Устройство включения резервного питания

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯА ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 22) (46) С 72) (,53) (56) У 51 4073820/218.04.8607.05,88,В.Н,Пырес621.316.9Авторское209, кл. Нторское св9412, кл. 07 Бюл. 9 17в5088.8)свидетельство ССС02 Х 9/06, 1976.идетельство СССРН 02 Т 9/06, 1985 не напряжениявключенного п включается на ченного вторым ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 54) УСТРОЙСТВО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВНОГОПИТАНИЯ(57) Изобретение относится к энергоснабжению отдельных объектов и может быть использовано в системах резервированного питания ответственных потребителей. Цель изобретения - повышение надежности электроснабжения и расширение функциональных возможностей, Устройство содержит блок коммутации сетей, который подключает одну из трех питающих сетей для питания нагрузки. Выбор сети осуществляется в соответствии с режимом, установлен - ным переключателем режима блока управления и сигналами датчиков напряжения, подключенных к основной и первой резервной питающим сетям. В режиме "АВР" при наличии напряжений основной и первой резервной сетей источником питания нагрузки устройства является основная сеть. При исчеэ,ЯО 1394328 новении напряжения основнои сети осуществляется переключение питания нагрузки на первую резервную сеть. При исчезновении напряжений основной и первой резервной сети осуществляется переключение питания нагрузки на вторую резервную сеть. В режиме "Резерв 1" питание нагрузки осуществляется от первой резервной сети, в режиме "Резерв 2" - от второй резервной сети. При аварии нагрузки в любом режиме все питающие сети отключаются от нагрузки. Предусматривается выполнение устройства с питанием нагрузки через блок бесперебойного электропитания, а также совместная работа двух Я устройствПри совместной работе устройство, включенное первым, осуществляет питание нагрузки этого устройства, а устройство, включенное вторым, находится в дежурном режиме, т,е, подключено к одной из питающих сетей, но напряжение на нагрузку неМаей подается. При этом нагрузка устройства, включенного первым, осуществля- СО ет функциональное резервирование на- СО грузки устройства, включенного вто- , 4 й рым. При исчезновении по любой причина нагрузке устройства, Я ервым, автоматически , Я грузка устройства, вклю 2 з.п. ф-лы, 1 илИзобретение относится к энергоснабжению отдельных объектов и может быть использовано в системах резервированного питания ответственных потребителей.Цель изобретения - повышение надежности электроснабжения и расширение функциональных возможностей устройства.На чертеже представлена схема устройства включения резервного питания. аУстройство содержит нагрузку 1, Ре 15ле 2-4, замыкающие контакты 5-7, реле 2-3 соответственно, ключевые элементы 8-10 выпрямительные мосты 11и 12, включенные во вторичные обмоткитрансформаторов 13 и 14 соответственно, конденсаторы 15 и 1 б Фильтров,резисторы 17-20 фильтров, причем элементы 14, 12, 18, 16 и 20 образуютпервый датчик напряжения, а элементы13, 11, 17 15 и 19 образуют второй 25датчик напряжения, блок 21 коммутации сетей содержащий с первого потретий резисторы 22-24, с первого пошестой элементы 1-НЕ 25-30, ключевыеэлементы 8-10 и реле 2-4, блок 31управления, содержащий с седьмого подесятый элементы И-НЕ 32-35, переключатель 36 режима, с четвертого подевятый резисторы 37-42 и первый 43и второй 44 диоды, с одиннадцатогопо шестнадцатый элементы И-НЕ 45-50,Э-триггер 51, с десятого по четырнадцатый резисторы 52-56, первый конденсатор 57, второй конденсатор 58, стретьего по пятый диоды 59-61, первый 4062 и второй 63 усилители, вывод 64сигнала аварии нагрузки, блок 65 бесперебойного электропитания с входнымивыводами 66 и 67, первый 68 и второй.69 транзисторы, с пятнадцатого по 45девятнадцатый резисторы 70-74, третий конденсатор 75, шестой диод 76,семнадцатый элемент И-НЕ 77, вывод78 управления блока 65 бесперебойного электропитания, двадцатый 79 идвадцать первый 80 резисторы, во 50семнадцатый элемент И-НЕ 81, вывод82 автоматического отключения. С устройством включения резервного питаниясвязано второе идентичное устройство83 включения резервного питания,имеющее положительный вывод 84 питания нагрузки и вывод 85 автоматического отключения. Устройство работает следующим образом.При включении переключателя 36 режима в положение "Режим АВР" на дополнительных входах элементов И-НЕ 25, 26 и 28 формируются сигналы логической единицы. При наличии напряжения в основной питающей сети, подключенной к входным выводам контактов 6, и в первой резервной питающей сети, подключенной к входным выводам контактов 5, на входе элемента И-НЕ 28 формируется логическая единица, а на выходе - логический нуль, что обеспечивает появление логической единицы на выходе элемента И-НЕ 5, логического нуля на выходе элемента И-НЕ 30, логической единицы на выходе элемента И-НЕ 26 и логического нуля на выходе элемента И-НЕ 27. На вход ключевого элемента 10 поступает открывающий сигнал, реле 4 срабатывает, контакты 6 замыкаются. Одновременно на входы элемента И-НЕ 45 поступает логическая единица, что определяет появление логической единицы на В- входе В-триггера 51, логического нуля на входах элемента И-НЕ 77, логической единицы на его выходе и открывание транзистора 69. При открывании последнего конденсатор 75 разряжается через резистор 71 и переход база-эмиттер транзистора 68, в результате транзистор 68 закрывается. При этом формируется сигнал логической единицы на выводе 78 управления блока 65,бесперебойного электропитания, блок 65 включается. Напряжение основной питающей сети через замкнутые контакты 6 подается на входные выводы 66 и 67 блока 65, а с выходов блока 65 напряжения питания поступает на нагрузку 1. При неисправности в нагрузке 1 на выводе 64 сигнала аварии нагрузки появляется сигнал, который через усилитель 63 и диод 60 поступает на входы элемента И-НЕ 47 и затем через элемент И-НЕ 48 - на счетный вход В-триггера 51. Триггер переключается, и логический нуль с его инверсного выхода через диод 61 поступает на второй вход элемента И-НЕ 35, что обеспечивает обнуление дополнительных входов элементов И-НЕ 25, 26 и 28, отключение реле 2-4 и размыкание контактов 5-6.з139432При исчезновении напряжения основной сети на входе элемента И-НЕ 28 формируется логический нуль, на его выходе - логическая единица, ключе 5 вой элемент 10 закрывается, реле 4 возвращается и контакты 6 размыкаются, В то же время открывается ключевой элемент 8, срабатывает реле 2 и замыкаются контакты 5, При этом на 10 нагрузку подается напряжение питания от первой резервной сети. 1.устройство включения резервного питания, содержащее первый и второй датчики напряжения, блок коммутации сетей и блок управления, каждый датчик напряжения содержит трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к мостовому выпрямителю с ВС- фильтром, выводы первичных обмоток трансформаторов первого и второго датчиков напряжения предназначены для подключения к основной и первой резервной питающим сетям соответственно, минусовые выводы мостовых выпрямителей и одного из выводов БС-фильтра каждого датчика напряжения соедине" ны с корпусом, блок коммутации сетей содержит элементы И-НЕ с первого по шестой, первый вход первого элемента И-НЕ подключен к второму выводу БС- фильтра второго датчика напряжения, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выходом четвертого элемента И-НЕ и входами пятого элемента И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ соединен При исчезновении напряжения основной и резервной сети на первом ивтором входах элемента И-НЕ 26, соединенных с выходами элементов И-НЕ 25 и28, устанавливаются логические единицы, в результате ключевой элемент 9открывается, срабатывает реле 3, замы 20каются контакты 7, подключая вторуюрезервную сеть.При установке переключателя 36режима в положение "Отключено" сигнал на выходе усилителя 62 соответствует логическому нулю. Этот сигналпоступает на вход элемента И-НЕ 35и на дополнительные входы элементовИ-НЕ 25, 26 и 28, обеспечивая отключение питающих сетей контактами 5-7, 30Логический нуль поступает также навходы элемента И-НЕ 45, что обеспечивает обнуление В-входа 0-триггера 51и установку его инверсного выхода висходное положение,35При установке переключателя 36режима в положение "Резерв 1" логический нуль устанавливается на входеэлемента И-НЕ 32, что определяет обну.ление входов элементов И-НЕ 25, 26,28 и.ЭО и включение ключевого элемента 8, так как на выходе элементаИ-НЕ 50, входы которого подключены квыходу элемента И-НЕ 35, присутствуетлогическая единица. В случае авариинагрузки 1 П-триггер переключается,вход элемента И-НЕ 35 обнуляется, навыходеэлемента И-НЕ 50 появляетсялогический нуль, шунтирующий сигнал.управления ключевым элементом 8.В результате реле 2.отключается, контакты 5 размыкаются, отключая первуюрезервную сеть,Аналогично включается и отключается вторая резервная сеть при установке переключателя 36 режима в положение "Резерв 2",При совместной работе двух устройств включения резервного питания устройство, включаемое первым, осуществляет питание нагрузки этого устройства, а устройство, включаемоевторым, находится в дежурном режиме,т.е. подключено к одной из питающихсетей, но напряжение питания нанагрузку не подается, При этом нагрузка устройства, включенного первым, осуществляет функциональное резервирование нагрузки устройства,включенного вторым. Например, еслипервым включено устройство 83, онообеспечивает питанием нагрузку этого устройства, при этом наличие напряжения на нагрузке контролируетсяпо наличию сигнала на выводе 84, который через резистор 80 и элементИ-НЕ 81 обеспечивает обнуление второ.го входа элемента И-НЕ 35, дополнительных входов элементов И-НЕ 25, 26и 28 и, следовательно, блокировку реле 2-4 устройства, включенного вторым, При исчезновении по любой причине напряжения на нагрузке устройства83 на выводе 84 исчезает блокирующийсигнал, и на нагрузку 1 устройства,включенного вторым, подается напряжение питания. Выбор питающей сети определяется заданным положением переключателя 36 режима. Формула изобретенияс первым входом третьего элементаИ-НЕ и первым входом второго элемента И-НЕ, выход третьего элемента И-НЕсоединен последовательно с первымрезистором, первым ключевым элементоми с одним выводом первого реле, выходвторого элемента И-НЕ соединен с перВым входом шестого элемента И-НЕ,выход шестого элемента И-НЕ соединен 10последовательно с вторым резистором,вторым ключевым элементом и с однимвыводом второго реле, входьг четвертого элемента И-НЕ подключены к второму Выводу ВС-фильтра первого датчиканапряжения, выход пятого элементаИ-НЕ соединен последовательно с третьим резистором, третьим ключевым элементом и с одним выводом третьегореле, первые выводы пар замыкающих 20контактов первого, второго и третьего реле предназначены для подключенияк первой резервной, второй резервнойи основной питающим сетям соответственно, Вторые выводы пар этих контактов соединены параллельно и подключены к ВхОДным ВЫВОДам нагрузки, блОкуправления содерщт переключательрежима, элементы И-НЕ с седьмого подесятый, резисторы с четвертого по 30девятый и первый, и второй диоды,первый вход седьмого элемента И-НЕподключен к выходу восьмого элементаИ-НЕ, Дополнительным входам первого,второго и четвертого элементов И-НЕблока коммутации сетей, выходу девятого элемента И-НЕ и через четвертыйрезистор - к шине питания, второйвход соединен с одним выводом пятогорезистора и с анодами первого и второго диодов, катод первого диодаподключен к второму входу шестогоэлемента И-НЕ, к одному выводу шестого.резистора и к первому выводу переключателя режима, подвижный контакт 45которого соединен с общей шиной питания, катод второго диода подключенк второму входу третьего элементаИ-НЕ, одному выводу седьмого резистора и к второму выводу переключателярежима, третий вывод которого соединен с одним выводом восьмого резисто"ра и с первым входом восьмого элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к Выходу седьмого элемента .И-НЕ, выход десятого элемента И-НЕсоединен с входами девятого элементаИ-НЕ, другие Выводы резисторов с четвертого по восьмой и реле с первого по третье соединены с шиной питания,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности электроснабжения, в него дополнительно введены элементы И-НЕ с одиннадцатогопо шестнадцатый, Р-триггер, резисторы с десятого по четырнадцатый, первый и второй конденсаторы, диоды стретьего по пятый, первый и второйусилители, причем один вывод десятого резистора соединен с выходом первого усилителя, вход которого подключен к одному выводу .девятого резистора, и с анодом третьего диода,катод которого подключен к одним выводам одиннадцатого резистора и первого конденсатора, к первому входудесятого элемента И-НЕ, к входамодиннадцатого элемента И-НЕ выходкоторого соединен с входами двенадцатого элемента И-НЕ, выход которогоподключен к Н-Входу Р-триггера, Э иБ-входы Э-триггера соединены с однимвыводом четырнадцатого резистора, аС-вход соединен с выходом четырнадцатого элемента. И-НЕ, входы которогосоединены с выходом тринадцатого элемента И-НЕ, Входы последнего соединены с одними выводами второго конденсатора, тринадцатого резистора и катодом четвертого диода, анод которого подключен к одному выводу двенадцатого резистора и к выходу второгоусилителя, вход которого соединен свыводом сигнала аварии нагрузки, инверсный выход 0 триггера соединен скатодом пятого диода, анод которогоподключен к второму входу десятогоэлемента И-НЕ, выход шестнадцатогоэлемента И-НЕ соединен с входом первого ключевого элемента, выход пятнадцатого элемента И-НЕ соединен свходом второго ключевого элемента,входы пятнадцатого и шестнадцатогоэлементов И-НЕ соединены с выходомдесятого элемента И-НЕ, другие выводы десятого, двенадцатого и четырнадцатого резисторов соединены с шинойпитания, другие выводы одиннадцатого,тринадцатого резисторов и первого ивторого конденсаторов соединены собщей шиной,2,устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью, расширения функциональных возможностей, дополнительно введены блок бесперебойного электропитания, первый ивторой транзисторы, резисторы с пятнадцатого по девятнадцатый, третий конденсатор, шестой диод и семнадцатый элемент И-НЕ, причем входные5 выводы блока бесперебойного электропитания подключены к соединенным параллельно вторым выводам пар замыкающих контактов первого, второго и третьего реле, выходные выводы под ключены к входным выводам нагрузки, а вывод управления соединен с коллектором первого транзистора, база которого соединена с одними выводами пятнадцатого и шестнадцатого резисто ров, другой вывод шестнадцатого резистора соединен с одним выводом третьего конденсатора и катодом шестого диода, анод которого соединен с коллектором второго транзистора и одним 20 выводом восемнадцатого резистора, другой вывод которого соединен с шиной питания, база второго транзистора соединена с одними выводами семнадцатого и девятнадцатого резисторов, дру"25 гой вывод девятнадцатого резистора соединен с выходом семнадцатого эле мента И-НЕ, входы которого соединены с выходом десятого элемента И-НЕ, дру" гие выводы пятнадцатого и семнадцато" 30 го резисторов, эмиттеры первого и второго транзисторов и другой вывод третьего конденсатора соединены с общей шиной питания.35З.устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности энергоснабжения, оно дополнено вторым идентич ным устройством включения резервного питания, в каждое устройство дополни тельно введены блок бесперебойногоэлектропитания, первый и второй транзисторы, резисторы с пятнадцатого по 45 двадцать первый, третий конденсатор,Гшестой диод, семнадцатый и восемнадцатый элементы И-КЕ, причем входные выводы блока бесперебойного электропитания подключены к соединенным параллельно вторым выводам пар замыкающих контактов первого, второго и третьего реле, входные выводы подключены к входным выводам нагрузки, а вывод управления соединен с коллектором первого транзистора, база которого соединена с одними выводами пят". надцатого и шестнадцатого резисторов, другой вывод шестнадцатого резистора соединен с одним выводом третьего; конденсатора и катодом шестого диода, анод которого соединен с коллектором второго транзистора и одним выводом восемнадцатого резистора, другой вывод которого соединен с шиной питания, база второго транзистора соединена с одними выводами семнадцатого и девятнадцатого резисторов, другой вывод девятнадцатого резистора соединен с выходом семнадцатого элемента И-НЕ, входы которого соединены с выходом десятого элемента И-НЕ, одни выводы двадцатого и двадцать первого резисторов соединены с первым входом восемнадцатого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом десятого элемента И-НЕ, а выход - с анодом пятого диода, другие выводы пятнадцатого, семнадцатого и двадцатого резисторов, эмиттеры первого и второго транзисторов и другой вывод третьего конденсатора соединены с общей шиной питания, а другой вывод двадцать первого резистора соединен с выводом автоматического отключения, а вывод автоматического отключения каждого устройства соединен с положительным выводом питания нагрузки другого устройства.1394328 Составитель В.СидоровТехред М,Дидык Корректор М,Пожо Н.Бобко Реда Заказ 2230/5 Тираж б 50 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушскаодписное ета ССС ыти д, 4/ ектная 4 Проиэводстненно-полнграФическое предприятие, г. Ужгород, ул