напряжения поступающего на схемы управления 9, 10, 11, 12

Рассмотрим теперь работу предлагаемо- . го устройства при неисправности трансфор-: щ матора 8 - коротком замыкании в одной из обмоток или пробое стабилитронов 21, 22. При этом запирающие импульсы не будут поступать на базы транзисторов схем управления 9, 10, 11, 12. Однако, 25 несмотря на отказ трансформатора, схемы управления будут формировать импульсы управления тиристорами. При поступлении положительного импульса на коллектор транзистора 15 последний откроется ба.- ЗО зовым током через резистор 16. Так как о.Яф,т.е. ток нагрузки 7 отстает от прикладываемого напряжения, тиристор 2 будет открыт, пока ток в нагрузке не умень» шится до нуля и поступят управляющие им- И пульсы на тиристоры 1, 3.

При открытых тиристорах 2 и 3 возникнет условие для прохождения уравни- ... тельного тока от одного источника к дру-. гому. Это приведет к дополнительной на- щ грузке основного источника. По контрольным приборам обслуживающий персонал обнаружит отклонение от нормального режима и примет меры к его устранению в ближайший подходящий момент времени. Как у, видно из принципа работы предлагаемой схе1

49

6 мы, несмотря на отказ трансформатора, напряжение на нагрузке не пропадет.

Наличие новых элементов — резисторов, включенных между коллектором и базой каждого транзистора, - а также включение диода между обмоткой трансформатора и базой в запирающем направлении повышает надежность работы устройства.

Использование устройства позволит повысить надежность электроснабжения ответственных потребителей, например регистрирующих устройств при обработке изделий новой техники, то есть предотвратить потери регистрируемой информации. 738049

Составитель Г. Дамская

Редактор В. Левитов ТехредЖ.Кастелевиц Корректор Т. Скворцова

Заказ 2681/33 Тираж 783 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