Устройство для управления переключателем источников питания нагрузки

1 щ 65062 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик61) Дополнительное к авт, свид-в 51) М. Кл.Н 021 9/О 22) Заявлено 05,07.76 (21) 2381556/24-0 аявкис присоединени Государственный комите 23) Приоритет43) Опубликовано 28.02,79, Вюллстень45) Дата опубликования описания 30.01,7 СС,СР о делам изобретен и открытий(53 2) Авторы изобретен Дикань и В гилевский Г олосов(71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИотносится к электротехнике, управления низковольтными и электрическими аппарата- автоматическими тиристорателями питания, выполняю- переключения питания оттребителей переменного тообретение тройствам онтактным а именно, т переклю и функции венных п правледатчики а тригк форв, дру- напрятчикам ебителя еск ми,ным им тст Известно устройство управления переключателем, содержащее триггер, две фор мирующие цепи, два логических элемента И, два усилителя сигналов управления, трансформатор тока в цепи нагрузки, формирователь уровня тока. Данное устройство предназначено для переключателей, исполь зующих естественную коммутацию тиристоров 11.Недостатком известного устройства является то, что время переключения, определяемое моментом равенства нулю тока в нагрузке, существенно зависит от характера снижения напряжения и самой нагрузки.Так, при скачкообразном снижении напряжения (короткое замыкание на входных зажимах переключателя), ток в индуктивной нагрузке имеет экспоненциальный характер, время переключения при этом может значительно превышать период колебаний напряжений источников, что недопустимо для целого ряда потребителей, 30 Известно также устройство для у ния переключателем, содержащее напряжений источников питания, д гера, выходы которых подключены мирователю управляющих импульс гие входы которого подключены на жение соответствующей сети и к д тока, расположенным в цепи потр 12. Недостатком известного устройства является непригодность для работы в составе переключателя, использующего принудительную коммутацию тиристоров и, кроме того, нарушение работоспособности при обрывах фидера основного источника, или емкостном характере нагрузки, поскольку работоспособность данного устройства построена на принципе формирования сигналов управления тиристорами при переключении в интервале совпадения напряжения источника и тока потребителя в полярности, соответствующей схсмной полярности тиристора. В данном устройстве также не обеспечивается надежная работа в режимах включения, переключения, так как при этом возможно снижение напряжения вновь подключаемого источника под действием пусковых токов, что приведет к ложному переключению на другой источник.жах - первом; режиме переключения с приоритетом на основной источник, в данном случае подключение нагрузки, при превышении напряжений основного и резервного источников уставки на включение Умакс во время первичного включения, осуществляется к основному источнику, а при сниженин напряжения в основном источнике ниже уставки на переключение Умкк осуществляется переключение нагрузки на резервный источник, если уровень напряжения резервного источника превышает устав 55 60Таким образом, известные устройства имеют довольно низкую надежность в работе и узкие функциональные возможности, предназначены только для переключателей с естественной коммутацией тиристоров. 5Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления переключателем 10 источников питания нагрузки, содержащее два триггера с тремя входами установки нуля и двумя входами установки единицы, выход каждого из которых подключен к входу установки нуля другого триггера и к вхо дам формирователя управляющих импульсов, датчик тока нагрузки, подключенный к формирователю управляющих импульсов и к вторым входам установки нуля триггеров, а также датчик напряжения источни ков питания, связанный через блок первичного включения с первыми входами установки единицы триггеров, дополнительно снабжено блоком установки режима, двумя элементами И, двумя блоками задержки и 25 реле блокировки, причем входы одного элемента И подключены к выходам датчика напряжения источников питания, входы другого элемента И подключены к выходам датчика напряжения источников питания че- ЗО рез блок установки режима, к дополнительным входам элементов И подключены выходы триггеров, датчика тока нагрузки и реле блокировки, выход каждого из элементов И соединен с третьим входом установки 35 нуля соответствующего триггера, с входом реле блокировки и, через блок задержки, с вторым входом установки единицы другого триггера, а дополнительные входы реле блокировки подключены к выходам блока 40 первичного включения.На чертеже изображено устройство для управления переключателем источников питания нагрузки.Оно содержит датчик напряжения источ ников питания основного Оск и резервного Урк; триггеры 2, 3 соответственно основного и резервного источников; блок первичного включения 4; элементы И 5, 6; блоки задержки 7, 8; реле блокировки 9; датчик то ка нагрузки 10; блок установки режима 11; формирователь управляющих импульсов 12.Устройство может работать в двух режику на включение. Обратное переключение с резервного источника на основной осуществляется после окончания действия блокировки обратного переключения на время переходных процессов после переключения, формируемого реле 9, когда напряжение основного источника восстановится до уровня СмаксВо втором: режиме равнозначного переключения, первичное включение осуществляется как и в предыдущем режиме, но обратное переключение, после окончания действия импульса переключения, производится только при снижении напряжения резервного источника ниже Умк, если при этом напряжение основного источника выше максРежим работы устройства определяет блок 11, работа остальных блоков устройства одинакова, поэтому работа устройства в целом рассматривается ниже только в режиме переключения с приоритетом.Если в момент первичного включения Уоп и Ур, больше Умакс, то при этом, как только напряжение питания схемы достигнет требуемого уровня, данный уровень контролируется блоком 4, с выхода блока 4 (на вход которого поступают выходные сигналы с реле напряжения блока) на вход установки единицы триггера 3 поступит импульс, в результате чего с выхода триггера 3 сигнал логическая единица поступит в блок 12 для формирования сигналов управления силовой частью (тиристорами) переключателя питания, а также на один из входов установки нуля триггера 2, для исключения ложных включений. Одновременно импульс с выхода блока 4 поступит на вход реле 9, выходной сигнал которого поступает на вход элементов И 5, 6 для блокировки переключения из-за возможного снижения напряжения, вызванного пусковыми токами нагрузки. Если в какой-то момент времени, после окончания действия импульса реле 9, напряжение основного источника снизится НИЖЕ Умин а Урп)7 макс ТО На ВЫХОДЕ ЭЛЕ- мента И 6 появится сигнал (при условии совпадения во времени единичных уровней реле 9), что свидетельствует об окончании действия импульса блокировки, выходных сигналов блока 1, что свидетельствует в данном режиме переключения о снижении НаПРЯжЕНИЯ Уск ( амик а таКжЕ ПРЕВЫ- шении уровня резервного источника Ур,) ) макс кроме этого, сигнала логической единицы с выхода триггера 3, свидетельствующего о том, что в настоящее время нагружен основной источник, и с выхода блока 10, что свидетельствует о допустимой величине тока в нагрузке. Последнее условие весьма существенно для переключателей как с естественной, так и с принудительной коммутацией силовых тиристоров, причем для переключателей с естественной коммутацией, работающих по5 10 принципу выключения тиристоров ранее нагруженного источника с помощью напряжения резервного источника, в зависимости от направления тока в нагрузке в момент переключения, важным является минимально допустимая величина тока в нагрузке, поскольку она определяет работоспособность и погрешности датчиков тока нагрузки 10, а для переключателей с принудительной коммутацией также и максимально допустимая величина тока в нагрузке, поскольку она определяет отключающую способность контура принудительной (емкостной) коммутации тиристора, габариты и вес переключателя,Выходной сигнал элемента И 6 поступит; на вход блока 12, для формирования сигналов управления выключением тиристоров основного источника, на вход установки нуля триггера 3 для сброса и на вход реле 9 для формирования сигнала блокировки обратного переключения, вызванного возможным снижением напряжения Урп под нагрузкой и восстановлением напряжения У,п ДО УроВНЯ Умакс В рЕжИМЕ ХОЛОСТОГО ХОДа Кроме того, сигнал с элемента И 6 поступает на вход блока задержки 8, с выхода которого импульсный сигнал с задержкой во времени относительно входного сигнала, определяемой временем выключения тиристоров основного источника, поступает на вход установки единицы триггера 2, на входах установки нуля которого в настоящее время присутствуют сигналы логический нуль, и устанавливает его в состояние логическая единица.При этом выходной сигнал триггера 2 поступает на вход блока 12 для формирования сигналов управления тиристорами резервного источника и на вход установки нуля триггера 3, для предотвращения ложных включений тиристоров обоих источников, а также на вход элемента И 5 для разрешения формирования импульса обратного переключения после восстановления напряжения Уоп) 7 макс и окончания действия импульса реле 9, если при этом ток нагрузки соответствует допустимому значению. При переключении с резервного источника на основной блоки 5, 7 работают аналогично блокам 6, 8 как при переключении с основного источника на резервный.Гистерезис (Умакс - 7 мин) необходим для включения или переключения на источник с заведомо нормальным напряжением и определяется характером нагрузки и мощностью источника. ДВОЙНОЙ контроль по 7 макс и У,побусловлен тем обстоятельством, что 15 20 25 30 35 40 45 50 55 переключатель питания, в котором используется данное устройство, имеет очень высокое быстродействие переключения триггера 3 (порядка 1 - 2 мс с принудительной коммутацией и 10 мс с естественной, для частоты источника 50 Гц), а реле по Ум, может быть не быстродействующее,Данное устройство является универсальным для любых видов коммутации тиристоров в переключателе и повышает надежность работы переключателя и электроснабжения потребителей. Формула изобретенияУстройство для управления переключателем источников питания нагрузки, содержащее два триггера с тремя входами установки нуля и двумя входами установки единицы, выход каждого из которых подключен к входу установки нуля другого триггера и к входам формирователя управляющих импульсов, датчик тока нагрузки, подключенный к формирователю управляющих импульсов и к вторым входам установки нуля триггеров, а также датчик напряжения источников питания, связанный через блок первичного включения с первыми входами установки единицы триггеров, о т л и ч а ющееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, оно дополнительно снабжено блоком установки режима, двумя элементами И, двумя блоками задержки и реле блокировки, причем входы одного элемента И подключены к выходам датчика напряжения источников питания, входы другого элемента И подключены к выходам датчика напряжения источников питания через блок установки режима, к дополнительным входам элементов И подключены выходы триггеров, датчика тока нагрузки и реле блокировки, выход каждого из элементов И соединен с третьим входом установки нуля соответствующего триггера, с входом реле блокировки, и через блок задержки, с вторым входом установки единицы другого триггера, а дополнительные входы реле блокировки подключены к выходам блока первичного включения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. А. С. Картавых, Г. М. Рогожин, Управление тиристорами выключателей переменного тока при переключении источников, ЭП, сер. Аппараты низкого напряжения, вып. 2 (42), 1975.2. Авторское свидетельство СССР Мо 316154, кл. Н 02 Л 9/06, 1971,65062 Кп, црл. Редактор Ю. Челюканова Заказ 2715(3 Изд. М 160 Тираж 865 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб, д. 4/5