Устройство для коммутации в энергосистемах переменного тока

 

О П И С А Н И Е 864364

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистическик республик

{61) Дополнительное н авт. свид-ву (22) Заявлено 16,07.79 (21) 2798950/24-07 (51 ) M. Кд.

Н 01 Н 9/56 с присоединением заявки РЙ

ЗЪвударстееииый квинтет

СССР (23 } Приоритет ио делам изобретений в втирытик

Опубликовано 15.09.81. Бюллетень №34

Дата опубликования описания 17,09.81 (53) УДК 621 3 .014.2 (088,8) С. В, Смирнов, С. В. Резников, В. А, Алешечкин (72) Авторы (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОММУТАБИИ В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для коммутации различных потребителей в энергосистемах переменного тока.

Известно устройство коммутации, содержащее параллельно соединенные контак- з ты электромеханического коммутатора и полупроводниковый коммутатор 1.1 .

Недостатком указанного устройства является относительно высокое внутреннее сопротивление полупроводникового коммутатора, что приводит к потерям и снижению КПД всего устройства.

Наиболее близким по тем ической сущности к предлагаемому изобретению является устройство коммутации перемен- ного тока, содержащее командный элемент, включенный между источником напряжения управления и обмоткой электромеханического коммутатора, датчик напряжения сети переменного тока, логический элемент И, а также последовательно соеди ненные с нагрузкой и включенные в параллельные цепи замыкающие контакты электромеханического коммутатора и полупроводниковый коммутатор, к управляющему электроду которого подключены последовательно соединенные выпрямитель и дифференцирующая цепочка 12 1 .

Это устройство обеспечивает безыскровую и безынерционную коммутацию нагрузки.

Но при коммутации нагрузок, мощность которых соизмерима с мощностью источника электроэнергии, в сети возникают колебания амплитуды напряжения.

Бель изобретения - уменьшение колебаний напряжения сети при коммутац и нагрузки, мощность которой соизмерима с мощностью источника напряжения управления.

Ue достигается тем, что в устройство введены датчик тока, формирователь пилообразного напря жения, генератор пилообразного напряжения с входным и выходным ключами, логические элементы

НЕ и ИЛИ, ключ пепи обмотки, цепь задержки и компаратс..ра, датчик тока включен в цепь замыкающих контактов электро15

3 8643 механического коммутатора, выход комму татора подключен к дифференцирующей цепочке, один из его входов через формиро ватель пилообразного напряжения подключей к выходу датчика напряжения, а другой

его вход через последовательно соединенные выходной ключ, генератор пилообразного напряжения и входной ключ— к источнику напряжения управления, к которому через ключ цепи обмотки подсоединена обмотка электромеханического коммутатора, причем управляющий вход выходного ключа подключен к выходу логического элемента И, управляющий вход входного ключа - к выходу логического элемента ИЛИ, один из управляющих входов ключа цепи обмотки подключен к цепи задержки, другой - к выходу логического элемента НЕ, одни из входов указанных логических элементов подклю

20 чены к выходу командного элемента, а другие входы,.логических элементов И и

ИЛИ вЂ” к выходу датчика тока. .На фиг. 1 изображена блок-схема . устройства коимутации; на. фиг. 2 — ди»

25 аграмма, поясняющая его работу.

Устройство содержит включенные последовательно с нагру кой 1 и параллельно соединенные между собой замыкающий контакт 2 электромеханического коммутатора и полупроводниковый коммутатор

3 (например, симистор}, датчик тока 4, включенный в цепь замыкающего контакта

2 электромеханического коммутатора, компаратора 5, выход которого подключен через последовательно соединенные диф- З5 ференцирующую цепочку 6 и выпрямитель

7 к управляющему электроду полупроводникового коммутатора, один из входов . через формирователь 8 пилообразного напряжения — к выходу датчика 9 напря- 40 жения, а другой через последовательно соединенные входной ключ 10, генератор

11 пилообразного напряжения и выходной ключ 12 — к источнику 13 напряжения управления, к которому через ключ 14 45 цепи обмотки подсоединена обмотка 15 электромеханического коммутатора, причем к цепям управления входного ключа 10 подсоединен выход логического элемента

И 16, к цепи управления выходного клю- 50 ча 12 - выход логического элемента ИЛИ

17, к цепям управления электронного ключа цепи обмотки — параллельно соединенные логический элемент HE 18 и цепь, l9 задержки. Входы указанных логических 55 элементов соединены с выходом командного элемента 20, вход которого подклю- чен к источнику напряжения управления, 64- 4 а другие входы элементов И и ИЛИ со единены с выходом датчика тока.

B качестве командного элемента могут быть использованы ключ, кнопкa, ре лейный датчик и т.д.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии система обесточена, к устройству приложена переменное напряжение, сигнал на выходе командного элемента 20 и датчика 4 тока отсутствует, входной ключ 10 замкнут, а выходной ключ 12 и ключ 14 цепи обмотки разомкнуты. Уровень напряжения генератора 11 ниже уровня формирователя 8.

При необходимости включения нагрузки

1 на выходе командного элемента 20 появляется постоянный сигнал, который поступает на входы элемента И 16, ИЛИ 17, HE 18 и в цепи 19 задержки.

Затем включается выходной ключ 12 и готовится цепь выключения входного ключа 10. После замыкания выходного электронного ключа 12 генератор 11 пилообразного напряжения начинает вырабатывать медленн нарастающее пилообразное напряжение, которое через входной ключ 10 поступает на один из входов компаратора 5, На другой вход компаратора поступает пилообразное напряжение с формирователя 8 пилообразного напряже . ния. Синхронизация развертки напряжения формирователя 8 с напряжением питающей сети осуществляется с помощью датчика

9 напряжения, фиксирующего момент прохождения через нулевое значение напряжения сети. Компаратор 5 сравнивает два сигнала и в момент их равенства формирует на выходе импульс напряжения, длительность которого определяется отношением амплитуд напряжений указанных входных сигналов. Дифференцируюшая цепочка 6 формирует импульсы, соответствующие переднему и заднему фронтам выходного прямоугольного напряжения компаратора 5, а выпрямитель 7 пропускает импульсы, соответствующие переднему фронту выходного напряжения, которые поступают на управляющий электрод полупроводникового коммутатора 3. B резульгаге происходит плавное изменение угла его открытия .от Я до О, а следовательно такое же изменение действующего напряжения на нагрузке or нуля до номинального. Через некоторое время, определяемое цепью 19 задержки, после полного открытия полупроводникового коммутатора 3, замыкается ключ 14 цепи об5 96 мотки и подается напряжение на обмотку

15 электромехаиического коммутатора, в результате чего замыкается замыкающий контакт 2 и в его цепи появляется ток, фиксируемый датчиком тока 4. Сигнал с датчика тока поступает на элементы И 16 и ИЛИ 17, вследствие чего входной ключ 10 ра:-мыкается и подтверждается замкнутое состояние выходного ключа 12. В результате с полупроводникового коммутатора 3 снимается управляющий сигнал. При отключении постоянный сигнал с выхода командного элемента 2О снимается, через элемент

HE 18 подается сигнал на размыкание ключа 14 цепи обмотки и через элемент

И 16 подается сигнал на замыкание вход ного ключа 10, при этом на управляющий электрод полупроводйикового коммутатора

3 поступают управляющие импульсы и открывают последний. После размыкания замыкающего контакта 2 электромеханического коммутатора датчик тока 4 снимает сигнал с элеменгов И 16 и ИЛИ 17, в результате размыкается выходной ключ

12 и генератор 11 пилообразного напряжения вырабатывает спадающее напряже ние, которое через замкнутый ключ 10 поступает на компаратор 5, где оно сравнивается с напряжением формирователя 8 пилообразного напряжения. 8 результате угол открытия полупроводникового ком« мутатора 3 изменяется от нуля до Я а следовательно, изменяется действующее значение напряжения нагрузки от номинального до нуля.

На фиг. 2 изображена диаграмма напряжений при включении (а) и отключении (б) нагрузки. На диаграмме показано напряжение сети переменного тока

Ос, напряжение формирователя пилообразного напряжения Uyp и генератора пилообразного напряжения Огпу, выходное напряжение компаратора U> управляющее напряжение полупроводникового коммутатора U>, напряжение нагрузки (при активном характере нагрузки) 0Н

Таким образом, устройство коммутации переменного тока позволяет при включении плавно изменять напряжение на нагрузке

or нуля до номинального и при выключе;нии - or номинального до нуля, что позволяет уменьшить "провалы напряжения при набросе нагрузки и "всплески напряжения сети при сбросе нагрузки. При этом масса и габариты полупроводникового коммутатора относительно малы, так как он включается на время, определяемое цепью задержки и генератором пилообразного

4364 6. напряжения, что тюзволяет обойтись без мощного радиатора.

Кроме того, также, как и в изызстном,,в ус ройстве отсутствует электри« ческий износ (дугообразование, искрение) контактов, что позволяет повысить срок службы устройства.

Формула изобретения

1о Устройство для коммутации в энергосистемах переменного тока, содержащее командный элемент, включенный между источником напряжения управления и обмоткой элытромеханического коммутатора, датчик напряжения сети переменного тока, логический элемент И, а также последовательно соединенные с нагрузкой и включенные в параллельные цепи замыкающие контакты электромеханического коммутатора и полупроводниковый коммугагор, к управляющему электроду которого подключены последовательно соединенные выпрямитель и ды ференцирующая цепочка, о т л и ч а ю щ е е с я тем, д что, с целью уменыцения колебаний на пряжения сети при коммутации нагрузки, мощность которой соизмерима с мощностью источника напряжения управления, в устройство введены датчик тока, формирователь пилообразного напряжения, генератор пилообразного напряжения с входным и выходным ключами, логические элементы HE и ИЛИ, ключ цепи обмотки, цепь задержки и компаратор, датчик тока включен в цепь замыкающих контактов

35 электромеханического коммутатора, выход компаратора подключен к дифференцирующей цепочке, один из его входов через формирователь пилообразного напряжения подключен к выходу датчика напряжения, 40 а другой его вход через последовательно соединенные выходной ключ, генератор пилообразного напряжении и входной ключ к источнику напряжении управления, к

4 кОторому через ключ цепи ОбмОтки подключ.ла обмотка электр омеханического коммутатора, причем управляющий вход выходного ключа подключен к выходу логического элемента И, управляющий о вход входно1 о ключа - к выходу логического элемента ИПИ, один из управляющих входов ключа цепи обмотки подключен

В цепи задержки, другой - к выходу логи ческого элемента НЕ, один из входов указанных логических элементов подключены к выходу командного элемента, а другие входы логических элементов И и И.ЧИ к выходу датчика тока .

ИстОчники информации, принятые во внимание при экспертизе

3., Бруфман С. С. и др. Тиристор ые переключатели переменного то864364 8 ка М "Энергия" 1969 с 50 рнс. 43.

2. авторское свидетельство по заявке

% 2607409/24-07, Н 0l Н 9/30, l978, 1

102.1

864364 фон rt18

Ug

U)

Ъ

Оф„ угрн

Составитель E. Сафо ова

Редактор М. Бандура Техред A,Бабец оратор Г. Р.

Заказ 7807/76 Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113ОЗ5, Москва, 5, Раушскаа наб. д. 4/6

Фющал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнаи д. 4

Устройство для коммутации в энергосистемах переменного тока Устройство для коммутации в энергосистемах переменного тока Устройство для коммутации в энергосистемах переменного тока Устройство для коммутации в энергосистемах переменного тока Устройство для коммутации в энергосистемах переменного тока 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронному коммутатору

Изобретение относится к способу и устройству для определения момента коммутации электрического коммутационного аппарата с размыкающим промежутком, который расположен между нагруженным питающим напряжением первым участком линии и вторым участком линии, образующим после процесса выключения коммутационного аппарата колебательный контур

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в моделирующих установках для исследования переходных процессов

Изобретение касается способа для определения момента времени переключения электрического переключающего прибора с промежутком (1) прерывателя, расположенного между первым участком (2) линии, нагруженным возбуждающим напряжением (4), и вторым участком (3) линии, образующим колебательный контур после процесса выключения переключающего прибора. Для этого определяют временную характеристику напряжения, устанавливающегося на промежутке (1) в течение интервала (t1) времени выборки. Из временной характеристики определяют резонансную частоту колебательного контура и из нее определяют временное окно (Δt). Момент времени переключения устанавливают посредством определения перехода через нуль огибающей в будущей характеристике, вычисленной на основе временной характеристики, спустя интервал (t2) времени после процесса выключения, во временном окне (Δt). В альтернативном варианте способа момент времени переключения устанавливают посредством определения взвешенного перехода через нуль во временном окне (Δt) спустя интервал (t2) времени после процесса выключения. Технический результат - определение оптимального момента времени переключения для минимизации переходных перенапряжений. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх