Устройство включения резервного питания Советский патент 1988 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к энергоснабжению отдельных объектов и может быть использовано в системах резервированного питания ответственных потребителей.

Цель изобретения - повышение на- дежности электроснабжения и расшире- ние функциональных возможностей устройства.

На чертеже представлена схема устройства включения резервного питания.

Устройство содержит нагрузку 1 , pe ле 2-4, зa aIкaющиe контакты 5-7 , реле 2-3 соответственно, ключевые элементы Я-10, вьтрямительные мосты 11 и 12, включенные во вторичные обмотки трансформаторов 13 и 14 соответст- венно, конденсаторы 15 и 16 фильтров, резисторы 17-20 фильтров, причем элементы 14, 12, 18, 16 и 20 образуют первый датчик напряжения, а элементы 13, И, 17, 15 и 19 образуют второй датчик напряжения, блок 21 коммута- ции сетей, содержащий с первого по третий резисторы 2,2-24, с первого по шестой элементы К-НЕ 25-30, ключевые элементы 8-10 и реле 2-4, блок 31 управления, содерлсаищй с седьмого по десятый элементы И-НЕ 32-35, переключатель 36 режима, с четвертого по девятый резисторы 37-42 и первый 43 и второй 44 диоды, с одиннадцатого по шестнадцатый элементы И-НЕ 45-50, D-триггер 51, с десятого по четырнадцатый резисторы 52-56, первьй конденсатор 57, второй конденсатор 58, с третьего по пятый диоды 59-61, первьш 62 и второй 63 усилители, вывод 64 сигнала аварии нагрузки, блок 65 бес- пе ребойного электропитания с входными выводами 66 и 67, первый 68 и второй 69 транзисторы, с пятнадцатого по девятнадцатый резисторы 70-74, третий конденсатор 75, шестой диод 76, семнадцатый элемент И-НЕ 77, вьгеод 78 управления блока 65 бесперебойного электропитания, двадцатью 79 и двадцать первьй 80 резисторы, во- семнадцатьй элемент И-НЕ 81, вывод

82автоматического отключения, С устройством включения резервного питания связано второе идентичное устройство

83включения резервного питания, имеющее положительный вьтод 84 питания нагрузки и вывод 85 автоматического отключения.

0

0 о Q д

5

0

5

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 2,5, 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 R входе D-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 счетньй вход D-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 дополнитель-- ных входов элементов И-IfE 25, 26 и 2Я, отключение реле 2-4 и размыкание конт-актов 5-6,

1394328

При исчезновении напряжения основ- устрозЧство, включаемое первым, осу- ной сети, на входе элемента И-НЕ 28 ществляет питание нагрузки этого уст- формируется логический нуль, на его ройства, а устройство, включаемое выходе логическая единица, ключе- вторым, находится в дежурном режиме, вой элемент 10 закрывается, реле 4 т.е. подключено к одной из питающих возвращается и контакты 6 размыкают- сетей, но напряжение питания на ся. В то же время открывается ключе- нагрузку не подается. При этом навой элемент 8, срабатывает реле 2 и грузка устройства, включенного пер- замыкаются контакты 5. При этом на 10 .вым, осуществляет функциональное ре- нагрузку подается напряжение питания зервирование нагрузки устройства, от первой резервной сети.включенного вторым. Например, если

первым включено устройство 83, оно

При исчезновении напряжения ос- обеспечивает питанием нагрузку это- новной и резервной сети на первом и 15 го устройства, при этом наличие на- втором входах элемента И-НЕ 26, соеди- пряжения на нагрузке контролируется ненных с выходами элементов И-НЕ 25 и „Q наличию сигнала на выводе 84, ко- 28, устанавливаются логические едини- через резистор 80 и элемент цы, в результате ключевой элемент 9 jj-HE 81 обеспечивает обнуление второ- открьшается, срабатывает реле 3, замы-2о го входа элемента И-НЕ 35, дополни- каются контакты 7, подключая вторую тельных входов элементов И-НЕ 25, 26 резервную сеть.и 28 и, следовательно, блокировку реПри установке переключателя 36 ле 2-4 устройства, включенного вто- релсима в положение Отключено сиг- рым. При исчезновении по любой причи- нал на выходе усилителя 62 соответст- 25 не напряжения на нагрузке устройства вует логическому нулю, Этот сигнал 83 на вьшоде 84 исчезает блокирующий поступает на вход элемента И-НЕ 35 сигнал, и на нагрузку 1 устройства, и на дополнительные входы элементов . включенного вторым, подается напряже- И-НЕ 25, 26 и 28, обеспечивая отклю- ние питания. Выбор питающей сети опре- чение питающих сетей контактами 5-7. ЗО деляется заданным положением переклю- Логический нуль поступает также на чателя 36 режима, входы элемента И-НЕ 45, что обеспечивает обнуление Е-входа ГЬтриггера 51 Формула изобретения и установку его инверсного выхода в исходное положение, 1.Устройство включения резервного

При установке переключателя 36 питания, содержащее первый и второй режима в положение Резерв 1 логи- датчики напряжения, блок коммутации ческий нуль устанавливается на входе сетей и блок управления,- каждый дат- элемента И-НЕ 32, что определяет обну- чик напряжения содержит трансформа- ленив входов элементов И-НЕ 25, 26, 40 i °P вторичная обмотка которого под- :28 и.30 и включение ключевого элемен- ключена к мостовому вьшрямителю с RC- та 8, так как на выходе элемента фильтром, выводы первичных обмоток и-НЕ 50, входы которого подключены к трансформаторов первого и второго дат- выходу элемента И-НЕ 35, присутствует чиков напряжения предназначены для логическая единица. В случае аварии 45 подключения к основной и первой ре- нагрузки 1 D-триггер переключается, зервной питающим сетям соответствен- вход элемента И-НЕ 35 обнуляется, на но, минусовые вьгеоды мостовых выпря- выходе элемента И-НЕ 50 появляется мителей и одного из выводов RC-фильт- логический нуль, шунтирующий сигнал ра каждого датчика напряжения соедине- управления ключевым элементом 8. gQ ны с корпусом, блок коммутации сетей В результате реле 2.отключается, кон- содержит элементы И-НЕ с первого по такты 5 размыкаются, отключая первую шестой, первый вход первого элемента резервную сеть.И-НЕ подключен к второму выводу ЕСАналогично включается и отключает- фильтра второго датчика напряжения, ся вторая резервная сеть при установ- 55 второй вход первого элемента И-НЕ сое- ке переключателя 3fi режима в положе- динен с вторым входом второго элемен- ние Резерв 2 .та И-НЕ, выходом четвертого элемента

При совместной работе двух уст- И-НЕ и входами пятого элемента И-НЕ, ройств включения резервного питания выход первого элемента И-НЕ соединен

с первым входом третьего элемента И-НЕ и первым входом; второго элемента И-Р1Е, выход третьего элемента соединен последовательно с первым резистором, первым ключевым элементом и с одним вьгаодом первого реле, выход второго элемента соединен с первым входом шестого элемента И-НЕ, выход шестого элемента И-НЕ соединен последовательно с вторьм резистором, вторым ключевым элементом и с одним выводом второго реле, входы четвертого элемента И-НЕ подключены к второму выводу RC-фильтра первого датчика напряжения, выход пятого элемента И-НЕ соединен последовательно с третьим резистором, третьим ключевым элементом и с од1шм выводом третьего реле, первые вьгооды пар замыкающих контактов первого, второго и третье- го реле предназначены для подключения к первой резервной, второй резервной и основной питающим сетям соответственно, вторые выводы пар этих контак- тов соедине1Л 1 параллельно и подключены к входным вьшодам нагрузки, блок управления содержит переключатель режима, элементы И-НЕ с седьмого по десятый, резисторы с четвертого по девятый и первый, и второй диоды, первый вход седьмого элемента И-НЕ подключен к выходу восьмого элемента И-НЕ5 дополнительным входам первого, второго и четвертого элементов И-НЕ блока коммутации сетей, выходу девятого элемента И-НЕ и через четвертый резистор - к шине питания, второй вход соединен с одним выводом пятого резистора и с анодами первого и второго диодов, катод первого диода подключен к второму входу шестого элемента И-НЕ, к одному выводу шесто го.резистора и к первому выводу пе-

реключателя режима, подвижный контакт 45 входы пятнадцатого и шестнадцатого которого соединен с общей шиной питаэлементов И-НЕ соединены с выходом десятого элемента И-HEi другие вьгоо ды десятого, двенадцатого и четырна цатого резисторов соединены с шиной питания, другие вьшоды одиннадцатог тринадцатого резисторов и первого и второго конденсаторов соединены с общей шиной.

ния, катод второго диода подключен к второму входу третьего элемента И-НЕ, одному вьшоду седьмого резистора и к второму выводу переключателя режима, третий вывод которого соединен с одним выводом восьмого резистора и с первым входом восьмого элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу седьмого элемента-. И-НЕ, выход десятого элемента И-НЕ соединен с входами девятого элемента И-НЕ, другие выводы резисторов с четвертого по восьмой и реле с первого

0 5 о

5

0

по третье соединены с шиной питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения, в него дополнительно введены элементы И-НЕ с одиннадцатого по атестнадцатьш, D-триггер, резисторы с десятого по четырнадцатый, первый и второй конденсаторы, диоды с третьего по пятьй, первый и второй усилители, 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 входу десятого элемента И-НЕ, к входам одиннадцатого элемента И-НЕ,, выход которого соединен с входами двенадца того элемента И-НЕ, выход которого подключен к R-входу D-триггера, D и S-входы D-триггера соединены с одним вьгоодом четырнадцатого резистора, а С-вход соединен с выходом четырнадцатого элемента- И-НЕ, входы которого соединены с выходом тринадцатого эле мента И-НЕ, входы последнего соединены с одними выводами второго конденсатора, тринадцатого резистора и катодом четвертого диода, анод которо го подключен к одному выводу двенадцатого резистора и к выходу второго усилителя, вход которого соединен с выводом сигнала аварии нагрузки, инверсный выход D-триггера соединен с катодом пятого диода, анод которого подключен к второму входу десятого элемента , выход шестнадцатого элемента И-НЕ соединен с входом первого ключевого элемента, выход пятнадцатого элемента И-НЕ соединен с входом второго ключевого элемента.

входы пятнадцатого и шестнадцатого

элементов И-НЕ соединены с выходом десятого элемента И-HEi другие вьгооды десятого, двенадцатого и четырнадцатого резисторов соединены с шиной питания, другие вьшоды одиннадцатого, тринадцатого резисторов и первого и второго конденсаторов соединены с общей шиной.

2. Устройство поп,1,отли чающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, дополнительно введены блок бесперебойного электропитания, первый и

второй транзисторы, резисторы с пятнадцатого по девятнадцатый, третий конденсатор, шестой диод и семнадцатый элемент И-НЕ, причем входные выводы блока бесперебойного электропитания подключены к соединенным параллельно вторым выводам пар замыкающих контактов первого, второго и

двадцать первьгй, третий конденсатор, шестой диод, семнадцатый и восемнад- цатьй элементы И-НЕ, причем входные вьгооды блока бесперебойного электропитания подключены к соединенным параллельно вторым выводам пар замыкающих контактов первого, второго и третьего реле, входные выводы подклю

Изобретение относится к энерго снабжению отдель ных объектов и может быть использовано в системах резерви рованного питания ответственных по требителей. 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- иь1м переключателем режима блока управления и сигналами ;цатчиков на- пряжения, 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 исчезновении напряжения основной 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 вьтол- нение устройства с питанием нагрузки через блок бесперебойного электропитания, а также совместная работа двух устройств. При 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 не подается. При этом нагрузка устройства, включенного первым, осуществляет функциональное резервирование нагрузки устройства, включенного вторым. При исчезновении по любой причине напряжения на нагрузке устройства, I включенного первым, автоматически . включается нагрузка устройства, включенного вторым. 2 з.п. ф-лы, I ил. S5 (Л со со со ISD 00

третьего р,еле, выходные выводы под- 10 чены к входным вьгоодам нагрузки, а

ключены к входным выводам нагрузки, а вывод управления соединен с коллектором первого транзистора, база которого соединена с одними выводами пятнадцатого и шестнадцатого резисто- 15 ров, другой вьшод шестнадцатого резиЬ- тора соединен с одним вьгоодом третьего конденсатора и катодом шестого диода, анод которого соединен с коллектором второго транзистора и одним 20 вьюодом восемнадцатого резистора, дру- грй вьшод которого соединен с шиной питания, база второго тр&нзистора соединена с одними вьгеодами 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, другие вьшоды пятнадцатого и семнадцато- 30 резисторов соединены с первым входом

го резисторов, эмиттеры первого и второго транзисторов и другой вывод третьего конденсатора соединены с общей шиной питания. ,. -

вывод управления соединен с коллектором первого транзистора, база которого соединена с одними выводами пятнадцатого и шестнадцатого резисторов, другой вывод шестнадцатого резистора соединен с одним вьтодом 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 вьгоод девятнадцатого резистора соединен с выходом семнадцатого элемента И-НЕ, входы которого соединены с вы-, ходом десятого элемента И-НЕ, одни вьшоды двадцатого и двадцать первого

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 вьшодом автоматического отключения, а вывод автоматического отключения каждого устройства соединен с положительным выводом питания нагрузки другого устройства.

-Л17/fl7l

Sf 70 и JL

hcb-T

--V4