Способ переключения двух фазныхсетей переменного toka

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1ц851640 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.02.79 (21) 2727882/24-07 (51) M Кл з с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Н 027 9/06

Гасударственный кенитет

Опубликовано 30.07.81. Бюллетень №28.

Дата опубликования описания 05.08.81 (53) УДК 621.316..925 (088.8) по делан изобретений и аткрнтий

А. С. Картавых, В. М. Кисляков, А. П. Бо исов" и В. Д. Златомрежев

/ (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ДВУХ m-ФАЗНЫХ

СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к способам управления бесконтактными переключателями двух m-фазнь х сетей переменного тока, выполненными на основе тиристоров, и предназначено для быстродействующего переключения ответственных потребителей переменнбго тока с основной сети на резервную при отклонении напряжения основной сети за установленные пределы.

Бесконтактные переключатели могут использовать по назначению как в составе агрегатов бесиеребойного питания, так и как самостоятельные изделия. При этом источники переменного напряжения, к которым подключаются переключатели, могут быть синхронизированы, так и не синхронизированы между собой.

Известен способ переключения, в котором импульсы управления каждым тиристором переключателя формируются в интервале совпадения напряжения сети и тока потребителя в полярности, соответствующей схемной полярности тиристора, что позволяет исключить возможность открытия согласно включенных тиристоров переключателей (1).

Однако применение этого способа ограничивается сетями с определенным сдвигом

2 фаз (синхронизированными), так как в режиме переключения ток потребителя может . прекратиться ранее, чем происходит совпадение этого тока и напряжения сети в полярности, соответствующей полярности тиристора.

Известен также способ, в котором включение тиристоров переключателя в цепи резервного источника производится только тогда, когда происходит выключение всех тиристоров переключателя основной сети (2) .

Перерыв фазного напряжения потребителя при использовании данного способа может составлять от 60 (для трехфазной трехпроводной сети) до 120 эл. град. (для трехфазной четырехпроводной сети) в нормальных режимах переключения (снижение напряжения основной сети) и еще больше при низких значениях cos y и в режимах обрыва и короткого замыкания основного источника.

Указанный перерыв обусловлен ожиданием момента, когда ток во всех фазах станет равным нулю.

20 Наиболее близок к предлагаемому способ переключения, в котором управляющие импульсы снимают с тиристоров переключателя основной сети и одновременно подают

851640 их на управляющие электроды тиристоров переключателя резервной сети не позднее, чем ток в выходной цепи основного источника спадает до нуля. Способ обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителя при любом сдвиге фаз "напряжений основного и резервного источника (3).

Однако при использовании этого способа для переключения несинхронных источников в процессе коммутации между ними протекают уравнительные токи, величины которых определяются разностью ЭДС источников и сопротивлением контура коммутации. При подключении бесконтактных переключателей к сетям переменного тока с малыми реактансами величина уравнительных токов близка к величине токов короткого замыкания, что затрудняет настройку защитных аппаратов.

Цель изобретения — повышение надежности переключателя путем исключения уравнительных токов между источниками при минимальных перерывах выходного напряжения в процессе переключения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переключения двух m-фазных сетей переменного тока в системе основной источник — резервный источник — потребитель с управляемыми тиристорными выключателями в выходных цепях обоих источников, согласно которому снимают управляющие импульсы с управляющих входов тиристоров выключателя в выходной цепи основного источника и подают управляющие импульсы на управляющие входы тиристоров выключателя в выходной цепи резервного источника, измеряют ток каждой фазы потребителя, напряжение датчика тока в цепи потребителя и фазное напряжение резервного источника, из которых формируют сигнал нормального режима, сигнал достижения нуля тока потребителя данной фазы, сигнал совпадения фазного напряжения резервного источника и тока потребителя данной фазы, сигнал совпадения фазного напряжения резервного источника и тока потребителя этой же фазы в полярности, соответствующей схемной полярности тиристора, и в момент появления сигнала на переключение формируют длительность не менее полупериода выходной частоты, в течение которой образуют зону невключения тиристоров выключателя в цепи резервного источника, формируемую либо от сигнала достижения нуля тока потребителя, либо от сигнала совпадения и определяемую фазовым сдвигом между током потребителя и напряжением датчика тока потребителя и временем восстановления запирающих свойств тиристора в цепи основного источника, по окончании зоны невключения подают управляющие импульсы на управляющие входы выключателя в выходной цепи резервного источника в течение сформированной длительности либо от сигнала достижения нуля тока, либо от сигнала совпадения, а после сформирован1О !

55 ной длительности — от сигнала нормального режима.

Кроме того, сформированная длительность зоны невключения обратно пропорциональна величине тока.

На чертеже представлены блок-схема бесконтактного переключающего устройства, реализующего предлагаемый способ

Устройство состоит из основного источника 1, резервного источника 2, управляемого тиристорного выключателя 3 основного источника, управляемого тиристорного выключателя 4 резервного источника, блока 5 управления выключателями, формирователя

6 импульсов управления в интервале совпадения напряжения резервного источника и тока потребителя, форМирователя 7 импульсов управления при достижении нуля током потребителя данной фазы, формирователя 8 нормального режима, формирователя 9 импульсов управления основного источника, потребителя 10. датчика 11, тока и напряжения потребителя, блока 12 задержки, сумматора 13, управляющих входов 14 выключателя резервного источника, блоков 15, 16 и 17 совпадения формирователя 18 зоны невключения тиристоров.

В исходном состоянии питание потребителя 10 от основного источника 1 осуществляется через тиристорный выключатель 3, на тиристоры которого подаются управляющие импульсы от формирователя 9. С приходом сигнала на переключение в блок 5 управления он выдает команду на формирователь 9 и блок 12 задержки, по которой запрещается прохождение импульсов управления на тиристоры выключателя 3 и запускается блок 12. При совпадении команды с блока 5 управления и первого импульса от любого из формирователей 6 и 7 блок 17 совпадения выдает сигнал на вход фор м и ро в а тел я

18. Задержанная на определенное время формирователем 18 команда с блока

l7 поступает в блок 16 совпадения через который в течение длительности, сформированной блоком 12 задержки, импульсы управления поступают от любого из формирователей 6 и 7 через сумматор 13 на управляющие входы 14 выключателя 4 резервного источника. По окончании длительности, сформированной блоком 12 задержки, блок 16 совпадения запрещает прохождение импульсов от формирователей 6 и 7. В дальнейшем импульсы на управляющие входы 14 поступают от формирователя 8 нормального режима через блок 15 совпадения. Формирователь 8 синхронизируется входным напряжением резервного источника. Длитель ность управляющих импульсов, поступающих на управляющие входы 14 выключателя

4 от формирователя 8, составляет 180 эл. град.

Аналогично можно осуществлять перевод питания потребителя с резервного источника на основной, дополнив схему формирователями импульсов управления в интервале

851640 совпадения напряжения основного источника и тока потребителя и при достижении нуля током потребителя, а также блоками совпадения, сумматорами, блоком задержки и формирователем зоны невключения тиристоров выключателя основного источника.

В реальных схемах датчика тока выходное напряжение датчика опережает по фазе измерительный ток. Поэтому для исключения возможности работы двух источников друг на друга в переключатель введены пофазное формирование импульсов управления, необходимое для синхронизации формирователя зоны невключения тиристоров напряжением датчика тока и задержки на определенное время импульсов управления каждой фазы для компенсации фазового сдвига между выходным напряжением датчика тока и измерительным током.

Пофазное формирование импульсов управления выполняется блоком 17 при наличии импульса управления от любого из формирователей 6 и 7 и пусковой команды от блока 5 управления. Задержка осуществляется формирователем 18 зоны невключения тиристоров.

Сдвиг по фазе между выходным напряжением датчика тока и измеряемым током зависит от величины тока, протекающего через датчик. Поэтому перерыв питания потребителя при переключении несинхронных сетей в широком диапазоне применения величины тока потребителя можно уменьшить если длительность сигнала, формируемого первым импульсом от любого из формирователей 6 и 7, сделать зависимой от величины тока, протекающего через датчик. Зависимость должна быть обратно пропорциональной величине тока.

Использование п редлагаемого технического решения позволяет обеспечить высокую надежность работы бесконтактных переключателей с естественной коммутацией при минимальных для таких типов переключателей перерывах в питании потребителя.

Формула изобретения

1. Способ переключения двух m-фазных сетей переменного тока в системе основной источник — резервный источник— потребитель с управляемыми тиристорными выключателями в выходных цепях обоих источников, согласно которому снимают управляющие импульсы с управляющих входов тиристоров выключателя в выходной цепи основного источника и подают управляющие импульсы на управляющие входы тиристоров выключателя в выходной цепи резервного источника, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности переключателя путем исключения уравнительных токов между источниками, измеряют ток

1О каждой фазы потребителя, напряжение датчика тока и фазное напряжение резервного источника, из которых формируют сигнал нормального режима, сигнал достижения нуля тока потребителя данной фазы, сигнал

15 совпадения фазного напряжения резервного источника и тока потребителя этой же фазы в полярности, соответствующей схемной полярности тиристора и в момент появления сигнала на переключение формируют длительность не менее полупериода выходной

zo частоты, в течение которой образуют зону невключения тиристоров выключателя в цепи резервного источника, формируемую либо от сигнала достижения нуля тока потребителя, либо от сигнала совпадения и определяемую фазовым сдвигом между током и 5 напряжением потребителя и временем восстановления запирающих свойств тиристора в цепи основного источника, по окончании зоны невключения подают управляющие импульсы на управляющие входы выключателя в выходной цепи резервного источника в течение сформированной длительности либо от сигнала достижения нуля тока, либо от сигнала совпадения, а после сформированной длительности — от сигнала нормального режима.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения перерыва выходного напряжения, сформированная длительность зоны невключения обратно пропорциональна величине тока потребителя.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 316154, кл. Н 02 J 9/06, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР № 526985, кл. Н 02 J 9/06, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР № 610243, кл. Н 02 J 9/06, 1973 (прототип).

851640

Составитель В. Казанков

Редактор Л. Пчелинская Техред А. Бойкас Корректор Ю.Макаренко

Заказ 638» 81 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

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