АВТОМАТ РЕЗЕРВНОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ Советский патент 1971 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к области электроснабжения промышленных предприятий и отдельных объектов и может найти нрименеиие в системах резервирования электроснабжения ответственных потребителей, не допускающих перерыва в электроснабжении при наличии резервной электросети, особенно в автономных электросистемах перемеппого тока. Известиы автоматы резервного переключения потребителей в сетях переменного тока, содержащие тиристоры в качестве коммутирующих элемептов с импульсиой системой управления, состоящей из блока контроля, входы которого подключены на панрян ение обеих сетей, а выходы - к двум входам блока с двумя устойчивыми состояниями (триггера), на два выхода которых включены два выходных блока, формирующих импульсы управления тиристорами. Недостатком таких автоматов является переключение с разрывом питания потребителя и низкая эффективность их применения в сетях промыщленной частоты, так как в этом случае длительность разрыва питания ири переключении мало отличается от длительпости разрыва питания контактного аипарата. па напряжеппе соответствующей сети и к трансформаторам тока, расположенным в цени потребителя. Имнульсы управления каждым тирпстором формируются в интервале соБаадепия напряжения сети и тока иотребиг: 1я Б полярности, соогветствующей схемной ;:оляр 1ости тиристора. Па фиг. 1 изображена прпнциииальная схе: ia предлагаелюго автомата; па фиг. 2 - времсппая диаграм.ма работы автомата; на фиг. 3 - эквиз;;леитпая схема автомата при 1к пек;; о-1еип ;; па фиг. 4 - принпипиальная с;: :офазпая электрическая схема автомата при И1.;1ок.тючеи;:И па один тпрпстор. В ка1естг е силовых ко.ммутационпых элел ситог, пспсльзуюгся группы встречно-парал.:слы10 соод1 1:с1;1;ь:х в каждой фазе тиристоров / и 2, ъсроз которые фидеры 3 и 4 основп&й п резервпой сети соединяются с нотребителем 5. Цепи управления тиристоров подключепы к выходам блоков 6 и 7 формирования импульсов совпадения, три входа которых подключены; вход но папряжепию к своему , вход но току иагрузки к трансформатору 8 илп 9 тока з пепп пагрузкп, управляющн11 вход к выходу триггера 1G. Триггер 10 имеет два раздельиых выхода, которые подключены па управляющие входы блоков 6 и 7 обоих филоров 3 и 4. На два раздельных входа триггера Ю нодключспы выходы блока

11 управления, входы которого соединены с фидерами 5 и #.

Все блоки выггалнеиы на нолунроводпиковы х элементах.

Блок формирования импульсов совпадения состоит из диодной схемы совпадения па диодах 12 и 3 (см. фиг. 4), па вход которой включены трансформатор 8 тока и трансформатор 14 нанряжепня, и схемы формнрованпя импульсов. Схема фор.мирования импульсов содержит выходной трансфор.матор 15, цень управления тиристором, в которую входит диод 16 и резистор 17, выходной триод 18, пепь разряда контура памагничиваппя, состояидего из диода 19 и стабилитрона 20, включеьп-пю параллельно первичной об:.1отке трансформатора 15, цепь запирапия трпода 18 па резисторе 21 и входпой триод 22, эмиттер которого подключеп к базе выходпого трпода 18, а база через диод 23 - к схеме совпадения на диодах 12 и 13 н базовому резистору 24.

Коллектор триода 22 через резистор 25 подключеп к аподу маломогцного тиристора 26, катод которого подсоединен к шине коллекторного питания. Управляющий электрод тиристора 26 подключенК тому выходу управляющего блока 11, который управляет блоком 6. Управляющий электрод тиристора 27 симметричного блока 7, нрипадлежащего другому фидеру, подключен к другому выходу блока //. Аноды тиристоров 26 и 27 соедпиены между собой через коммугирующий копденсатор 28. Таким образом, тиристоры 26 и 27, конденсатор 28 и резисторы 25 представляют собой триггер 10. При электроиитании потребители со стороны фидера 3 автомат работает следующим образом.

Блок 6 открыт, т. е. тиристор 26 открыт, а тиристор 27 закрыт. Блок 6 фидера 3 определяет совпадеппе напряжеппя Ll и тока i,, потребителя в каждой полярпостп и в и ггервале совпадения формирует прямоугольный пмпульс ilynp. Импульс ноступает на тиристор, с.хемная полярность которого та же, в которой онределялось совнадение. Это возможно в интервале, когда дподы 12 и 13 находятся под отрицательным смещением. Базисный ток триода 22 через дпод 23 проходит по резистору 24. Триод 22 открыт, обеспечивая открытое сс1Стояние триода 18, в результате чего на выходную обмотку импульсного трансформатора /6 поступает прямоугольпый импульс. Как только одпп из диодов 12 плп 13 окажется иод положптельпым смеш,енпем, ток через дпод пойдет на резистор 24, при этом диод 23, триоды 22 и 18 запираются. Контур на.магнпчиваипя трансформатора 15 разряжается при постоянном напряжеппи па входной обмотке па гасящей цепи на дподе 19 и стабилитроне 20.

Такая схема обладает высокой точноетью - ощибка по фазе между выходным прямоугольпым папряжением и синусоидой может составлять доли электрического градуса.

Таки.м образом, при отстающем по фазе токе (см. фиг. 2) передпий фронт импульса формируется при переходе через пуль тока в интервале совпадения, а задний фронт - при

.переходе папряжепия через )уль из интервала совнадення.

Снгнал на переключеппе может поступать пли от впегппей команды, или в автоматическом режиме - от блока 11 управлеппя, в состав KOTopoio входят быстродействующие реле иапряжения и частоты. От этого сигиала триггер переходит в другое положепие равпО весия. Тиристор 27 открыт при закрытом ти ристоре 26, в результате чего блок 6 закрывается, и одповременно блок 7 открываетея (момент вре.мепи /о). После снятия имнульсов управления одии из тиристоров 1 отключаемого фпдера 3 продолжает проводить ток ti. Согласпо принятому закону управления /упр2

поступают па тиристоры 2 подключаемого фидера -4 с б.юка 7 )1ри совпадеиии тока IH на|рузки, который протекает в данный момент через одпп пз тиристоров 1, и папряжения U подключаемого фидера 4 (момент i). Как

проводящий тиристор одного фпдера, так и подключаемый тиристор другого фидера оказываются одной полярности, т. е. встречно включенными.

Переключение начинается, когда .мгновенные нанряжения И и t/2 обоих фидеров стаиут равными (момент /г). Эквивалентная схема во вре.мя переключення (см. фпг. 3) близка по структуре схемам выпрямлеппя, и процесс коммутацпп тока протекает примерно

также - в фпдере 3 ток Il спадает, в фидере 4 ток 12 парастает. В момент времени з коммутация заканчивается - нагрузка полностью переходит па фидер 4. При переключепии паиряжепия па нагрузке искажается, причем етепень искажения увеличивается с увеличением угла разности фаз папряжеппй и л и и 2. Это искажение выражается в увеличенпп длительности одного нолунериода напряжепия 6,,. Если в нагрузку входят электромагнитные устройства и происходит пасыщепие lix магпнтопрозода, то это сопровождается броском тока в подключенном фидере (пупктирпые линии па фиг. 2). При необходимости блок // уиравлепия .может

осущеетвлять коптроль разпости фаз для нереключепня lie только без разрыва питания, по и без иекажеиия формы напряжения па потребителе.

Предлагаелгый автомат обладает очень высокп.м быстродействпем п позволяет произвести перек.тючепие без ухудшения качества электроэиергии даже ири таких авариях в одной пз сетей, как обрыв фи.т,ера, короткое

Предмет изобретения

Автомат резервного переключения потребителей в сетях переменного тока, содержащий тиристоры в качестве коммутирующих элементов с импульсной системой управления, состоящей из блока контроля, входы которого подключены на напряжение обеих сетей, а выходы - к двум входам блока с двумя устойчивыми состояниями (триггера), на два выхода которых включены два выходных блока, формирующих импульсы управления тиристорами, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия и исключения уравнительного тока при переключении, два других входа выходных блоков подключены на напряжение соответствующей сети и к трансформаторам тока, расположенным в цепи потребителя, причем импульсы управления каждым тиристором формируются в интервале совпадения напряжения сети и тока потребителя в полярности, соответствующей схемной полярности тирпстора.