Безынерционный переключатель питания

. СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) ОИ 02,Т 9 06 ГОСУДАРСТВЕН ПО ДЕЛАМ ИЗ Й КОМИТЕТ СССР РЕТЕХИЙ И ОТКРЫТИЙ. Диканьедователь ий и технаучно-иссл онструкторск ститут низко ия "ВНИИэлект ольтного а(54) (57) БЕЗЫНЕРЦИОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ПИТАНИЯ, содержащий основной ирезервный источники питания, подключенные к диагонали моста из тиристоров с разнополярными выводами, а кдиагонали моста с однополярными выводами подключен реактор, о.т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности электроснабжения, в него введены два последовательно согласно соединенных диода,включенных параллельно реактору,выполненному из двух равных частей,причем точка соединения диодов подключена к точке соединения частейреактора и служит выводом для подключения нагрузки.40 50 Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическим переключателям питания (АПП)переменного тока, осуществляющим переключение ответственных электро- приемников, не допускающих длительный перерыв питания, с основного источника (ОИ) на резервный источник (РИ).Известны контактные АПП,в которых функции коммутирования источников осуществляют традиционные электромеханические контакторы 1.Недостатком таких устройств,ограничивающим их область применения, является низкое быстродействие.Время переключения составляет 100- 500 мс, в то же время допустимая длительность перерыва питания таких электроприемников, как электронные вычислительные машины, составляет не более 1-10 мс.Известны также бесконтактные (тиристорные) АПП, в которых функции коммутирования истечников осуществляют бесконтактные ключи, представляющие собой встречно-параллельно включенные тиристоры с естественной коммутацией (выключение тиристоров в момент равенства нулю тока нагрузки при снятом с тиристоров управления) 2.Недостатком таких АПП также является недостаточное быстродействие, что объясняется конечным временемвыключения тиристоров.Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению являетсятиристорный (или симисторный) АПП,использующий естественную коммутацию тиристоров (симисторов), в канал основного источника которого сцелью повышения быстродействия припереключении источников введеныдиодно-реакторный токоограничивающий блок и цепочка из последовательно соединенных симистора и резистора,служащая для уменьшения временипереключения АПП с резервного наосновной источник 31.Недостатком известного устройства является его относительная низкая надежность, и как следствие, относительно низкая надежностьэлектроснабжения ответственных электроприемников переменного тока. Это объясняется сложным алгоритмом управления АПП при переключении с 5 1 О 15 20 25 30 35 РИ на ОИ, отсутствием токоограничения в сети при питании нагрузки отРИ и коротком .замыкании в нагрузке, увеличенным количеством коммутирующих элементов в схеме силовойчасти АПП.Цель изобретения - повышение надежности электроснабжения ответственных электроприемников.Поставленная цель достигаетсятем, что в безынерционный переключа"тель питания, содержащий основнойи резервный источники питания,подключенные к диагонали моста из тиристоров с разнополярными выводами,а к диагонали моста с однополярными выводами подключен реактор,введены два последовательно согласносоединенных диода, включенных параллельно реактору, выполненномуиз двух равных частей, причем точкасоединения диодов подключена к точке соединения частей реактора ислужит выводом для подключениянагрузки,На чертеже представлена схемаполюса безынерционного переключателя питания.Силовые клеммы основного источника (ОИ), резервного источника(РИ) и нагрузки (Н) соединены междусобой через тиристоры 1-4 и диоды5 и б. Параллельно диодам включеныреакторы 7 и 8,Принцип работы АПП характеризуетрежимы: подключение электроприем-.ников (нагрузки) к ОИ, переключение электроприемников с ОИ на РИпри снижении напряжения в ОИ,переключение электроприемников с РИ наОИ при восстановлении напряжения вОИ, отключение источников при коротком замыкании в нагрузке.1Первоначальное подключениеэлектроприемников к ОИ осуществляется путем подачи управления на тиристоры 1 и 2, при этом в переходномрежиме ток в цепи нагрузки ограничивается реакторами 7 и 8.Последнее,например, весьма важно для обеспечения безударного пуска таких электроприемников, как электродвигатели.В установившемся режиме ограничения тока в цепи нагрузки реакторами 7 и 8 не происходит, посколькучерез реакторы (зашунтированныедиодами 5 и 6, исключающими изменение полярности электродвижущей силы1121743 3самоиндукции реакторов) пропускает практически постоянный ток, равный по величине амплитуде тока нагрузки при отсутствии в схеме элементов 1,2,5,6,7 и 8 и наличии перемычки между клеммами ОИ и Н. Длительность переходного процесса при первоначальном подключении составляет десятки периодов колебаний напряжений источников, что достигается 1 О благодаря использованию в схеме реак торов, у которых постоянная времени катушки индуктивности значительно превышает период колебаний напряжений источников. 15При переключении электроприемников с ОИ на РИ в схеме одновременно снимается управление с тиристоров 1 и 2 и подается управление на. тиристоры 3 и 4. В этом случае происхо дит мгновенная передача нагрузки резервному источнику и ограничение реакторами 7 и 8 амплитуды уравнительного (межсетевого) тока источ-. ников. Амплитуда импульса уравни тельного тока определяется величиной индуктивности реактора, и кратность ее амплитуде номинального тока АПП может быть весьма. малой (1,5-3). При переходе уравнительного тока 30 через нулевое значениетиристоры 1 и 2 выключаются. В установившем- ся режиме при питании нагрузки от РИ ограничения тока нагрузки реакторами 7, 8 также не происходит.При этом в цепи реакторов 7 и 8 протекает практически постоянный ток,равный по величине амплитуде тока нагрузки при отсутствии в схеме элементов 3,4,5,6,7 и 8 и наличии 40 перемычки между клеммами РИ и Н. Длительность проходного процесса в . схеме при переключении источников резко уменьшается по сравнению с пе. реходным процессом первоначального 45 включения, поскольку к моменту переключения источников в реакторах 7 и 8 уже запасена электромагнитная энергия.Первоначальное включение РИ и пе реключение с РИ на ОИ при восстановлении напряжения в ОИ осуществляется аналогично описанному, так как схемы канапов ОИ и РИ переключателя идентичны. 55Работа схемы при отключении тока короткого замыкания состоит в следующем,При возникновении короткого замыкания в нагрузке с, тиристоров канала ранее нагруженного источника, например с тиристоров 1,2 при ранее нагруженном ОИ, снимается управление.,В данном случае .переходной процесс состоит из двух коммутационных интервалов. На первом коммутационном интервале, когда ток короткого замыкания, протекающий в цепи ОИ, не превьппает еще по величине постоянный танк, протекающий в цепи реакторов, элементы 1,2,5 и 6 находятся в проводящем состоянии, и ограничения тока реакторами не происходит. На втором коммутационном интервале, который наступает в момент достижения нарастающим током короткого замыкания величины постоянного тока в цепи реакторов, проводящеесостояние вентилей, полярностьсхемного включения которых не совпадает с полярностью тока короткого замыкания, нарушается, и вцепь короткого замыкания вводится реактор, ограничивающий амплитуду импульса тока короткого замыкания. Кратность амплитуды импульса тока короткого замыкания амплитуде номинального тока АПП в данномслучае также не превышает 1,5-3,Выключение тиристоров происходит в момент равенства нулю импульса токакороткого замыкания,Предлагаемый АПП может обеспечивать в системах гарантированногопитания,не только переключение электроприемников на источник, находящийся в "холодном" резерве, но и параллельную работу двух источниковпеременного тока с идентичными параметрами на общую нагрузку. В последнем случае работа схемы силовой части АПП состоит в следующем. В установившемся режиме одновременно подается управление на все тиристоры 1-4.При этом питание нагрузки осуществляется от обоих источников, а в цепиреакторов 7 и 8 протекает постоянныйток, равный по величине амплитуде тока нагрузки, возникающего при отсутствии в схеме АПП элементов 1-8 иналичии перемычек между клеммами ОИ,Н и РИ. В случае аварии одного изисточников, например ОИ, в АПП снимается управление только с тиристоровканала аварийного источника 1 и 2.Ф1121743 Составитель К. ХоецианТехред Т.Маточка Корректор М, Розман Редактор Л. Веселовская Тираж 613 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 7992/41 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 благодаря этому нагрузка продолжает получать питание, но уже только от РИ, а уравнительный ток источников на интервале выключения тиристоров 1 и 2 ограничивается с помощью реакторов 7 и 8. В этом случае кратность амплитуды импульса уравнительного тока амплитуде номинального тока АПП также не превышает 1,5-3.Таким образом, предлагаемый переключатель имеет расширенную область применения, обеспечивает высокое качество переходных процессов в сети при переключениях источников и эффективное токоограничение при отклю.чениях токов короткого замыкания,имеет довольно простой алгоритм управления и уменьшенное количествокоммутационных элементов, обеспечивает переключение источников безперерыва питания нагрузок. Все этообусловливает повышение надежности 1 Оэлектроснабжения ответственныхэлектроприемников при использованииданной схемы АПП в системах гарантированного питания.