Устройство для резервного электроснабжения нагрузки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТ 1 ЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Дополнительное к авт. св 2) Заявлено 080679 (21) 2779003/24-0 м заявки й присоединени 3) Приоритет Х 9/06 веннцй комитетСССРм изобретенийоткрытий оеупа ллетень М о 300881. Бкования опис ублик(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗЕРВНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИ НАГРУЗКИИзобретение от набжению отдельн айти применение ования электросн ых потребителей ерыва в электрос носится к электро ых объектов и мож в системах резерв абжения ответстве не допускающих п набжении. 1 О и 2 а й По основному авт. св . Р 738049 известно устройство для резервного электроснабжения нагрузки, имеющее установленные в цепи каждого из источников питания встречно-параллель но включенные тиристоры, точка соед нения которых через измерительный трансформатор подключена к нагрузке управляющии электрод каждого иэ тиристоров соединен с эмиттероМ транзистора соответствующей схемой упра ления, а коллектор транзистора соед нен с формирователем напряжения соответствующего источника питания. Баз транзистора через диод, включенный в запирающем направлении, соединена соответствующей вторичной обмоткой измерительного трансформатора. В цепь одной иэ обмоток иэмерительног трансформатора включены ограничител ные диоды. Между коллектором и баэо транзистора каждой схемы управления включен резистор 11,Обладая относительной простотой, известное устройство может работать только когда основной и резервный ис точники 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 источнико напряжение в противофазе, через открытые тиристоры идет ток короткого замыкания, который выводит устройство иэ строя. В результате этого нагрузка обесточивается. В других случаях, например, при резервном электроснабжении от 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 фазОво" гО сдвига. При больших фазовых сдвигах возникает условие для прохождения уравнительного тока между транс"форматорными подстанциями, которыйдополнительно нагружает коммутирующие тиристоры известного устройства,что также может служить причиной выхода последнего из строя,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства,Поставленная цель достигается тем,,что в устройство нведены два блокаконтроля, вход каждого из которыхподключен к формирователю напряженияодного из источников питания, а выход соединен со схемой управлениядругого источника питания соответственно.Кроме того, блок контроля выполнен в виде выпрямителя, вход которого через первый резистор подключенк входу блока контроля, выход выпрямителя .зашунтиронан конденсатором иограничительным диодом и подключенчерез второй резистор к ныходу блокаконтроля.При этом в устройство введенореле, обмотка которого включена навходе одного из блоков контроля, аконтакт включен между формировате -лем напряжения и источником питания.На чертеже приведена принципиальная схема устройства,В устройстве в качестве силовыхкоммутационных элементов используются группы встречно-параллельно соединенных в каждой фазе тиристоров 1 и2, 3 и 4, через которые фидер 5 основного и фидер б резервного источников соединяются с нагрузкой 7 через измерительный трансформатор 8,Управляющие электроды тиристоровсоединены с выходами схем 9-12 управления, на которые подаются необходимые сигналы с формирователей 13 и14 напряжения и трансформатора 8.Схемы управления 9-12 идентичныи содержат транзистор 15, резистор16, соединяющий коллектор и базутранзистора 15. Диод 17 включен между одним вынодом обмотки 18 трансформатора 8 и базой транзистора 15,Другой вывод обмотки 18 через резистор 19 соединен с эмиттером транзистора 15. Обмотка 20 трансформатора8 зашунтирована встречно-последовательно соединенными,стабилитронами21 и 22. Кроме того, между формирователем 13 напряжения и схемами 11 и12 управления включены блоки 23 и24 контроля. Блоки 23 и 24 контролясодержат выпрямитель 25 в ниде диодного моста. Параллельно выходу выпрямителя 25 включены конденсатор 26 истабилйтрой 27, причем отрицательныйполюс выпрямителя соединен с анодомстабилнтрона и через резистор 28с базой транзистора 15 схемы 11 управления. Выпрямитель 25 соединен сформирователем 13 напряжения черезрезистор 29. Формирователь 13 напря 5 1 О 15 2 О 25 ЗО 35 45 0 Б 66 45ження соединен с фидером 5 основного м 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 соответстненно. 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 н 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.В 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 базы транзистора 15, последний открывается, На эмиттере транзистора 15 схемы 11 упранления 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 соотнетственно. 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, Обмот - ка 31 реле включена на входе блока 23 контроля, При исчезновении напряжения на фидере 5 нагрузка 7 запитывается как и прежде от фидера б, а обмотка 31 реле обесточивается, в результате чего размыкаются контакты .30, Этим разрывается цепь питания Формирователя 13 напряжения основного источника. При повторном появлении.апряжения на фидере 5 нагрузка продолжает питаться от фидера б, так какотносящиеся к фидеру 5 схемы резервв"рования обесточены.Наличие новых элементов ( двух блоков контроля), каждый иэ которыхвключен между Формирователем напряжения одного из источников питания исоответствующей схемой управлениядругого источника питания, а такжесоединение упомянутого формирователянапряжения с источником литания черезконтакты реле, обмотка которого включена на вход одного из блоков контроля, расширит Функциональные возможности устройства. При этом снимаетсяограничение, накладываемое на работуустройства условием синхронности исинфазности источников, Это расширитобласть применения предлагаемого устройства, так как позволит ислользо 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 новойтехники, где до последнего временииспользуются контакторные автоматывключения резерва,ЗО Формула изобретения 35 40 45 50 55 1, Устройство для резервногоэлектроснабжения нагрузки по авт.св.У 738049, отличающеесятем, что, с целью расширения функциональных возМожностей устройства,внего введены два блока контроля,вход каждого из которых подключен кформирователю напряжения одного иэисточников питания, а выход соединенсо схемой управления другого источника питания соответственно.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок контроля выполнен в вице выпрямителя,вход которого через первый резисторподключен к входу блока контроля,выход выпрямителя зашунтирован конденсатором и ограничительным диодоми подключен через второй резистор квыходу блока контроля.3. Устройство по п. 1, о т л вч а ю щ е е с я тем, что в него введено реле, обмотка которого включенана входе одного иэ блоков контроля,вконтакт включен между Формирователемнапряжения и источником питания,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 738049, кл. Н 02 Т 9/Об, 1977./32 Тираж 675.ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений113035, Москва, И;-35, Ра Подписноеомитета СССРоткрытийшская наб., д. 4/5