Устройство для автоматического включения резервного источника питания

Номер патента: 1032526

Авторы: Веселова, Котляров, Мосный, Режнов, Туровский

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИДЛИСТИЧНМИХРЕСПУБЛИК 9/0 ВИДЕТЕПЬСТВ ный,СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО делАм изОБРетений и ОтнРытий(71) Нижнеднепровский трубопрокатный ордена Октябрьской Революции Завод им. Карла Либкнехта(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 684076, кл, Н 02 Ю 9/06, 1979.2. Авторское свидетельство СССР 9 702460, кл, Н 02 У 9/06, 1979,3. Левченко М.Г., Хомяков И.И. Автоматическое включение резерва, М фЭнергия, 1971.4. Авторское свидетельство СССР 9 734849, кл. Н 02 5 9/06, 1980, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ, содержащее коммутаторы с цепями контроля положения основного и резервного источников, управляющие входы которых подключены к выходам элементов Запрет, к управляющему входу элемента Запрет коммутатора основного источника подключен прямой выход датчика напряжения основного.ЯО 2526 А источника, инверсный выход которого через элемент И подключен к управляющему входу элемента Запрет коммутатора резервного источника, причем к второму входу элемента И подключен выход датчика напряжения резервного источника, а на запрещающие входы элементов Запрет коммутаторов взаимно подключены цепи контроля положения коммутаторов, и датчик выходного напряжения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены автоматический выключатель с независимым расцепителем, дополнительные элементы Запрет н 1 Времяф, причем автоматический выключатель вклюФ чен между основным источником и точкой соединения коммутатора основного источника и датчика напряжения основного источника, управляющий вход дополнительного элемента фЗапрет соединен с прямым выходом датчика напряжения основного источника, запрещающий вход - с выходом датчика выходного напряжения, а выход через элемент Время - с независимыя расцепителем автоматического выключателя, Ь 03252 бИзобретение относится к электротехнике, в частности к устройствамдля автоматического подключения нагрузки к резервному источнику питания при выходе из строя основногоисточника (АВР) с автоматическим 5возвратом на основной источник привосстановлении последнего,.Изв ест ны устройств а для ав томатического включения резервного источника питания (АВР), функциональныесхемы которых содержат коммутаторы(с цепями контроля положения) основного и резервного источников, управляющие входы которых подключены квыходам элементов Запрет, к управляющему входу элемента Запреткоммутатора основного источникаподключен прямой выход датчика напряжения основного источника, инверсный выход которого через элемент Иподключен к управляющему входу элемента Запрет коммутатора резервного источника, причем ко второмувходу элемента И подключен выходдатчика напряжения резервного источника, а на запрещающие входы элементов фЗапрет взаимно подключеныцепи контроля положения коммутаторов ) Ь Д, 2 Д и (ЗД.Наиболее бяизким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, состоящее из коммутаторов основного и резервного источника,блоков управления коммутаторами,датчиков контроля напряжения источников питания и блока контроля срабатывания коммутаторов, осуществляющего контроль срабатывания коммутаторов с помощью датчика контролявыходного напряжения устройства,функциональные связи между узлами 40устройства аналогичны описанным выше Г 43,Общим недостатком известных устройств является отсутствие контроляисправности аппаратуры основноговвода устройств, пользующейся приоритетом на включение по сравнениюс аппаратурой ввода от резервногоисточника питания при нормальныхнапряжениях основного и резервногоисточников питания, Приоритетнымэлементом аппаратуры основного вводаво всех устройствах АВР являетсядатчик контроля напряжения основноговвода, осуществляющий непрерывныйконтроль напряжения основного источника питания и не зависящий от работы остальных блоков устройств АВР,В связи с этим возможны ситуации(например, электрическое или механическое повреждение коывататора 60основного источника питания или егоблока управления, работающих в наиболее нагруженном режиме длительноговключения), при которых в случае нормального напряжения основного источ ника питания нагрузка устройстваАВР обесточена до вмешательства обслуживающего персонала, что недопустимо,Цель изобретения - повышение надежности работы устройств для автоматического включения резервного источника питания (АВР),Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для автоматического включения резервного источника питания, содержащее коммутаторыс цепями контроля положения основного и резервного источников, управляющие входы которых подключены к выходам элементов Запрет, к управляющему входу элемента Запреткоммутатора основного источника подключен прямой выход датчика напряжения основного источника, инверсныйвыход которого через элемент И подключен к управляющему входу элемента фЗапретф коммутатора резервногоисточника, причем к второму входуэлемента И подключен выход датчиканапряжения резервного источника, ана запрещающие входы элементов Запрет коммутаторов взаимно подключены цепи контроля положения коммутаторов, и датчик выходного напряжения, дополнительно введены автоматический выключатель с независимымрасцепителем, элементы фЗапретфи фВремя, причем автоматическийвыключатель включен между основнымисточником и точкой соединения коммутатора основного источника и датчика напряжения основного источника,управляющий вход дополнительногоэлемента фЗапретфф соединен с прямым выходом датчика напряжения основного источника, запрещающий вход -с выходом датчика выходного напряжения, а выход через элемент Времяф - с независимым расцепителемавтоматического выключателя,На фиг.Ь представлена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг.2схема электрическая принципиальная(пример выполнения на релейноконтактной элементной базе),Устройство для автоматического включения резервного источника питания (фиг,1) содержит автоматический выключатель 1 с.независимым расцепителем, коммутатор 2 основного источника питания, датчик 3 напряжения основного источника питания, элемент "Запрет 4 коммутатора основного источника питания, датчик 5 выходного напряжения, элемент И б, элемент Запретф 7 резервного источника питания, коммутатор 8 резервного источника питания, датчик 9 напряжения резервного источника пита- . ния, элемент Запрет 10 и элемент Время" 11, выходной сигнал кото-. рого запаздывает по сравнению с вы 1032526ходным сигналом элементаЗапрет10 на некоторый промежуток временипревышающий время, необходимоедля переключения устройства с одногоисточника питания на другой.Устройство работает следующим 5образом.Автоматический выключатель 1 с независимым расцепителем включен.При наличии нормального напряжения основного источника питания датчик 3 вырабатывает сигналы: на прямом выходе - разрешающий включение.коммутатора 2 (поступает на управ -ляющий вход элемента фЗапрет 4)и сигнализирующий о нормальном напряжении основного источника (пос- .тупает на управляющий вход элементаЗапрет 10); на инверсном выходе - запрещающий включение (отключающий) коммутатора 8 резервногоисточника (поступает на один из входов элемента И б) .С выхода элемента И б запрещающийвключение (отключающий) сигнал через элемент Запрет 7 поступаетна управляющий вход коммутатора 8. 25При отключенном коммутаторе 8 отсутствует сигнал на запрещающем входе элемента Запретфф,. 4, которыйпри этом формирует управляющий сигнал на включение коммутатора 2 основ ного источника. Коммутатор 2 включен,и нагрузка устройства АВР получаетпитание от основного источника,При нормальном напряжении навыходе устройства АВР датчик 5 вырабатывает запрещающий сигнал, который поступает на запрещающий входэлемента Запрет 10, а на выходахэлемента Запретф 10 и элементафВремя 1 11 - сигнал запрещающийФ40срабатывание независимого расцепителяавтоматического выключателя 1,В случае исчезновения нормальногонапряжения основного источника питания датчик 3 вырабатывает .сигналы,вызывающие отключение коммутатора2 и включение коммутатора 8 резервного источника питания. коммутатор 8включается после отключения коммутатора 2 (с запрещающего входа элемента Запрет 7 снимается сигнал) 50и при наличии нормального напряжениярезервного источника (при наличиисоответствующего сигнала на выходедатчика 9, поступающего на один извходов элемента И б, и аналогичного 55сигналу на инверсном выходе датчика3, поступающего на второй вход элемента И 6).Во время переключения устройства АВР для питания нагрузки от резерв ного источника на выходе устройства напряжение отсутствует и на выходе датчика 5 появляется соответствующий р игнал, Несмотря на с нятие з апрещающего сигнала с запрещающего входа . , 65 элемента Запрет 10, на выходахэлементов Запрет 10 и Время11 появляется сигнал, запрещающийсрабатывание независимого расцепителя автоматического выключателя 1,так как на управляющий вход элементаЗапрет 10 поступает запрещающийсигнал с прямого выхода датчика 3,свидетельствующий об отсутствии нормального напряжения основного источника питания. После переключенияустройства АВР на резервный источникпитания на выходе устройства появляется нормальное напряжение и, следовательно, на выходе датчика 5 появляется сигнал запрета, поступающийна запрещающий вход элемента Запрет 10 и дополнительно блокирующий срабатывание элементов Запрет10, Время 11 и независимого расцепителя автоматического выключателя 1. Автоматический выключатель остается включенным, и схема АВР готова к возврату на основной источникпитания при восстановлении последнего,При восстановлении напряжения основного источника питания датчик 3 начинает вырабатывать сигналы, соответствующие наличию нормального напряжения источника питания (описаны выше), При этом происходит отключение коммутатора 8 резервного источника питания и включение коммутатора 2 основного источника питания. На- .грузка устройства получает питание от основного источника.При переключении с резервного на основной источник питания в течение времени, необходимого для отключения узлов. коммутации резервного источника питания и включения узлов коммутации основного источника, на выходе устройства АВР напряжение отсутствует, При этом на управляющий входэлемента ффЗапретф 1 10 поступает сигнал с выхода датчика 3, свидетельствующий о наличии нормального напряжения основного источника, а. запрещающий сигнал (с выхода датчика 5) на запрещающем входе элемента Запрет 1 10 отсутствует. На выходеэлемента Запрет 10 появляетСясигнал, свидетельствующий о несоответствии напряжения на выходе устройства АВР напряжению основного источника питания и .поступающий на вход элемента фВремяф. 11. Так как выходной сигнал элемента ффВремя 11 запаздывает по отношению к его входному сигналу на промежуток временипревышающий время, необходимое для переключения устройства с одного источника питания на другой, то при успешном возврате АВР с резервного на основной источник питания независимый.расцепитель автоматиче кого выключателя 1 не срабатываети автоматический выключатель 1 остается включенным, После появления на выходе устройства АВР нормального . напряжения датчик 5 вырабатывает .запрещающий сигнал, поступающий на запрещающий вход элемента Запрет 5 10, На выходе элемента 1 Запрет 10 появляется сигнал, запрещающий работу элемента фВремя 11 и тем самым срабатывание независимого расцепителя автоматического выключателя 1. , 10В случае неисправности (например, электрического или механического повреждения) коммутатора 2 или элемента Запрет 1 4 нормальное напряжение на выходе устройства АВР отсутствует и по истечении времени (при наличии нормального напряжении основного источника питания) элемент Время 11 вырабатывает сигнал, поступающий на независимый расцепитель автоматического выключателя 1 и вызывающий отключение автоматического выключателя 1. Автоматический выключатель 1 отключается и обесточивает все элементы 25коммутации ввода от основного источника питания, в том числе и приоритетный элемент - датчик 3 контролянапряжения основного источника питания. При этом на одном из входовЗОэлемента И 6 поступает разрещающийсигнал датчика 3 и снимается запре. щающий сигнал с занрешающего входаэлемента "Запрет" 7, При наличиинормального напряжения резервногоисточника и соответствующего сигналана выходе датчика 9 происходит включение коммутатора 8Нагрузка устройства АВР получает питание от резервного источника,Так как автоматический выключатель 1 играет роль элемента с электромеханической памятью (может бытьвключен только вручную обслуживающимперсоналом) и вход датчика 3 контроля напряжения основного источникапитания подключен к его выходу, попытки автоматического возврата напитание нагрузки устройства АВР отосновного источника питания при неисправностях аппаратуры основноговвода устройства исключены.Блоки устройства для автоматического включения резервного источникамогут быть выполнены на любой (релейно-контакторной,полупроводниково )элементной базе с учетом требования;выход из строя датчиков 3 и 5, элемента Запрет 10 и элемента 1 фВремя 11, с помощью которых осуществляется контроль исправности .коммута-.тора 2 и элемента Запрет 41 60ввода от основного источника питания,должен вызывать автоматическое переключение устройства АВР на питаниенагрузки от резервного истонникапитания. 65 Для обеспечения возможности выбора основного источника питания схемыволукомплектов обоих вводов аналогичны, а выбор основного источника питания осуществляется с помощью ключаизбирателя, При переключении ключаизбирателя из нулевого (нейтрального)положения в положение, соответствую-.щее выбору одного из вводов в качестве основного, схема устройствафункционально приводится к схеме пофиг,1,Устройство по фиг,2 состоит изавтоматического выключателя 12 снезависимым расцепителем, контакторас катушкой 13, силовыми контактами14 и блок-контактом 15, реле 16 контроля напряжения первого источникапитания с контактами 17 и 18, реле19 контроля выходного напряженияустройства с контактом 20, контактора с катушкой 21, силовыми контактами 22 и блок-контактом 23, реле 24контроля напряжения второго источникас контактами 25 и 26, реле времени,с катушкой 27 и контактом 28,релевремени с катушкой 29 и контактом30, ключа-избирателя 31 основногоисточника питания, автоматическоговыключателя 32 с независимым расцепителем.Работу устройства рассмотрим привыборе первого ввода в качестве основного. При этом блокам предлагаемого устройства по фиг.1 соответствуют следующие электрические аппараты и цепи по фиг.2; блок 1 - автоматический выключатель 12 с независимым расцепителем; блок 2 - контактор с .катушкой 13 и силовыми контактами 14 основного ввода; блок 3реле 16; блок 4 - блок-контакт 23контактора резервного ввода; блок 5реле 19," блок 6 - цепь из последовательно соединенных контактов 18и 25; блок 7 - блок-контакт 15 контактора основного ввода; блок 8контактор с катушкой 21 и силовымиконтактами 22 резервного ввода;блок 9 - реле 24; блок 10 - контакты17 и 20 реле контроля напряжения основного ввода и выходного напряжения устройства соответственно; блок11 - реле времени с катушкой 27 иконтактом 28.Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии ключ-избиратель 31 установлен в нулевое(нейтральное) положение, автоматические выключатели 12 и 32 включены., При наличии на вводах нормальныхнапряжений реле 16 и 24 включены,их контакты 17 и 25 замкнуты, контакты 18 и 26 разомкнуты. Реле 19контроля выходного напряжения отключено, его контакт 20 разомкнут, Катушки 27 и 29 реле времени получаютпитание от соответствующих вводов через замкнутые контакты 17 и 25 и замкнутые в нейтральном положении контакты ключа-избирателя 31, Контакты 28 и 30 реле времени разомкнуты.При установке ключа-избирателя 5 31 в положение ф 1 В, соответствующее включению первого ввода в качестве основного, происходит подготовка цепей оперативного управления полукомплекта первого ввода на включение независимого расцепителя автоматического выключателя 12, а также на включение контактора (катушка 13 первого ввода.Катушка 27 реле времени подключается к выходу устройства через ра- зомкнутый контакт 20.В цепях оперативного управления полукомплекта второго (реэервного) ввода подготавливаются цепь управления контактора (катушка 21) второго ввода, состоящая иэ последовательно соединенных разомкнутого контакта 18 и замкнутого контакта 15. Катушка 29 реле времени и цепь питания независимого расцепителя автомати ческого выключателя 32 отключаются и в дальнейшем в работе устройства участия не принимают.В связи с отсутствием напряжения на выходе устройства (на время, не обходимое для срабатывания контактора основного ввода) катушка 27 реле времени обесточена и его контакт 28 начинает замыкаться с выдержкой времени, Контактор с катушкой 13 вклю чается (контактор с катушкой 21 не включается, так как контакт 18 разомкнут), замыкает свои силовые контакты 14, размыкает блок-контакт 15, и на выходе устройства появляет О ся напряжение, Включается реле 19 контроля выходного напряжения, замыкается его контакт 20 и подается напряжение на катушку 27 реле времени, которая довзводит и удерживает свой контакт 28 в цепи независимого расцепителя автоматического выключателя 12. Последний остается включенным, Нагрузка устройства получает питание от первого (основного) ввода.50 1При нарушениях в электроснабжении первого ввода реле 5 отключается, контактом 17 отключает питание всех оперативных цепей этого ввода и контактом 18 включает контактор (катушка 21, силовые контакты 22 и блок- контакт 23) второго (резервного) ввода, Реле 19 контроля выходного напряжения и катушка 27 реле времени после кратковременного перерыва,6 О вызванного исчезновением нормального напряжения на основном вводе и переключением на резервный ввод, получают питание от резервного ввода с выхода устройства и снова включаются, 65 подготавливая блокировку (разомкнутый контакт 28 н цепи независимого расцепителя автоматического выключателя 12) срабатывания независимого расцепителя автоматического выключателя 12 при возврате устрбйства на питание от первого (основного) ввода в случае восстановления на последнем нормального напряжения,При восстановлении нормального напряжения на первом (основном) вводе включается реле 16, размыкает свой контакт 18 в цепи катушки 21 и замыкает свой контакт 17 цепи питания оперативных цепей полукомплекта первого ввода.После отключения контактора (катушка 21) резервного ввода замыкается его блок-контакт 23 в цепи катушки 13. Контактор (катушка 13, силовые контакты 14) основного ввода включается и нагрузка устройства снова получает питание от первого (основного) ввода.В случае выхода из строя (выгорание силовых контактов 14, сгорание катушки 13, их механические повреждения) контактора основного ввода или цепей его управления на выходе устройства исчезает (при включении схемы из исходного состояния не появляется) нормальное напряжение. Реле.19 отключается и своим контактом 20 отключает катушку 27 реле времени.Реле времени с выдержкой времени замыкает свой контакт 28 в цепи независимого расцепителя автоматического выключателя 12. Если при этом замкнут контакт 17 реле 16 (нормальное напряжение на первом вводе),то при замыкании контакта 28 происходит срабатывание независимого расцепителя автоматического выключателя 12. Последний отключается и обесточивает все цепи полукомплекта первого ввода, в том числе и приоритетный элемент-реле 16, Устройство АВР переключает нагрузку на питание от резервного ввода.Возврат на первый (основной) ввод исключен до вмешательства обслуживающего персонала (ремонт полукомплекта первого ввода и ручное включение автоматического выключателя 12).Выдержка времени реле времени (катушка 27, контакт 28) должна быть больше полного времени, необходимого для переключения устройст" ва с второго (резервного) ввода иа первый (основной) ввода с учетом инерционности элементов цепей управления и контакторов.Блок-контакты 15 и 23 взаимной блокировки контакторов основного и резервного вводов реализуют ФункциюЗапрет и исключают встречное включение основного и резервного ис1032526 Мод ие 5 ныи Мод осно 5 нво 2 Ьход Фигточникоз питания в моменты переключений.Анализируя работу предлагаемой схемы, можно видеть, что при выходе из строя любых элементов полукомплекта первого (основного) ввода, пользующихся приоритетом на включение и работающих в наиболее нагруженном режиме длительного включения, устройство переключает нагрузку на питание от резервного ввода.В устройстве можно применить автоматические выключатели с независимыми расцепителями и контакторы любых типов; кроме того, серийно выпускаемые промышленностью реле контроля напряжения типов ЕЛ, ЕЛ и др.;а,также электромагнитные реле.времени с выдержкой времени приотключении любых типов,5 Использование изобретения позволяет повысить надежность питанияответственной нагрузки, что достигается благодаря контролю исправности блоков основного ввода, пользую- О щихся приоритетом на включение, иотключению приоритетного элемента идругих блоков полукоМплекта основного ввода при повреждениях последних.исное ка лнал ППППатент , г. Ужгород, ул, Проектн 14/56 ВНИИПИ по д 113035 Мос

Смотреть

Заявка

3302512, 19.06.1981

НИЖНЕДНЕПРОВСКИЙ ТРУБОПРОКАТНЫЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ЗАВОД ИМ. КАРЛА ЛИБКНЕХТА

КОТЛЯРОВ ВИКТОР СТЕПАНОВИЧ, МОСНЫЙ ПАВЕЛ ИВАНОВИЧ, РЕЖНОВ ЮРИЙ ИВАНОВИЧ, ВЕСЕЛОВА ГАЛИНА СЕМЕНОВНА, ТУРОВСКИЙ МИХАИЛ ГРИГОРЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02J 9/06

Метки: включения, источника, питания, резервного

Опубликовано: 30.07.1983

Код ссылки

<a href="https://patents.su/7-1032526-ustrojjstvo-dlya-avtomaticheskogo-vklyucheniya-rezervnogo-istochnika-pitaniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для автоматического включения резервного источника питания</a>

Похожие патенты