Устройство для автоматического переключения потребителей с основного источника переменного тока на резервный

 

Союз Советсиик

Социалистические

Республик

ИСАНИЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к ввт. саид-ву (22) За я влеио 21, 03. 79 (21) 2 7382 72/24-07 с присоединением заявки hk— (23) Приоритет (53)M. Кл.

Н 02 J 9/06

3Ъоудерстеевай комитет

СССР во делам нзобретений и открытий

Опубликовано 15.08.81. Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 15.08.81 (53) УДК 621.316. .. 925 (088. 8) Ц.В.Петров, В.А.Поляков, Я.Я.Руллис и В.Я.Гавриленко (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (5ч) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ С ОСНОВНОГО ИСТОЧНИКА ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА НА РЕЗЕРВНЬЙ

Изобретение относится к электро.технике и может быть использовано в схемах автоматического ввода резервного электропитания.

Известны устройства для автомати- ческого включения резерва, содержащие силовые контакторы исполнительной части, реле времени, выходной орган, цепь самоблокировки, анализирующую часть, три канала контроля напряжений с трансформатором, выпрямителем, элементом сравнения напряжений и реле в каждом канале (1).

Недостаток этого устройства — сложность, связанная с функциональной из-. быточностью при построении 3-х-каналь-1 ной схемы контроля и сравнения напряжений.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройИ ство для автоматического включения резервного ввода, содержащее выпрямитель, соединенный входом с основньпч источником, измерительный узел, блок сравнения, переключающий орган и блок питания, подключенный входом к pesepвному источнику 12 ).

Недостатком этого устройства является пониженная надежность функционирования при его использовании в сетях с несимметрией напряжений, когда напряжение одной из фаз снижается ниже нормированного значения.

Цель изобретения — повышение надежности функционирования устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для автоматического переключения потребителей с основного источника переменного тока на резервный, содержащем выпрямитель, соединенный входом с основным источником,измерительный узел, блок сравнения,пе" реключающий орган и блок питания, подключенный входом к резервному источнику, измерительный узел выполнен в виде делителя напряжения, формирова. теля импульсов,днодно-транзисторного ключа и накопительного конденсатора, 5 !

55

3 85 блок сравнения выполнен в виде порогового элемента, инвертирующего каскада и расширителя импульсов, переключающий орган выполнен в виде транзисторного ключа, контакторов основной и резервной сетей, реле включения контакторов, реле напряжения узла блокировки, причем делитель напряжения входом подключен к выходу выпрямителя, формирователь импульсов входом соединен с основным источником питания, выходом с управляющим электродом диодно-транзисторного ключа, вход которого соединен с выходом делителя напряжения, а выход— с накопительным конденсатором„обкладки которого подсоединены к входу порогового элемента, выход которого связан с входами инвертирующего расхода и расширителя импульсов, выходы которых соединены со входом транзисторного ключа, выходом подключенного к реле напряжения, связанного с контактором основного источника че— рез реле включения этого контактора, а с контактором резервного источника через узел блокировки и реле включения контактора резервного источника.

На фиг.l представлено устройство, принципиальная схема; на фиг.2 — диаграммы напряжений, поясняющие его работу; на фиг.2а — диаграммы напряжений трехфазной сети переменного. тока; на фиг.2б импульсы на выходе формирователя И импульсов;на фиг.2в

00 — напряжение срабатывания попор рогового элемента !3, U — напряжение на накопительном конденсаторе !

2 (пунктиром это напряжение при уменьшенном напряжении фазы А); на фиг.2г — напряжение на выходе инвертирующ=го каскада 14 на фиг.2д— напряжение на выходе расширителя 15 импульсов; на фиг.2е — напряжение на обмотке реле 6 напряжения.

Устройство содержит силовые контакторы 1 и 2 основного и резервного вводов, блок 3 питания, подключенный входом к фазам А,B,С и И основного и резервного вводов, а выходом соединенный с первыми выводами обмоток основного 1 и резервного 2 контакторов, реле 4 включения контактора основного ввода и реле 5 включения контактора резервного ввода, вторые выводы которых соединены соответственно с выходом реле 4 включения кон 861, 4 тактора основного ввода, выходом реле 5 включения контактора резервного ввода, одним выходом реле 6 напряжения, одним выходом узла 7 блокировки. Узел 7 блокировки также подсоединен к выходам основного и резервного 2 контакторов и другому выходу реле 6 напряжения. К зажимам сети основного ввода подключены входы формирователя 8 совпадаю— щих по времени с моментом прохождения фаэных напряжений через амплитудное значение импульсов и трехфазного однополупериодного,выпрямителя 9, подключенного к делителю 10 напряжения, соединенному выходом со входом диодно-транзисторного ключа 11, К управляющему электроду диодно-транзис! торного ключа 11 подключен выход формирователя 8 импульсов, а выход диодно-транзисторного ключа 11 подсоединен к накопительному конденсатору

12, обкладки которого подсоединены ко входу порогового элемента 13,вы— ход которого одновременно соединен со входом инвертирующего каскада 14 и расширителя 15 импульсов, а их выходы соединены со входом транзисторного ключа !6, выходом подсоединенного ко входу реле 6 напряжения. Формирователь 8 импульсов, пороговый элемент 13, инвертирующий каскад 14, расширитель 15 импульсов, транзисторный ключ 16 и узел 7 блокировки по цели питания подсоединены к блоку

3 питания.

Устройство работает следующим образом.

При включении блока 3 питания, на выходе формирователя 8 импульсов вырабатываются короткие (0,1-0Д2 мкс) импульсы, частотой 15О Гц (при частоте сети 50 Гц), совпадающие по времени с моментами прохождения выпрямленных фазных напряжений через амплитудное значение (фиг.2б). Формирователь 8 импульсов может быть выполнен, например, в виде нуль †органа, вырабатывающего импульсы в момент прохождения синусоидального фазного напряжения через нуль с последующим сдвигом этих импульсов о на 90 . Импульсы управления с выхода формирователя 8 импульсов поступают на управляющий переход диодно-транзисторного ключа 11. Последний в этот момент открывается и соединяет накопительный конденсатор 12

855861 с ки и реле 5 включения контактора резервного ввода.

20 с нижним пленом делителя 1О напряжения, подключенного по цепи питания к трехфазнаму однополупериодному выпрямителю 9. При помощи уравнительного тока через диодно-тран5 зисторный ключ 11 происходит выравнивание напряжений на накопительном конденсаторе 12 и нижнем плече делителя 1О напряжения. Мгновенная вели чина этого напряжения, пропорциональ-.. ная амплитудному значению фазного напряжения "запоминается" конденсаторам !2 да следующего импульса, поступающего с выхода формирователя 8 импульсов. Напряжение с обкладок конденсатора 12 поступает на вход элемента 13 сравнения, выполненного, например, на триггере Шмитта. При этом возможны два режима работы.

Первый режим — основной, когда напряжение в каждой из фаз трехфаз— най сети переменного тока основного ввода находится в нормированных пределах, напряжение U (фиг.2в сплош25 ная линия), поступающее с абкладок конденсатора 12 на вход сравнивающего элемента 13, больше величины порога срабатывания U (ôèã.2â ) и удерживает его вхадйой транзистор

30 в открытом состоянии, а выходной-в закрытом, поэтому связанные с ним входами инвертирующий каскад 14,выполненный, например, на транзисторе, и расширитель 15 импульсов, выполненный, например, на ждущем мультивибра35 торе, находятся соответственно в открытом состоянии в режиме ожидания (выхадной транзистор открыт).Транзисторный ключ 16 соединенный вхаЭ

40 дом с выходами инвертирующего каскада

l4 и расширителя 15 импульсов, также закрыт, поэтому реле 6 напряжения обесточена, реле 4 включения контактора основного ввода, связанное обмот»

45 кой с нормально замкнутым контактом реле 6 напряжения, включено. Включен также силовой кантактор основного ввода, связанный обмоткой с блоком 3 питания через контакт реле 4 основного

50 ввода и узел 7 блокировки. Таким образом, в первом режиме питания к потребителю поступает так с основного ввода через замкнутые контакты кантактара 1 основного ввода. В эта время

55 контакты контактара 2 резервного вво-. да разомкнуты, так как его обмотка связана с нормально разомкнутым контактом реле 6 через узел 7 блокировВторой режим — аварийный, когда напряжение хотя бы одной из фаз снижается ниже заданного значения (или пропадает одна или несколько фаз) .

В этом случае, например при снижении напряжения фазы А (фиг.2а пунктирная линия) ниже заданного значения, соответственно снижается напряжение U на обкладках конденсатора 12 (фиг.2в пунктирная линия в интервале (! -t2) и становится ниже порога срабатывания 0 (фиг.2в);порогового элемента 13. Поэтому в период времени (t4 - t>) пороговый элемент

13 (триггер Шмитта) опрокидывается и транзистор инвертирунлцего каскада ,14 закрывается (фиг.2г), транзисторный ключ 16 открывается и срабатывает реле 6 напряжения. Одновременно сигнал с выхода порогового элемента 13 поступает на вход расширителя

15 импульсов и он восстанавливается.

В момент времени t< (фиг.2в),когда напряжение фазы и соответственно напряжение U на входе порогового элемента 13 становится в нормированных пределах, входной транзистор порогового элемента 13 открывается, выходной транзистор закрывается,транзистор инвертирующега каскада 14 открывается, но транзисторный ключ

16 остается открытым, и реле 6 напряжения продолжает находиться под током (фиг.2е) эа счет сигнала, поступающего с выхода расширителя 15 импульсов (фиг.2д), который в тече-. ние времени t -t З опрокидывается.

Если в момент времени t пришло подтверждение на входе порогового элемента 13 о пониженном напряжении в одной из фаз (фиг.2в пунктирная линия с момента t ),то процессы в схеме повторяются в такай же последовательности как это описано вышее, начиная с момента t при этом реле

6 напряжения остается под током.Сработав в момент времени, реле 6 напряжения размыкает нормальна замкнутый контакт, соединенный с реле

4 включения основного ввода и замыкает нормально разомкнутый контакт, связанный с реле 5 включения резервного ввода через узел 7 блокировки. Узел

7 блокировки выполнен с применением времязадающего блока и блока кратковременного отключения резервного ввода

5861 8 муисточнику, о тличающе е с я ,тем, что, с целью повышения надежнос-. ти функционирования, измерительный узел выполнен в виде делителя напряжения, формирователя импульсов, диодно-транзисторного ключа и накопительного конденсатора, блок сравнения выполнен в виде порогового элемента, инвертирующего каскада и расширителя импульсов, переключающий орган выполнен в виде транзисторного ключа, контакторов основной и резервной сетей, реле включения контакторов, реле напряжения и узла блокировки, причем делитель напряжения подключен к выходу выпрямителя, вход формирователя им-; пульсов соединен с основным источником питания, выход - с управляющим электродомдиодно-транзисторного ключа, вход которого соединен с одним иэ плеч делителя напряжения,а выход — с накопительным конденсатором, обкладки которого подсоединены ко входу порогового элемента, выход которого д соединен со входами инвертирующего каскада и расширителя, импульсов,выходы которых соединены со входом транзисторного ключа, выход которого подключен к реле напряжения,свяyg эанного с контактором основной сети через реле включения этого контактора, а с контактором резервной сети через узел блокировки и реле включения контактора резервного источника а

Устройство для автоматического пе,реключения потребителей с основного источника переменного тока на резервный, содержащее выпрямитель, вход которого соединен с основным источником, измерительный узел, блок сравнения, переключакзцнй орган и блок литания, 4о вход которого подключен к резервно7 85 и его назначение исключить одновременное включение силовых контакторов основного 1.и резервного 2 вводов при переключении потребителей с основного ввода на резервный и обратно.

Таким образом, при срабатывании реле 6 напряжения обесточивается реле

4 включения основного ввода и контактор 1 основного ввода отключает потребитель от основного ввода и через время, определяемое узлом 7 блокировки, срабатывает реле 5 включения резервного ввода и контактор 2 резервного ввода, подключая потребитель к резервному вводу.

При восстановлении сети переменно;го тока основного ввода в нормированных пределах схема работает в соот.ветствии с процессом, описанными в первом режиме, в результате чего реле 6 напряжения отпускает, силовые контакторы резервного и основного ввода переключаются и потребитель подключается к основному вводу.

Предложенное техническое решение

:позволяет повысить надежность устройства, так как контроль напряжения производится при помощи одних и тех же функциональных узлов. формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 284117, кл. Н 02 1 9/Об, 11, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

У 420049, кл. Н 02 J 9/Об, 07.1972.

855861

Составитель В. Нехаев

Редактор Т, Парфенова Техред И.Коштура Корректор Г.Назарова

Заказ 695?/?9 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дслаи изобретений и открытий

llЗ0З5, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фнхп ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, А