Устройство для автоматического переключения нагрузки с одного источника переменного тока на другой Советский патент 1991 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тех областях народного хозяйства, где нашли применение потребители переменного тока, не терпящие перерыва или некачественного электропитания.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства во время переходных процессов в электрических сетях.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства для автоматического переключения нагрузки с одного источника переменного тока на другой; на фиг.2 - временные диаграммы его работы; на фиг.З - структурная схема реле частоты; на фиг.4 - временные диаграммы работы реле частоты.

Устройство состоит из идентичных блоков 1 и 2 анализа основного и резервного источников, входы которых через депифратор 3 подключены к исполнительному блоку 4 Каждый блок 1 или 2 анализа содержит датчик 5 напряжения и реле 6 частоты, входы которых подключены к крптролир 1 --м источнику напряжения переменного тиоел

4

СО

го

ка, пороговый элемент 7, вход которого подключен к выходу датчика 5 напряжения, первое 8, второе 9 и Третье 10 реле времени, а также ло- йический элемент И 11«, При этом вход реле 8 времени и вход реле 9 времени Подключены соответственно к выходу rtoporoBoro элемента 7 и к выходу ре- Ле 6 частоты, а выходы реле 8 и 9 времени через логический элемент И 11 подключены к входу реле 10 времени. Реле б частоты {фиг.З) содержит усилитель-формирователь 12 входного Сигнала., Т-триггер 13,ждущие генера- оры 14 и 15 импульсов эталонной длительности, логический элемент И 16 И D-триггер 17. При этом выход усилителя-формирователя 12 входного сиг- Нала подключен к счетному входу Т- триггера 13, прямой выход которого подключен к входам вдущих генераторов 14 и 15 импульсов эталонной длительности, а инверсный выход - к входу синхронизации D-триггера 17, инверс- ный выход идущего генератора 14 импульсов эталонной длительности и прямой выход ждущего генератора 15 импульсов эталонной длительности подключены к входам логического элемен- та И 16, выход которого подключен к информационному входу D-триггера 17

Устройство работает следующим образом

При подключении устройства к источникам переменного тока на выходе датчика 5 напряжения блоков 1 и 2 анализа появляется выпрямленное и сглаженное напряжение, пропорциональное амплитуде напряжения контролиру™ емой сети, а на выходе усилителя-фор мирователя 12 появляется прямоугольное напряжение с частотой контролируемой сети (фиг.46), которое запускае Т-триггер 13, Снимаемые с прямого вы хода Т-триггера 13 импульсы, представляющие собой меандр (фиг.4в), в свою очередь запускают ждущие генераторы 14 и 15 импульсов эталонной длительности, при этом с инверсного выхода ждущего генератора 14 будут сниматься импульсы с активным уровнем логического нуля, длительность которых равна длительности периода наибольшей предельно допустимой частоты контролируемого источника переменного тока tax.t (фиг 4г), а с прямого выхода ждущего генератора 15 импульса эталонной длитель

0

5

ности - импульсы с активным уровнем логической единицы, длительность которых равна длительности периода наименьшей предельно допустимой частоты контролируемого источника С Эт (фиг.4д). В результате этого с выхода логического элемента И 16 на информационный вход D-триггера 17 поступают импульсы, длительность которых равна разности между длительностями периодов наименьшей и наибольшей предельно допустимых частот (фиг.4е). Если частота контролируемого источника переменного тока больие минимально допустимого значения контролируемой частоты, но меньше максимально допустимого значения, то в момент прихода фронта импульса с инверсного выхода Т-триггера 13 на вход синхронизации D-триггера 17 ha прямом выходе последнего установится состояние логической 1. После чего состояние логической 1 установится на выходе реле времени (фиг.26,г).

Если величина контролируемого напряжения, снимаемого с выхода датчика 5 напряжения, находится в зоне предельно допустимых значений, то на выходах порогового элемента 7 и реле 8 времени также установится состояние логической 1 (фиг.2а,в). Как только на выходах реле 8 и 9 времени установится состояние логической 1, через время Ј,, равное или несколько большее допустимому периоду отклонения напряжения в повторно кратковременном режиме на клеммах потребителя, состояние логической 1 установится на выходе реле 10 времени (фиг.2д). Сигнал с выхода реле 10 времени блоков 1 и 2 анализа поступают на дешифратор 3, который, проанализировав состояния выходов этих реле, подает необходимую команду исполнительному блоку 4 на включение основного источника.

В случае выхода величины контролируемого напряжения за зону предельно допустимых значений на выходе порогового элемента 7 установится состояние логического О (фиг.2а). Состояние логического О установится также на выходе QD-триггера 17, если частота контролируемого переменного тока меньше или больше соответственно минимального или максимального предельно допустимых значений контролируемой частоты, так как в мо ЛCS

мент прихода фронта импульса с инверсного выхода Т-триггера 13 на вход синхронизации D-триггера 17, на информационном входе D-триггера 17 будет состояние логического О (фиг.26).

Если отклонения напряжения или частоты имеют кратковременный характер и длительность этих отклонений не превышает времени задержки, создаваемой соответственно реле 8 или 9 времени, т.е. если С4 е Ф илн то на выходах реле 8 и 9 времени сохранится состояние логической 1 (фиг.2а,б,в,г). Как только длительность отклонения напряжения или частоты превысит время задержки соответственно реле 8 или 9 времени, на выходе одного из последних и на выходе реле 10 времени сразу же установится состояние логического О (фиг.2д).

Таким образом, при переключении нагрузки, приводящей к провалу напряжения и отклонению частоты, исключается возможность ложных срабатываний, например, при переключении с основного источника переменного тока, имеющего некачественную электроэнергию, на резервный источник, -имеющий качественную электроэнергию. Кроме того, за счет введения независимого временного контроля напряжения и частоты значительно повышается надежность работы устройства в сл случае кратковременного отклонения

-

10

15

2б

25

30

35

указанных параметров источников переменного тока. Формула изобретения

Устройство для автоматического переключения нагрузки с одного источника переменного тока на другой, содержащее дешифратор, выполненный в виде элемента И с двумя входами, один из которых инверсный, выход дешифратора подключен к исполнительному блоку, а инверсный и прямой входы - к выходам двух идентичных блоков анализа основного и резервного источников соответственно, каждый из блоков анализа включает первое реле времени, реле частоты, пороговый элемент и датчик напряжения, вход которого предназначен для подключения к контролируемому источнику напряжения переменного тока, а выход - к входу порогового элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности устройства во время переходных процессов в электрических сетях, в каждый блок анализа источников введены логический элемент И, второе и третье реле времени, причем входы второго и третьего реле времени подключены соответственно к выходу порогового элемента и к выходу реле частоты, вход которого подключен к контролируемому источнику напряжения переменного тока, а выходы второго и третьего реле времени через логический элемент И подключены к входу первого реле времени.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тех областях народного хозяйства,где нашли применение потребители переменного тока, не терпящие перерыва или некачественного электропитания. Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства во время переходных процессов в электрических сетях. Устройство содержит дешифратор, исполнительный блок и два идентичных блока анализа напряжения и частоты источников, каждый из которых содержит элемент контроля напряжения, реле частоты и первое реле времени. Новым является то, что в состав каждого блока анализа введены логический элемент И и второе и третье реле времени, входы которых подключены соответственно к выходу элемента контроля напряжения и к выходу реле частоты, а выходы - через логический элемент И к входу первого реле времени. Устройство позволяет получить независимые друг от друга временные задержки на включение резерва при отклонении от нормы напряжения и частоты основного источника. Это необходимо, поскольку длительность предельно допустимого отклонения частоты и переходных процессах значительно больше длительности предельно допустимого отклонения напряжения, 4 ил. о

1.

П

ФмЗ

Фк.4