Способ управления тиристорами переключателя питания и устройство для его осуществления

ОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИН У 9(54) СПО ПЕРЕКЛЮЧ ДЛЯ ЕГО (57) 1.ми пере нагрузки заключаю управляю раллель ГОСУДАРСТВЕННЬЗЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ САНИЕ ИЗ 7704/24-0708.7911.83. Бюл. Р 41.316.925(088.8)Проспект фирьы фЕщегэопфф еские системы непрерывного итания на выставке 1 ов г,Москве.торское свидетельство СССРкл, Н 02 д 9/06, 1975. СОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАИИ АТЕЛЯ ПИТАНИЯ И УСТРОЙСТВО ОСЩЕСТВЛЕНИЯ.Способ управления тиристоралючателя питания ю-фазной переменного напряжения, щийся в том, что снимают щие сигналы со встречно-паых тиристоров основной сеОА ти и одновременно подают управляющие сигналы на тиристоры резервнойсети, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежностиработы переключателя при повышениибыстродействия переключения приотклонении параметров основной сети,подают управляющие сигналы на тиристоры резервной сети, полярность которых совпадает с проводимостьюоткрытых тиристоров основной сети,после прекращения проводимости тири-стора основной сети в каждой фазеподают .сигнал включения на тиристоррезервной сети противоположной проводимости, причем в случае пробоятиристора основной сети запрещают . вРпереключение на резервную сеть, а вслучае пробоя тиристора резервнойсети переключают с основной сети нарезервную,776475 2Устройство для осуществления .способа по п. 1, содержащее блоки управлеиия тйристорами по числу тиристоров, блоки токовой зашиты, датчики напряженйя и датчики-проводимости каждого тиристора, причем выходы этих блоков и датчиков подключены ко входам логических схем каждой сети, а выходы логических схемподключены ко входам блоков управле"ния тиристорами и к соответствующимвходам логической схемы другой сети. Изобретение относится к способам каждой фазы основной сети и одновреуправления низков 6 льтными электриче- менно подают управляющие сигналы наскими бесконтактйыми аппаратами, а гиристоры резервной сети, полярностьименно к способам переключения наг- которых совпадает с полярностью то"РУЭки переменного напряжения на дру" 5 ка потребителя, при этом сигналыгой источник питания при отклонении управления подают сначала на тирипараметрбв пйтавщей сети основного стори, полярность которых совпадаетист 04 йикаот-допустимых пределов,с полярностью тока потребителя в мо"Устройство, реализующее этот Способ, мент равенства величины напряженияможет широко использоваться в обла основной ирезервной сети в каждойстй электроснабжения ответственных фазе, а затем после первого равенстпотребителей, не.допускающих пере- :ва тока нулю, подают сигналы управрйва пвтания более половины периода ления на тиристоры обоих полярностей.пнтающего нанряжения.Данный способ является наиболее близИзвестен способ пербМлючеййя наг ким к опйсйваемому изобретению поруэки на резервный синхронный источ- . технической сущности и достигаемоник 11 на-оснбве использования му результату. Способ осуществляютбесконтактйых устройствсо встреч- устройством, Содержащим .встречно-па нб-параллельйымй тиристорами, управ- раллельные тиристоры в е -фазахляеьвми импульсами, Формирующимися обоих источников, объединенных нав блоках выходных каскадов, заданной 2 О нагрузке, блоки управления тиристодлительности и полярноСти в Соответ- рами, блоки токовой защиты, датчикиствиискоммутируемым силовый напря-напряжения и логические схемы кажжениемдля каждой Фаэы.- дой сетй, входы логических схемЬ: подключены к выходам блока токовойДанный способ реализуется с защиты и датчикам напряжения, а вы- .ИспольэованиемстатиЧеских преобра- хоДы к блокам управления соответстзователей и статического переключа- вующего тиристора.теля на резервную сеть, ОсновнаяНедостатками известного техничеструктурная. схема содержит"два кана, ского решения являются низкая. надежла злектросйабжения потребителей,30 ность. переключателя при полученииОсновной канал обеспечивает посто- сигналов о работе тиристоров по датЯнное и непрерывное электропитание чикам тока по"ребителя: при пробое = " в жестких пределах допустимого откло- в тиристорах основной и резервнойнения. В случае выхода из строя обо. сети даже при синхронных источникахрудования основного канала, происхо. 35 в момент переключения происходитдит переключение нагрузкина резерв- отказ переключателя, при пробое приный канал. несинхронных источниках потребительтеряе питание; трудность реализаНедостатками укаэанного техниче- ции датчиков нуля тока потребителя. ского решения являются: усложнение 4 О для оценки работы на уровне токовканала для выполнения требований удерживания тиристоров, необходисинхронности источников; обяэатель-, мость подачи сигналов управления вное наличие только синхронных источ- момент равенства величины иапряжеников на входе статичеСкого переклю-ния основной и резервной сети, чточателя; недостаточная надежность, может увеличить время переключения45при повреждении тирйсторов статиче- Целью изобретения является повыского переключателя, Шение надежности работы переключате- Иэвестен также способ управления ля при повиаении быстродействия пе " тиристбрами переключателя питания реключения при отклонении параметровв-Фазной нагрузки переменного иапря- основной сети.жеиия 2 1, заключающийся в том, что 5 Оуказанная цель достигается приснимают управляющйе сФгнаЮХ-со реализации способа управления тири-встречно-параллельных тиристоров сторами"переключателя питания ю -фаз"5 23, 24, 25 с двумя входами, поичемпервый вход - инверсный; комбинапи 20. онные логические элементы 26, 27задержки с инверсным выходом, причем задержка вносится только при переходе входного сигнала из состоя.ния логической 1 в состояние ло 25гического 0 логические элементы И 28, 29", 30, 31 с двумя входами; логический элементИЛИ 32с тремя входами; одновибратор 33 синверсным выходом; В=Я триггеры 34и 35, причем первый вход - вход Й,второй - вход 5; генератор 36 сигнала логической единицы; кнопку 37сброса триггера 35 в нулевое состояние,Устройство работает следующимЗ 5 образомКлючом 14 приоритета от источника 15 логического сигнала включается любой тиристорный ключ (6, 7)или (6, 7) и нагрузка 13 подключа 40 ется к соответствующему источникупитания.При отклонении уровня напряженияна источнике питания схема датчиканапряжения (2, 3) подает логический45,сигнал на входы схем 12, 12 дляотключения тиристоров одного источника и включения второго. В момент,прохождения сигнала на отключениелогическая схема 12 от датчиков150 проводимости (4, 5) получает информацию о проводящем тиристоре б или 7,При проводящем тиристоре б логическая схема 12 подает выходной импульсна тиристор той же проводимости 6при проводящем тиристоре 7 - на тиристор 7 ,При прекращении тока через отключаемый тиристьр подается команда навторой тиристор вновь включенногоисточника,60 65 и практически беэ перерыва при синной нагрузки переменного напряжения,состоящего в том, что снимают управляющие сигналы со встречно-параллельных тиристоров основной сети и одновременно подают управляющие сигналы на тиристоры резервной сети,Предлагаемый способ отличаетсятем, что подают управляющие сигналына тиристоры резервной сети, полярность которых совпадает с проводимостью открытия тиристоров основнойсети, после прекращения проводимости тиристора основной сети в каждойфазе подают сигнал включения на тиристор резервной сети противоположной проводимости, причем в случаепробоя тиристора основной сети запрещают переключение на резервнуюсеть, а в случае пробоя тиристорарезервной сети переключают с основной сети на резервную.Такой способ может быть осуществлен новым устройством, содержащимблоки управления тиристорами по числу тиристоров, блоки токовой защиты,датчики напряжения и датчики проводимости каждого тиристора, причемвыходы этих блоков и датчиков подключены ко входам логических схемкаждой сети, а выходы логическихсхем подключены ко входам блоковуправления, тиристорами и к соответствующим входам логической схемыдругой сети,На фиг. 1 изображена блок-схемаустройства, реализующего .способ переключения нагрузки переменного напряжения, (показана одна фаза); на, фиг. 2 - электрическая схема блокалогики переключателя питания переменного напряжения; на фиг. 3 - временные потенциальные диаграммы, поясняющие работу устройства при переключении.Блок схема содержит источник 1питания переменного напряжения,трансформатор 2 датчика напряжениядатчик 3 напряжения, который выполнен по общеизвестной схеме,датчики 4 и 5 проводимости тиристоров,которые выполняются в виде датчиковтока, фиксирующих открытое и закрытое состояние тиристоров, причемуровень токафиксации должен быть.меньше тока удерживания тиристора,Предпочтительно использование датчика в виде высокочастотного генератора, замкнутого на тиристор.Возможно выполнение датчиков проводимости тиристоров в виде датчиковнапряжения,фиксирующих полярностьи уровень напряжения на тиристорах.Схема также содержит силовые тиристоры б, 7 переключателя, блоки 8,9 управления тиристорами, эти блокимогут быть выполнены по любой избизвестных схем, позволяющей формиро-вать широкий импульс управления на тиристорах, трансформатор 10 тока;блок 11 токовой защиты; логическуюсхему 12 управления, эта схема пост"роена на базе логических элементов,распространенных серий, нагрузку 13,ключ 14 переключения приоритета;источник 15 сигнала логической единицы (штрих на чертеже обозначает.элементы схемы второго источника) . Электрическая схема содержит ком 10 бинационный логический алемент И 16 с тремя входами, причем второй вход - инверсный; комбинационный логический элемент ИЛИ 17 с двумя входами, причем первый вход инверсный; инвертор 18; логические элементы ИЛИ 19, 20, 21, 22, комбинационные логическйе элементы И Таким образом, схема обеспечивает переключение с одного источника на другой эа половину периода при несинхронных и несинфазных источниках,ЯМйлйббжФмс нинябеиаРмтвьтжфябчглаятебчеамысеяенЫм то Й ьвйббниаммжатлтяьевм е; .вбачбвбиел"ФрьФуаььаерлеать от,; чуе".г.к т" ч. Фм"яме тье:776475вхронных и синфазных источниках пита- ствует логический сигнал нуля с выния, ДопоулниТельные" Дайные приведе-, хода элемента 19, определяющий выклюны на фиг. 3.ченное состояние данного плеча, ТаПрй ПрсбОЕ тйрнетсрбат"ргтЕЭЕрВНОГО КИМ ОбраЗОМ, На ОбОИХ ВХОдаХ ЭЛЕМЕНйоб 1 ьОЩйха датЧИК" ПРОВбДй)Р(ОСтИ -ДаЕт . та 30 ПРИСУтСтВУЮт СИГНаЛЫ ЛОГИЧЕлогический сигнал в Чхему 12 , кото ской единицы, что прнведет к появле" рая вырабатывает командуна"отклю--нию на его выходе сигнала логической" " "ченйе работаьющегномитйрйсо 7 ного- ком"- " единицы", который через -элемент 22мутатора й включает грезервнййисточ- подается на триггер 34, устанавливаяник питания. При этомпроводуится пе= "на еговыходе состояние логическойреключение с блокировкой максималь- бО единицы. Сигнал с выхода триггера 34ной токовой зайитй на" йоловину пери- подается на выход датчика, откуда и"ода частотМсети, - поступает на вход блока 9 логическойПрй пробое тйрйсттгФЗо%8 ЪйогО" схемй другого плеча, и вызывает егойсгочййка ЮатЧйк "йроЗЪрййбс%й "опре- -=вйключение. Одновременно сигнал проделяет его нЕисправйочсть и логиче боя с выхода триггера 34 через эле-ская схема 12 вырабатывает"команду мент 19 подается на вторые входызапрета на включение резервной схе- элементов 23, 24 и вход элемента 26,дбы.,Появление логической единицы на вторых входах элементов 23, 24 вызываетУйравление работой блоков 8, 9 2 О включение данного плеча, а появлениеосуществляется элементами 24, 23, логической единицы на входе элемен" Если навторые входы элементов 24, та 26 приводит к снятию логической23 подан Сигнал"логйческого-нуля,едийицы со второго входа элемента 30,то на выходах элементов 24 и 23 так- на выходе его появится сигнал логичежЕ уСТаНаВЛИВаЕьбтбСяб уроВЕНЬ ЛУКИЧЕ- ."25 СКОГО НуЛя, ЧтО В СВОЮ ОЧЕрЕдЬ Прнского нуля, неЗависимо от сигналов ведет к появлению логического нуляна первых входатхслэтйх-элементов., на выходе элемента 22 и, следоваТаКйМ ОбрасэсОлМн,"слСбйдГбимйт ЛОГйтнЧЕСКОГО тЕЛЬНО, На ПЕРВОМ ВХОДЕ трИГГЕра 34,нуля на вторых входах элементов 24, Однако" на еговыходе будет сохранять23 однозначно определчяеут вйключенное ЗО ся сигнал логической единицы, таксостояние блоков 8, 9. Если же на как появление сигнала логическойвторые входы элементов 24, 23 подан единицы на его втором входе задерсигнал логической единицы, то сиг- . живается элементом 27,налы на их выходах будут определять-. Так как данное плечо перешло вося логическими уровнями на первых . включенное состояние, тиристорывходах этих элементов. ,З 5 должны включаться поочередно, но наТак на выходе элемента 23 появит-личие в паРе одного или двух пробися логическая единица (что соответ- тых тиристоровприводит к тому, что" ствует включенйю блока "8)" только., в течение каждого периода питающетогда, когда логический сигнал на го напряжения имеется момент, когдапервом входе "этого элемента равен 40 обатиристора проводят одновременнулю (то есть тиристор 6 закрыт), но, таким образом, на оббих входаханалогично и на выходе элемента 24 элемента 29 в эти моменты будут прйлогическая единйца появится тътлько сутсттвовать сигналы логической едив том случае, когда иа ее первомницы, что,приведет, к появлению навходе имеется сйгнал логического 45 выходе этого элемента один раз зануля .(закрыт тиристор 7) Появление периодуровня логической единицы,логической "едиййцы йа этом вйходевремя существования которого опреприводит к включейию бйока 9,деляется длительностью одновременКонтроль исправности тиристоровной проводимости обоих тиристороввч" " Йаийалйчие пробоя осуществляется 5 ьО паРы. Сигнал с выхода элемента 29элементами 21, 29, 26, 30, 22, 27, через элемент 22 поступает на пер 34. вый вход триггера 34 и вход элемен-та 27, Так как задержка, вносимаяЕсли данйое плеч 6 устрОЯФЪ на-элементом 27, выбрана большей, чемходится в выключенном состояйии, то период напряжения питающей сети, топри наличии пробоя тиристора хотя на его выходе постоянно,присутствуби однн"ив"сигнбдбв"дамбов"йрово-.ет сигнал логического нуля, и триг" димости"будет рв ен единиие, оба"гер "34 лродолиает оставаться в со- этих сигнала "йоадоаютсМ И ъхоЪ"зле-стоянии единицы.мента 21, на Выходе"коТбЬЪМо йбявит- Если пробой тиристора ликвидирося сигналлогической едийицы,-кото- аО "вать,моментов одноврем нной проворый Подается на первый "вход"-элемен- дймости тиристоров не будет, такимта 30, на втором входе "этого элемен- образом, на входах элемента 29 нета также будет скгналлогйчедской будет моментов одновременного появ единицы, поступающей с ввода эпе-"леан-сигналов логической едйницымента бб на- аноде"которого ирисут- бб,на. николая влементон 29 и 22 установится состояние логического нуля, ачерез промежуток времени, определяе-,мый элементом 27, на втором входетриггера 34 появится уровеньлогической единицы, а на его выходе сигнал логического нуля. Таким образом,на втором входе элемента 19 даннойлогической схемы и входе блока 9 логической схемы другого плеча будуТуровни логического нуля и устройство вернется в исходное состояние,определяемое логическими уровнямина входах устройств 5 - 9,Если происходит пробой в тиристорах другого плеча, то с е.о логической схемы на вход блока 9 логиче-ской схемы данного плеча поступаетсигнал логической единицы, которыйчерез элемент 32 проходит на первыйвход элемента 25, на выходе последнего устанавливается уровень логического нуля, поступающий на первыйвход элемента 19. На выходе элемента 19 также появляется сигнал логического нуля, что:приводит к выключению данного плеча, независимо отсостояния остальных входов логической схемы,Элементы 16, 17, 18, 28, 20 определяют алгоритм включения и выклю,.чеиия плеча устройства в зависимостиот сигналов датчиков 3 или Зф и отприоритета, задаваемого ключом 14.Эта часть логической схемы определяется выбранным алгоритмом работыустройства,В случае увеличения тока нагрузки выше заданного предела с блока 11на вход датчика 5 схемы 12 поступает сигнал логической единицы, приэтом, если на выходе одновибратора33 присутствует логическая единица,.,то сигнал с входа логической схемы 12 через элемент 31 проходит напервый вход генератора 36, который/переводится в единичное состояние,Сигнал логической единицы с его выхода поступает на вход элемента 25через элемент 32, что приводит кпоявлению на выходе элемента 25 ло 5 гического нуля и соответственно квыключению плеча.Для того, чтобы вновь включитьданное плечо, необходимо с помощьюкнопки 37 кратковременно подать лоО гическую единицу от генератора 36на второй вход триггера 35, чтоприведет к появлению на его выходелогическото нуля и устройство вер/нется в исходное состояние,5 Для того, чтобы избежать ложныхсрабатываний триггера 35 при возникновении пробоя, когда возможны большие значения тока, по возникновениюпробоя (появлению.на входе одновибратора 33 сигнала логической единицы) с выхода вибратора 33 на второйвход элемента 31 подается сигнал логиЧеского нуля на время порядка 1/2периода питающей сети; этот сигналблоки 1 ует прохбждение сигнала с входа датчика 5 на первый вход триггера 35.Таким образом, при переключениипитания нагрузки с основной. сети наЗО .резервную происходит принудительноевыключение тиристоров основной сетипутем выбора момента подачи управляю.щих импульсов на тиристорырезервнойсети, что исключает межсетевое короткое замыкание.Данное изобретение обеспечиваетчеткое переключение нагрузки переменного напряжения синхронных и несинхронных источников при различныхаварийных режимах как в сети, так и40 в самом переключателе, что позволяетзначительно увеличить надежностьобеспечения питанием ответственныхпотребителей,Горькова ТехредЛ.Мартяжова Корректор Л.Пат дак тор Заказ 10836/ 1 ВНИИП го комитет по ий и откры 113035, ская наб