Поставленная цель достигается тем, что в устройство для переключения потребителей переменного тока, содеращее силовые трансформаторы, выводы вторичных обмоток которых чеез коммутаторы присоединены к выводам наг1}узки, блок контроля фазы напряжения, входы которого соединены с основной и резервной сетями, а выходы - с цепями управления коммутаторов, введены ключевые элементы, датчик напряжения основной сети, блок контроля полярности ,напряжения, содержащий два субблока, кажый из которых состоит из четырех однофазных согласующих трансформаторов, выпрямители, выходы которых объединены и подключены к цепи, состоящей из последовательно соеиненных амплитудного компаратора, расширителя импульсов, схемы И, усилителя мощности, причем выводы вторичных обмоток силового трансформатора соединены между собой и соответствующими фазными выводами через ключевые элементы, цепи управ-, ления которых подключены к выходу усилителя мощности блока контроля полярности напряжения, при этом три вторичные обмотки согла- . сующего трансформатора, подключенного к выводам нагрузки, через вторичные обмотки других согласующих трансформаторов, подключенных к различным выводам фаз резервной сети, соединены с входами выпрямителей, вторые входы схем И соединены с выходом датчика напряжения основной сети, а выход инвертора, подключенного к выходу расшиителя импульсов субблока,- соединен с вторым входом схемы И второго субблока.
На фиг. 1 представлена схема устойства для переключения потребителей переменного тока на фиг. 2 блок контроля полярности напряжения ; на фиг. 3 - блок контроля фазы напряжения; на фиг. 4 - векторная диаграмма, поясняющая принцип работы предлагаемого устройства.
Устройство для переключения потребителей переменного тока (фиг. 1 и 2} содержит силовой трансформатор 1; фазнЕзе зажимы 2-4 . через ключевые элементы 5-13 коммутатора соединены с каждой клемг-юй 14-17 потребителей переменного тока блок 18 контроля фазы напряжения, вход которого связан с основной и резервной сетями, а выход - с цепями управления ключевых элементов комму татора; дополнительные ключевые элемента 19-30, цепи управления которых подключены к выходу дополнительно- введенного блока 31 контроля полярности напряжения (силовой трансформатор со статическим выключателем 32), содержащего два субблока (фиг. 2), каждый из которых имееа четыре Однофазных согласующих трансформатора 33-36, выпрямители 37-39, выходы которых объединены и подключены к цепи, состоящей из последовательно соединенных амплитудного компаратора 40(41), расширителя 42(43) импульсов,схемы И 44(45) и усилителя 46(47) мощности, при этом три вторичных обмотки 48, 49 и 50 согласующего трансформатора, подключенного к фазе основной сети, через вторичные обмотки 51, 52 и 53 других согласующих трансформаторов, подключенных к различным фазам резервной сети, соединены с входами указанных выпрямителей, а свободные входы схемы И соединены с выходом датчика 54 напряжения, подключенного к основной сети, и с выходом инвертора 55, подключенного к выходу расширителяимпульсов другого субблока. При этом блок 18 контроля фазы напряжения содержит (фиг. 3) три субблока, каждый из которых имеет два согласующих трансформатора 56 и 57 (вторичные юбмотки 58-61 которых соединены одн последовательно - 58 и 60, а другие встречно - 59 и 61), подключенных к выпрямителям 62 и 63, цепь, содержащую последовательно соединенные амплитудный компаратор 64(65,66), расширитель 67(68,69} импульсов, cxetviy И 70 (71, 72) , уси-литель 73(74,75) мощности, причем свободные входы схемы И- соединены с выходом датчика 54 напряжения, подключенного к основной сети, с выходами инверторов 76, 77, подключенных к выходам/расширителей импульсов других субблоков,а согласующие трансформаторы каждого субблока подключены к одной фазе основной сети и соответствующей фазе резервной сети. На фиг. 4 представлены векторы 78, 79 и 80 напряжений основной сети, векторы 81, 82 и 83 напряжений резервной сети (если замкнуты ключи 19, 20, 29, 26, 27 и 28) и векторы 84, 85 и 86 -напряжений резервной сети (если замкнуты ключи 21, 22, 30 23, 24 и 25).
Блок 31 контроля полярности напряжения обеспечивает формирование и подачу импульсов управления на ключевые элементы 19 и 20, 29, 26, 27, 28 или 21, 22, 30, 23, 24 и 25. Ключевые элементы 5-13 и 19-30. выполняются с двухсторонней проводимостью и реализуются на транзисторах или тиристорах. Транзисторный вариант ба ируется на выпрямительном мосте, в диагональ которого включен транзисторный ключ, а тиристорный -вариант - на двух встречно-параллельно включенных тиристорах с блоками коммутации. В нормальном режиме потребители переменного тока подключены к основ ной сети через блок 32. В этом режиме управление на ключевые элемент 5-13 и 19-30 не подается. Однако блок контроля фазы напряжения и бло контроля полярности напряжения осуществляют- контроль напряжений основ ной и резервной сетей. При аварии Сисчезновении) напряжения основной сети импульсы управления, формируемые блоками 18 контроля фазы напря жения, обеспечивают включение ключе вых элементов 5, 9, 13 или 6, 10,11 или 7, 8 и 12. В блоке контроля полярности напр жения (фиг. 2) один согласующий тра форматор 33 подключен к фазе А осно ной сети, а три других - к фазамре зервной сети. При этом на входы выпрямителей 37, 38 и 39 поступает соответственно сумма напряжений 78, 79, ВО, 78+81, 78+82, 78+83. Так ка фазы этих напряжений различные, то на вход амплитудного компаратора 4 поступает пульсирующее однополярное напряжение. На выходе амплитудного компаратора импульс напряжения буде появляться в случае, когда амплитуда выпрямленного (одного) напряжени превысит опорное Ц,. Опорное напряжение устанавливается таким,- чтобы указанное напряжение на выходе ампл тудного компаратора появлялось при |углахо 5 30 9Л. град. Выходной сигшал с выхода компаратора 40 поступает на рагпииритель 42 импульсов, который обеспечивает на выходе непрерывный сигнал при эл. град .Далее этот непрерывный сигнал поступает на один вход схемы И 44. На другие входы схемы И поступают сигналы с выхода датчика 54 напряжения и инвертора 55 другого субблока На выходе схемы И 44 (на входе усили теля 46 мощности) сигнал будет при наличии сигналов с выходов расширите ля 42 импульсов, датчика 54 напряжения и инвертора 55, Таким образом, на выходе первого субблока импульсы управления, подаваемые на ключевые элементы 19, 20, 29, 26, 27 и 28 будут появляться в случае, когда фазовый угол напряжения 81, 82, 83 любой фазы резервной сети меньше или равен 30 эл. град. Аналогично работает и второй субблок, сигналы с выхода которого поступают на ключевые элементы 21 - 25 и 30. Отличие второго субблока состоит в том, что согласую щие трансформаторы, подключенные к резервной сети, включены в противофа:зе относительно трансформаторов 34, 35, 36, т.е. этот субблок осуществляет контроль системы напряжений 84, 85, 86 относительно напряжения 78. Устройство контроля полярности напряжения всегда определяет, какую систему напряжения (81, 82 и 83 или 84, 85 и 86) необходимо подключить в момент аварии к основной сети. Если фазовый сдвиг напряжениями 78 и 81, или78 и 82, или 78 и 83 меньше 30 эл. град., то при исчезновении основной сети управление подается на ключевые элементы 19, 20, 29, 26, 27 и 28. Если же фазовый сдвиг меньше 30 эл. град, между напряжениями 78 и 84, или 78 и 85, или 78 и 86, то сигналы управления поступают при аварии в основной сети на ключевые элементы 21, 22, 30, 23, 24 и 25. Для исключения аварийных режимов (к.з.) при углах oL /Ь 30 эл. град, выполнены связи между субблоками, введен инвертор 55, выход которого подключен к схеме И 44, что исключает одновременное появление сигналов управления на выходах усилителей 46 и 47. Блок контроля фазы напряжения (фиг. 3) выполнен по Toivi же принципу, что и блок контроля полярности напряжения, но и.меет три одинаковых субблока. Первый субблок, формирующий импульсы управления для ключевых элементов 5, 9 и 13, осуществляет контроль напряжений 81 и 84 (фаза А) резервной сети. На один выпрямитель 62 подается сумма напряжений вторичных обмоток согласующих трансформаторов 56 и 57 (т.е. 78+81), а на второй выпрямитель 63 подается разность напряжений вторичных обмоток трансформаторов 56 и 57 (т.е. 78-Й1 или 78+84). Пульсирующее напряжение с вихода выпрямителей подается на амплитудный компаратор 64, где осуществляется сравнение указанного напряжения с опорным. Опорное напряжение устанавливается таким, чтобы импульсы на выходе амплитудного компаратора поя-вились при фазовых углах напряжением 78 и 81 или 78 и 84 меньше 30 эл. град. Выходкой сигнал амплттудного компаратора поступает на расширитель 67 импульсов и далее на схему И 70 и усилитель 73 мощности. Для исключения одновременного появления сигналов управления на разных субблоках при cL К 30 эл. град, выполнены связи между субблоками (введены инверторы 76 и 77), выходы которых подключены к схемам И 70, 71 и 72 . Устройство контроля фазы напряжения всегда определяет, какое из напряжений 81, 82, 83(84, 85,- 86) имеет меньший фазовый сдвиг относительно напряжения 78. Рассмотрим работу, всего устройства в целом. При питании нагрузки от основной сети 78, 79, 80(78 - фаза А, 79 фаза В, 80 - фаза С) все ключевые элементы 5-13, 19-30 выключеныг. На вторичных обмотках трансформатора, подключенного к резервной сети, находится ЭДС 81, 82, 83 - 84, 85, 86 с унизанными фазами (фиг. 4. При этом в блоке контроля полярности напряжения (фиг. 2) происходит суммирование напряжений 78+81 (обмотки 48 и 51), 78+82 (обмотки 49 и 52), 78(-83 (обмотки 50 и 53) и их выпрямление. Амплитудный компаратор 40 реагирует на сумму напряжений 78+81 ( эл. град.), и на один вход схекы И 44 с выхода расширителя 42 импульсов поступает сигнал. В это же время на вход выпрямителей 37, 38 и 39 второго субблока подтупают суммы напряжений 78+84, 78+85 и 78+86 (самая большая сумма вторая). Но выпрямленные напряжения меныле напряжения уставки амплитудного компаратора 40 и на его выходе сигнала не будет, т.е. с выхода инвертора 55 на схему И 44 сигнал тоже поступает. Теперь при аварии в основной сети датчик 54. напряжения выдает сигнал на схему И 44, и импульсы управления поступают на ключевые элементы 19, 20, 29, 26, 27 и 28. В блоке контроля полярности напряжения аналогичным образом сигнал будет только на выходе амплитудного компаратора 64, расширителя 67 импульсов и инвертора 76. При аварии в основной сети сигнал с датчика 54 напряжения поступает на схему И 70, и на ключевые элементы 5, 9 и 13подаются управляющие импульсы, т.е„ нагрузка подключается к системе напряжений 81, 82, 83 и т.д.
В случае питания потребителей переменного тока без нулевого провода дополнительные ключевые элементы 29 и 30 не требуются и их можно из схемы исключить. Переключение с резервной на основную сеть происходит в момент совпадения фаз их напряжений (в случае, когда блок 32 содержит согласующий трансформатор и статические выключатели) или таким же образом, как и переключение с основной на резервную сеть (в случае, когда блок 32 объединяет элементы 1-31).
Таким образом, изобретение позволяет уменьшить в 1,5 раза массу и габариты (мощность) силового трансформатора и устройства в целом. Это определяется тем, что в предлагаемом устройстве для формирования требуемых напряжений применяется один комплект вторичных обмоток. В прототипе же применяется два комплекта вторичных обмоток, каждый из которых рассчитан на ток, потребляемый нагрузкой.
Дополнительным положительным свой ством предлагаемого устройства является возможность применения серийно выпускаемых трансформаторов, освоенных нашей промышленностью.
Формула изобретения
Устройство для переключения потре бителей переменного тока с основной сети на резервную, содержащее силовые трансформаторы, выводы вторичных обмоток которых через коммутаторы подключены к выводам нагрузки, блок контроля фазы напряжения, входы которого соединены с основной и резервной сетями, а выходы - с цепями управления коммутаторов, о т л и чающееся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, в него введены ключевые элементы, датчик напряжения основной сети, блок контроля полярности напряжения,содержащий два субблока, каждый из которых состои из четырех однофазных согласующих тран форматоров, выпрямители, выходы которых объединены и подключены к цепи, сострящей из последовательно соединенных амплитудного компаратора, расширителя импульсов, схемл И, усилителя мощности, причем выводы вторичных обмоток силового трансформатора соединены между собой и соответствующими фазными выводами через ключевые элементы, цепи управления которых подключены к выходу усилителя мощности блока контроля полярности напряжения, при этом три вторичные обмотки согласующего трансформатора, подключенного к выводам нагрузки, через вторичные обмотки других согласующих трансформаторов, подключенных к различным выводам фаз резервной сети, соединены с входами выпрямителей, вторые входы схем И соединены с выходом датчика напряжения основной сети, а выход инвертора, подключенного к выходу расширителя импульсов субблока,соединен с вторым входом схемы И второго субблока.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР № 459827, кл. Н 02,J 9/00, 1968.
2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 3353648/24-07,
кл. Н 02 J 9/06, 1981. fffJ.CMi
/yff. cf/w
Йж/ tff/TJf y/r/f.
«wrV fWtflfxre
je л
«4j wriflfMff
//л./
ff.fXff
4f
//
ЯоуУ ffj. cart ffOUtOf f
flf}. forrtr
«atfC jtefuff
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ бесперебойного электропитания потребителей переменного тока и устройство для его осуществления | 1982 |
|
SU1072179A1 |
Способ электропитания многофазных потребителей переменного тока и устройство для его осуществления | 1981 |
|
SU1010697A1 |
Устройство для гарантированного электропитания потребителей переменного тока (его варианты) | 1983 |
|
SU1246244A1 |
Устройство для гарантированного электропитания многофазных потребителей переменного тока | 1983 |
|
SU1138883A1 |
Преобразователь частоты | 1986 |
|
SU1403287A2 |
Управляемый электропривод | 1984 |
|
SU1197031A1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА (ВАРИАНТЫ) | 2005 |
|
RU2291000C1 |
Преобразователь переменного напряжения в постоянное | 1982 |
|
SU1171932A1 |
СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ КОМПЛЕКСА КОРАБЕЛЬНОЙ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ | 1998 |
|
RU2124260C1 |
Устройство для дифференциально-фазной защиты электроустановки | 1987 |
|
SU1677762A1 |
Авторы
Даты
1983-03-07—Публикация
1981-11-26—Подача