Устройство для резервного электроснабжения нагрузки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву 9 738049 (22) Заявлено 080679 (21) 2779003/24-07 {51)hh с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Н 02 Х 9/06

Государственный комитет

СССР лФ Я%лам изобретений н откр ыти й

Опубликова о 300881 Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 3QQ881 (53) УДК 621.316..925(088.8) (72) Автор изобретения

Е.М. Пузанов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗЕРВНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

НАГРУЗКИ

Изобретение относится к электроснабжению отдельных объектов и может найти применение в системах резервирования электроснабжения ответствен- 5 ных потребителей., не допускающих перерыва в электроснабжении.

По основному авт. св . Р 738049 известно устройство для резервного электроснабжения нагрузки, имеющее установленные в цепи каждого из источников питания встречно-параллельно включенные тиристоры, точка соединения которых через измерительный трансформатор подключена к нагрузке. управляющии электрод каждого из тиристоров соединен с эмиттероМ транзистора соответствующей схемой управления, а коллектор транзистора соединен с формирователем напряжения соответствующего источника питания. База транзистора через диод, включенный в запирающем направлении, соединена с соответствующей вторичной обмоткой измерительного трансформатора. В цепь одной иэ обмоток измерительного трансформатора включены ограничительные диоды. Между коллектором и базой транзистора каждой схемы управления включен резистор 1) .

Обладая относительной простотой, известное устройство может работать только когда основной и резервный источники выдают напряжение одинаковой; частоты и фазы. Однако, если в качестве резервного источника используют-. ся дизель-генераторы, то они выдают напряжение, не синхронное с напряжением основной сети. В этих случаях известное устройство применять нельзя, так как в момент, когда на фидерах основного и резервного источников напряжение в противофазе, через открытые тиристоры идет ток короткого замыкания, который выводит устройство из строя. В результате этого нагрузка обесточивается. В других случаях, например, при резервном электроснабжении or двух трансформаторных подстанций, напряжения хотя и синхронны, однако, имеют некоторый фазовый сдвиг. Величина и знак его зависят от разброса технических характеристик, так и от характера нагрузок трансформаторов. Так как характер нагрузок все время меняется, то изменяются также величина и знак фазОвогО сдвига. При больших фазовых сдвигах возникает условие для прохождения уравнительного тока между транс860214 м форматорными подстанциями, который дополнительно нагружает коммутирующие тиристоры известного устройства, что также может служить причиной выхода последнего из строя.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, .что в устройство введены два блока .контроля, вход каждого из которых подключен к формирователю напряжения одного из источников питания, а выход соединен со схемой управления другого источника питания соответственно.

Кроме того, блок контроля выполнен в виде выпрямителя, вход которого через первый резистор подключен к входу блока контроля, выход выпрямителя .зашунтирован конденсатором и ограничительным диодом и подключен через второй резистор к выходу блока контроля.

При этом в устройство введено реле, обмотка которого включена на входе одного из блоков контроля, а контакт включен между формировате— лем напряжения и источником питания.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

В устройстве в качестве силовых коммутационных элементов используются группы встречно-параллельно соединенных в каждой фазе тиристоров 1 и

2, 3 и 4, через которые фидер 5 основного и фидер б резервного источников соединяются с нагрузкой 7 через измерительный трансформатор 8.

Управляющие электроды тиристоров соединены с выходами схем 9-12 управления, на которые подаются необходимые сигналы с формирователей 13 и

14 напряжения и трансформатора 8.

Схемы управления 9-12 идентичны и содержат транзистор 15, резистор

16, соединяющий коллектор и базу транзистора 15. Диод 17 включен между одним выводом обмотки 18 трансформатора 8 и базой транзистора 15

Другой вывод обмотки 18 через резистор 19 соединен с эмиттером транзистора 15 ° Обмотка 20 трансформатора

8 зашунтирована встречно-последовательно соединенными,стабилитронами

21 и 22. Кроме того, между формирователем 13 напряжения и схемами 11 и

12 управления включены блоки 23 и

24 контроля. Блоки 23 и 24 контроля содержат выпрямитель 25 в виде диодного моста. Параллельно выходу выпрямителя 25 включены конденсатор 26 и стабилитрой 27, причем отрицательный полюс выпрямителя соединен с анодом стабилнтрона и через резистор 28 с базой транзистора 15 схемы 11 управления. Выпрямитель 25 соединен с формирователем 13 напряжения через резистор 29. Формирователь 13 напря5

tQ

2О

$0

$$

66

45 ження соединен с фидером 5 основного источника питания через контакты 30 реле, обмотка 31 которого включена на входе блока 23 контроля.

Рассмотрим работу тиристоров 2 и

4 и связанных с ними схем 9 и 11 управления и блока 23 контроля.

При наличии напряжения на фидере

5 основного и на фидере б резервного источников, эапитанных от трансформаторных подстанций, на коллекторы транзисторов 15 схем 9 н 11 управления поступают выходные импульсы формирователей 13 и 14 налряжения соответственно. Через резисторы 16 -эти же импульсы поступают на базы транзисторов 15. Выходные сигналы формирователей 13 и 14 напряжения совпадают с положительными полупериодами напряжения на фидерах 5 и б соответственно. Со вторичных обмоток измерительного трансформатора 8 через диоды 17 на базы транзисторов 15 схе

9 и 11 управления подаются однополупериодные отрицательные импульсы,находящиеся в фазе с током нагрузки 7.

С трансформатора формирователя 13 напряжения на вход блока 23 контроля поступает переменное напряжение. После выпрямителя 25, в качестве которого используется диодный мост, пульсирующее напряжение сглаживается конденсатором 26, ограничивается по амплитуде стабилитроном 27 и отрицательной полярностью, через резистор

28 прикладывается к базе транзистора

15 схемы 11 управления, запирая ее.

B результате этого управляющие импульсы формируются только схемой 9 управления, а нагрузка 7 питается от основного источника через фидер 5.

При исчезновении напряжения на фидере 5 отрицательное запирающее напряжение, формируемое блоком 23 контроля, снимается с базы транзистора

15 схемы 11 управления. В ближайший момент времени, когда на коллекторе транзистора 15 схемы 11 управления появляется положительный сигнал формирователя 14 напряжения, а ток в нагрузке 7 принимает положительное или нулевое значение, в результате чего снимается отрицательное напряжение с баэы транзистора 15, послед ний открывается. На эмиттере транзистора 15 схемы 11 управления появляется положительный импульс, который открывает тиристор 4. Нагрузка

7 эапитывается от резервного источника, подключенного к фидеру б.

Работа блока 24 контроля, схем

10 и 12 управления и связанных с ними тиристоров 1 и 3 происходит аналогичным образом.

При повторном появлении напряже- ° ния на фидере 5 основного источника, схемы 9 и 10 управления открываются, а схемы 11 и 12 управления закрываются блоками 23 и 24 контроля соответ860214 ственно. Во время обратного переключения возможен кратковременный бросок уравнительного тока, амплитуда которого зависит от фазового сдвига напряжения одной подстанции относительно другои. Ввиду малой длительности уравнительного тока он не опасен.

Рассмотрим более подробно работу блока контроля 23 и назначение его элементов.

Основным требованием, предъявляемым к этому блоку, является его малая инерционность. С этой целью на выпрямитель 25 с трансформатора формирователя 13 напряжения подается переменное напряжение порядка 50-200 В.

После выпрямления пульсирующее напряжение ограничивается с помощью ста билитрона 27 и резистора 29, в результате чего получаются трапецеидальные импульсы. для сглаживания пульсаций запирающего напряжения достаточно небольшой емкости конденсатора 26, чем и достигается малая инерционность блока 23 контроля. Чем больше переменное напряжение, подаваемое на вход блока 23 контроля, тем больше трапецеидальные импульсы приближаются к прямоугольным, тем меньшей емкости необходим конденсатор 26 и тем меньше будет инерционность блока контроля. Величина напряжения на выходе блоков 23 и 24 контроля выбирается с учетом ограничителя, накладываемого допустимым значением обратного фазового напряжения, выбранного транзистора 15. Определение величины сопротивления резистора 28 производится по известным формулам расчета транзисторных ключей.

При резервном электроснабжении нагрузки от несинхронных источников,например дизель-генераторов, уравнительный ток во время переключения при повторном появлении напряжения на фидере 5 может достичь опасной для описанного устройства величины, если в этот момент напряжения источники будут в противофазе.

Для обеспечения работы с несинхронными источниками в предлагаемом устройстве предусмотрены контакты 30 реле, включенные между фидером 5 и формирователем 13 напряжения. Обмотка 31 реле включена на входе блока

23 контроля. При исчезновении напряжения на фидере 5 нагрузка 7 запитывается как и прежде от фидера 6, а обмотка 31 реле обесточивается, в результате чего размыкаются контакты .

30. Этим разрывается цепь питания формирователя 13 напряжения основного источника. При повторном появлении

i.àïðÿæåíHÿ на фидере 5 нагрузка продолжает питаться от фидера 6, так как относящиеся к фидеру 5 схемы резервирования обесточены.

Наличие новых элементов (двух блоков контроля), каждый иэ которых включен между формирователем напряжения одного из источников питания и соответствующей схемой управления другого источника питания, а также соединение упомянутого формирователя напряжения с источником литания через контакты реле, обмотка которого включена на вход одного из блоков контроля, расширит функциональные возможности устройства. При этом снимается ограничение, накладываемое на работу устройства условием синхронности и синфаэности источников. Это расширит область применения предлагаемого устройства, так как позволит ислользо2О вать его при резервном электроснабже.нии нагрузки от трансформаторных подстанций, а также от дизель-генераторов при питании ответственных потребителей, например, регистрирующих устройств при отработке изделий новой техники, где до последнего времени используются контакторные автоматы включения резерва.

Формула изобретения

1. Устройство для резервного электроснабжения нагрузки по авт.св.

У 738049, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возМожностей устройства,в него введены два блока контроля, вход каждого из которых подключен к формирователю напряжения одного иэ источников питания, а выход соединен со схемой управления другого источника питания соответственно.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,,что блок контроля выполнен в вице выпрямителя, вход которого через первый резистор подключен к входу блока контроля, выход выпрямителя зашунтирован конденсатором и ограничительным диодом и подключен через второй резистор к выходу блока контроля.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введено реле, обмотка которого включена на входе одного из блоков контроля,в контакт включен между формирователем напряжения и источником питания, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 738049, кл. Н 02 Т> 9/06, 1977.

860214

Составитель Г. Дамская

Редактор . В.Матюхина Техред М.Табакович Корректор С. Шекмар

Заказ 7566/32 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Х;-35, Раушская наб., д. 4/5

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