Устройство для автоматического ввода резервного источника переменного напряжения

ОП ИСАН ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ И ВУОРСКОМУ СВНДИИЛЬОВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 663023(51) аяв 2 Т 9/06 присоединен Гювударетвенный нометет СССР пе делам нзебретеннй и етнрытнй(23 ритет Опубликовано 15, 05,79,Бюллетень18 Лата опубликования описания 18, 05 79(72) Авторы изобретения Стальная, Э. Ф. Шевляков и С. А, Банк Алтайский политехнический инстит) Заявитель И ол СТРОРСТВО ДЛЯ А ВТОМАТИЧЕС КОГО В ЕЗЕРВНОГО ИСТОЧНИКА ПЕРЕМЕННОГОНАПРЯЖЕНИЯ(5 тельный датчик, с помошью которого в любой момент времени напряжение основ%ного источника переменного тока сравнивается с аталонным сигналом, Когда напряжение основного источника становится меньше аталонного, вырабатывается сигнал ошибки, прикладываемый к логической схеме, которая даетсигнал на переключение с поврежденного источника питания ца резервный 11. Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому изобретению яв-ляется устройство для автоматического переключения нагрузки с одного источника переменного напряжения на другой, состояшее из двух аналогичных блоков анали:за напряжения и частоты источников, каждый иэ которых включает датчик напряжения, подключенный через пороговый алемент к схеме анализа частоты и логический элемен причем выход схемы анализа частоты подключен к другому входу логического элемента, Кроме того, схема 1Изобретение относится к устройствам для автоматического переключения с основного на резервный источник питания и может быть применено в качестве быстродействуюшего органа для автоматического ввода резерва (АВР) различных потФ . ребителей, не допускаюших перерывов в.апектроснабжении и особенно на подстан пнях с синхронной нагрузкой.Известны различные способы и устройства для переключения потребителя с одного источника питания переменного напряжения на другой при возникновении повреждения в основной системе алектросйабжения. Известные устройства включают различные схемы анализа напряжения и частоты основного источника, которые при недопустимом падении напряжения или частоты вырабатывают сигнал, поступаюший через блок времени, логические апементы на исполнительный орган. Например,20 известная переключаюшая система содержит соединенный с источником сннусоидального аталонного напряжения чувстви3 6630 подсоединенв через триггер к реле времени с исполнительным органом 2.Однако использование в схеме анализа частоты синхронизируемого автоколебательного блокингь генератора, вследствие имеющихся в настоящее время технологических. трудностей получения высокоствбильных низкочастотных (200-50 Гц) автоколебательных блокннт-генераторов, приводит к понижению чувствительности р схемы анализа частоты, к зависимости ее работы от внешних помех, например температуры. Кроме того, в известном устройстве работа каждого элемента зависит от исправности всех предыдуших элемен тов, так как все алементы схемы функционально последовательно связаны. Поатому в случае выхода из строя одного из элементов или синхронизируемого ввтоколебательного блокинг-генератора, из вестное устройство всегда выдает ложный сигнал на переключение источников питания. Все это приводит к понижению точности и надежности устройства в работе,Цель изобретения - повышение надеж- И ности и точности устройства в работе пу- тем анализа частоты контролируемого напряжения вблизи прохождения его через нуль.Поставленная цель достигается тем, ЗО что в устройстве для автоматического ввода резервного источника переменного напряжения, содержащем анализатор вели- чин контролируемых напряжений, два блока анализа напряжений и частоты источников, каждый из которых состоит из понижающего трансформатора, подключенного через выпрямительно-ограничивающий элемент к анализатору частоты, подсоединенному через логический элемент к счетчику времени и исполнительный блок, анализатор частоты выполнен в внбе ждущего блокинг-генератора, с формирователем импульсовлогический элемент выпол,нен из ячеек И-НЕ и И, соединенных пос- фф ледовательно между собой, причем анализатор частоты соединен с ячейкой И-НЕ как первого, так и второго блоков ацадизатора напряжений и частоты источников, входы анализатора величин контролируемых напряжений подключены к понижающим трансформаторам обоих блоков анализа напряжения и частоты, а выход -, к входу ячейки И, каждого блока анализа напряжения и частоты.На чертеже приведена блок-схема ре эервиого источника переменного напряжения. Устройство ддя автоматического ввода резервного источника переменного напряжения содержит двв аналогичных блока 1 и 2 анализа напряжений и частоты источника, имеющих один анализатор 3 величин контролируемых напряжений, двв входа которого подключены к выходу понижающего трансформатора 4 блока 2 и аналогичного поннжв 1 ацего трансформатора блока 1, Кроме этого в состав каждого иэ блоков 1 и 2 входят выпрямительно-ограничивающий элемент 5, анализатор частоты 6, состоящий из ждущего блокинггенератора с формирователем импульсов, причем выход анализатора частоты 6 блока 2 и выход аналогичного анализатора частоты блока 1 соединены через логическую ячейку И-НЕ 7 с первым входом логической ячейки И 8, ко второму входу аналогичной логической ячейки И блока 1 присоединен выход анализатора 3. Выход логической ячейки И 8 подключен к счеь. чику времени 9, в выходы блоков 1 и 2 через логическую ячейку ИЛИ с алементом фПАМЯТЬ" 10 соединены с испол 1нительным элементом 11.Устройство работает следующим образом.При возникновении аварийной ситуации, например прн одновременном уменьшении напряжения и частоты источника питания переменного тока, к которому. подключен блок 2 АВР, напряжение с понижающего трансформатора 4 одновременно подается на первый вход анализатора 3 величин контролируемых напряжений и на регулируемый выпрямитель-ограничивающий элемент 5. На второй вход анализатора 3 поступает напряжение с аналогичного пони-, жающего трансформатора блока 1 подключенного к резервному источнику, Анализатор 3 работает по встречно-суммирующему принципу алгебрвически суммируя напряжения, поступающие с блоков 1 и 2.Алгебраическая сумма двух сравниваемых напряжений превышает заданную величину, допустимую для данных источников питания, поэтому анализатор 3 выдает однонаправленный выходной сигнал, идущий на выход логических схем И обоих блоков (на вход логической ячейки И 8 и вход аналогичной логической ячейки И блока 1). Одновременно с анализом напряжения основного и резервного источников по величине ведется их анализ по частоте, Йля этого импульсы, частота повторения которых равна, удвоенной частоте контролируемого напряжения, с выпрямительноограничиваюшего элемента 5 поступают на анализатор частоты 6, Ждуший блокинггенератор с формирователем, составляюший анализатор частоты 6, выдает импульс заданной длительности и формы в 5 момент спадания заданного фронта импульса, идущего от выпрямительно-ограничивающего элемента 5, т,е. вблизи прохождения контролируемого напряжения через нуль, С анализатора частоты 6 импульсы 1 Оидут на первый вход логической схемы совпадения И-НЕ 7 на второй вход кото рой поступают импульсы с аналогичного анализатора частоты блока 1. Логическая ячейка И-НЕ срабатывает при несовпадении во времени сигналов, поступаюших на ее вход по сигналу, пришедшему вторым. Сигнал с анализатора частоты блока 1, подсоединенного к резервному источнику, приходит на логическую ячейку И-НЕ 7 2 О раньше сигнала, приходящего с анализатора частоты 6 блока 2, подключенного к основному источнику питания, у которого наблюдается аварийное понижение напряжения. Поэтому логическая ячейка И-НЕ 7 срабатывает по сигналу, поступающему от анализатора частоты 6 блока 2, и на ее выхбде появляется сигнал, подаюшийся на первый вход логической ячейки И 8. Так как одновременно на вто-ЗО рой вход логической ячейки И 8 поступает сигнал с анализатора 3, подтверждаюший аварийную ситуацию на основном источнике питания, то ,на выходе логичес- кой ячейки И 8 образуется сигналпередаваемый дальше на регулируемую выдержку времени счетчика 9. Счетчик времени исключает срабатывание устройства при кратковременном изменении4напряжения, например, нри подключении к сети мошных двигателей, а также дает возможность работы устройств автоматического повторного включения. После отсчета заданной выдержки времени счетчик 9 дает команду на отключение основного источника питания и на включение АВР через логический элемент ИЛИ с "ПА МЯТЬЮф 10 на исполнительный элемент11.Аналогичным образом работает и блок 1. Логическая ячейка ИЛИ с "ПАМЯТЬЮ" 10 выдает выходной импульс в случае, если на его входе появится сигнал со счетчика времени 9 блока 2 или счетчика времени блока 1. Исполнительный элемент 11 производит подключение нагруэ-ки к резервному источнику питания, при этом качество напряжения на нагрузке восстанавливается, и импульс со счетчи-,ка 9 блока 2 и счетчика блока 1 пропадает, но логический элемент ИЛИ с "ПАМЯТЬЮ" 10 продолжает держать во включенном состоянии исполнительный элемент 11,При нормальной работе основного источника питания напряжения с понижающего трансформатора 4 блока 2 и аналогичного понигаюшего трансфорМатора блока 1 поступают на анализатор 3 величинконтролируемых напряжений, Алгебраическая сумма двух сравниваемых напряженийне превышает величину, допустимую дляданных источников питания, поэтому сигнал на выход анализатора 3 отсутствуети не подается на вход логической схемыИ блока 2 и вход аналогичной схемыИ блока 1. Напряжение с понижаюшеготрансформатора 4 поступает через выпримительно-ограничивающий элемент 5 наанализатор частоты 6, с ячейки И-НЕ 7,на второй вход которой подается сигналс анализатора частоты блока 1. На выходе логической ячейки И-НЕ 7 сигналотсутствует вследствие совпадения во времени импульсов, постудаюших на ее вход.Таким образом, ни с одного из блоков1 и 2 сигнала на логическую схему ИЛИс "ПАМЯТЬЮф 10 не поступает, и исполнительный элемент 11 находится в отключенном состоянии.При выходе из строя, например выпрямительно-ограничительного устройства 5,но при исправном состоянии основногоисточника, подключенного к блоку 2, устройство работает следуюшим образом.Напряжение с понижающих трансформаторов обоих блоков 1 и 2 поступает на анализатор 3. Так как наличие напряженияосновного источника необходимо, то навыходе анализатора 3 сигнал отсутствуети не подается на вход логической схемыИ блока 8 и, вход аналогичной схемыИ блока 1. Напряжение с понижающеготрансформатора 4 блока 2 также подается на регулируемый выпрямительно-ограничивающий элемент 5 который находитсяв исправном состоянии и не выдает сигнала на выходе. Поэтому на логическуюячейку совпадения И-НЕ 7 поступает ситнал только со схемы анализа частоты блока 1, По второму сигналу, пришедшемус блока 1, логическая ячейка совпаденияИ-НЕ 7 вырабатывает сигнал, идущий напервый вход логической схемы И .8, Навторой вход схемы И 8 импульса не пос-.тупает, поэтому на ее выходе сигнал от23 6630 Составитель Г. ДамскаяРедактор Д. Зубов Техред О. Андрейко Корректор М. Демчи каэ 2713/55, Тираж 856 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушПодписноекомитета СССРоткрытий,кая наб., д, 4/5 илиад ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7сутствует. Аналогичным образом работает и блок 1. Таким образом, исключается возможность ложного срабатывания прн выходе .из строя того или иного элемента схемы. 3Использование в схеме анализатора час-, тоты,-вхопяшего в состав каждого иэ двух аналогичных блоков контроля напряжения и частоты источников, ждущего бло- кинг-генератора с формирователем импуль-О сов, работающего в ключевом режиме, позволяет анализировать контролируемое напряжение вблизи прохождения его через нуль, уменьшить влияние внешних помех. 15Кроме того, подключение анализатора величины контролируемых напряжений параллельно анализатору частоты каждого блока дает воэможность одновременно вести анализ частоты и анализ величины 2 О контролируемых напряжений, что исклю-чает ложные срабатывания вследствие выхода из строя одного изэлементов устройства, например ждущего блокинггенератора с формирователем импульсов,Формула изобретения Устройство для автоматического вво- Зц да резервного источника переменного напряжения, содержашее анализатор величин контролируемых напряжений, два блока анализа напряжений и частоты источников, каждый из которых состоит,из понижающего трансформатора, подключенного через выпрямительно-ограничивающий элемент к анализатору частоты, подсоединенному через логический элемент к счетчику времени и исполнительный блок, о ьличаюшееся тем, что,сцелью повышения надежности и точности устройства путем анализа частоты контролируемого напряжения вблизи прохождения его через нульанализатор частоты выполнен в виде ждущего блокинг-генератора с формирователем импульсов, логический элемент выполнен из ячеек И-НЕ и И, соединенных последовательно между собой, причем анализатор частоты соединен с ячейкой И-НЕ как первого, так и второго блоков анализа напряжений и частоты источников, входы анализатора величин контролируемых напряжений подключены к понижающим трансформаторам обоих блоков анализа напряжения и частоты, выход - к входу ячейки И каждого блока анализа напряжения и частоты.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3509357кл. 307-64, 10,05.67.2. Авторское свидетельство СССР470889, кл. Н 02 У 9/06, 1972.