Устройство для автоматического переключения однофазных потребителей в низковольтных распределительных сетях Советский патент 1978 года по МПК H02J3/26 

(S4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ОДНОФАЗНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ , В НИЗКОВОЛЬТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ автоматнчесжого подключения однофазных потребителей. Непосредственное измерение фазных токов связано с необходимостью epd зания в-силовые j линии, что крайне нежела тельно с точки зрения эксплуатации распре-; делительных сетей. Целью изобретения является повышение точности симметрирования режима сети, Зто достигается тем что в предложенном устройстве для автоматического переключения однофазных потребителей в низковольтных распределительных сетях с трехфазными и однофазными нагрузками, содержащем выявитель несимметрии, блок сравнения, связан, ный с блоком коммутации однофазных потребителей, выявитель несимметрии и блок срав нения состоят из фильтра напряжен Ш нулевой, последовательности, фильтра основной гармоники частоты сети, сглаживающего вып рямителя, нуль-органов, триггера, схемы CHHJ хронкзации, пороговог6 эпемента и селеКтора на выходе. Входы фильтра напряжения нулевой последовательности, служат для подключен1ш к фазам сети, а выход соединён с одним входом первого нуль-органа и через фильтр основной гармоники частоты сети - с сгпажиТва ющим выпрямителем и одним входом второго нуль-органа, другой вход которогопод кпючен к нулевому проводу сети, а выход к одному входу триггера, другой вход которого соединен со входом схемы синхронизации и выходом первого нупь органа, другой вход последовательно служит для подключения к одной из фаз сети, причем выход упомянутого триггерасоединен с первым входом селектора по длительности и уровню, второй вход которого связан с выходом схемы синхронизации,а третий - через пороговый элемент с выходом сглагкиваюшего выпрямителя. Обеспечение высокой точности симметрирования режима трег5фазной сети с нулевым проводом обусловлено тем, что схема устройства по заданному алгоритму непрерывно определяет наименее загруженную фазу сети щгтем непрерывного нахождения величины разности аргументов вектора напряжений нулевой последовательности и .вектора какойлибо фазной ЭДС, принятой за базисную. Точность измерительной информации о загруженности фаз сети, (а следовательно и точ ность симметрирования), связана с TigM, что для различных соотношений между моду ля ми проводимостей нагрузок, проводов и кабелей линий, а также для различных их сечений и классов распределительных сетей, аргумент.напряжения нулевой последо ч вательности полнортыо характеризует . метршо режима и позволяет по установ-i . пенному алгоритму с любой наперед заданной погрешностью определять наименее заг руженную фазу сети. Алгоритм заключаетсяв нахождении сектора на комплексной плоокости, которому в текущий момент временя принадлежит вектор напряжения нулевой последовательности. По величине модуля напряжения можно судить о степени несимметрии в данный момент времени и целесос разностя переключения однофазных потребителей, В качестве коммутирующих элементов 6ito ка коммутации потребителей используют тиристорные ключи (симисторы). Блок управ-; ления ими служит для обработки сигналов выявителя несимметрии и блока сравнения с дальнейшим воздействием его выходных сигналов на управляющие электроды тиристоров (симисторов) (управление последних число-импульсное). На фиг. 1 показана структурная схема устройства для; автоматического переключения однофазных потребителей в низковольтных распределительных ceтяx на фиг, 2 - временные диаграммы напряжений на выходах элементов схемы. Устройство подключено к зажимам О, А, В, С питающей сети и состоит из трех основных блоков: выявителя несимметрия и сравнения 1, управления 2, коммутации 3 однофазных потребителей. Блоки 1, 2, 3 содержат фильтр 4 нулевой последовательности, фильтр 5 основной гармоники (50 Гп) прецизионные 6, 7 нуль-органы, триггер 8, схему 9 синхронизации, селектор 10 по длительности и уровню, сглаживающий 11 выпрямитель, пороговый элемент 12i трехкЬнальную схему 13 выдерношвремени, собирательную схему ИЛИ. 14, схему 15 отключения и защиты, систему у правления 16 18, тиристорные ключи (симисторы 19-21 схему адаптации 22, группу ИЗ однофазных нагрузок сети. Напряжение нулевой последовательности и° . несущее в своем аргументе Уоинфор4ацшо о загругкенности фаэ- сети, выделяе ся: фильтром) нулевой последовательности (фиг, 2). Вектор фазной ЭДС какой-либо фазы сети 1/5|,базис (.(например4 азы А на фиг, l) снимается относительно созданной фильтром 4 искусственной нулевой тфчки и используется в качестйе опорной синхро- нязирулощей величины. Так как в общем частота напряжения U не равна частоте iJ), для их согласования по частоте служит фильтр 5 (информация оУоПрн этом н теряется). Нуль-органы 6, 7 необходимы для стробирования напряжений U и Од. Триг ер 8 запускается импульсом с выхода р, расывается импульсом с выхода 7, т, е, а выходе 8 формируется перепад напряження длительностью С, которая пропорциональна аргументу Уо(Тц, Vjj. Схема 9 слу жит для формирования трех импульсов, длительность которых определена алгоритмом нахождение наименее загруженной фазы и соо тавляет 2f/3. В целях компенсации состав ляющеЛА Ч 4, . аргумент проводимостей нагрузок фаз сети, У аргумент: проводимости нулевого провода) при применении предложенного устройства в распределительных сетях различных классов можно вводитьположитепьный .или отрицательный сдвиг в начальную фазу этих когерентных (синхронизирующих) импульсов У. Селектор 1О необходим для реализаиий алгоритма определения загруженности фаз. Схема его представляет достаточно сложную электронную схему на цифровых элементах и фиксирует с точностью до 1 эл. град, нахождения вектора U на комплексной плоо кости относительнои рбазис. Для того, что бы беспрерывно не переключать однофазные потребители 23 сети в случае незначительной несимметрии и 102,:h4,)t)3 схема 10 производит также селекцию по уровню и, т. е. на его выходах появляются сигналы лишь при превышении выпрямленного и, сглаженного / U® с выхода выгфямителя 11 величины напряжения порога и порогового элемента 12. . Таким образом, блок 1 выделяет ту фазу сети, на которую следует подключить одно- фазньЮ потребители сети при достаточно несимметрии () и вырабач тувает сигнал, .котзорый поступает в блок управления 2, управляющий силов«ми кгаоча- ; .ми - биполярными коммутаторами. Схема 13 выдержки времени необходима дая устранения влияния кратковременной и случайной несимметрии на работу устройст Следовательно, только при достаточно продол ительной по време|1И и определенной по таелич п1в несимметрии режима схема 13 пропускает сигнал с выхода элемента 12 на переключение того или тиристорногр ключа 19-21 к той ф1азе сети, которая в данный момент времени наименее загружена. Схема 22 адаптации служит. Для автоматиче кого регулирования времени выдержки выд. в зависимости отраспределв1та нагрузок фаз сети (схема. 22 может и отсутствовать). Схема 15 ликвидирует межфазные короткие замыкания и другие возможные аномальные режимы.1При поступлении схемы 13 сигналов переключения схема 15 время задержкиtjad 1(13.мсек) отклю чает все тйристорные кгаочи, т. е. через время Tidr одна из систем 16 - 18 йкОзо-. ««ет еоотз етствующий тиристорный ключ. : Тем самым i однофазные потребители 23 матически подключаются к требуемой фазе сети при выполнении наложенных условий вb. Мощность однофазных нагрузок (однофаз ного потребителя) сети и место их пошшюч ния расчитывают и выбирают оптимальным образом, исходя из мощности ТП, копвчест и мощности отходящих ч})идеров и т. п., для достижения эффективного симметрнровавив режима работы низковольтных распределительных сетей. j Применение предложенного устройсгаа дгй автоматического переключения однофаэш9(Х потребителей в нис1ковольтных распредепитель ных сетях по сравнению с существующими обеспечивает следующие преимущества: выс кую точность определения загруженвости фаз сети и тем самым высокую точность симметрирования режима, {быстродействие Щ||к цесса переключения одно(Ьазнь х потребителей, повышенную надежность в работе устройства в процессе эксппувтации и достаточно малые ; весо-габаритные показатели. Формула изобретения Устройство для автоматического переключения однофазных потребителей в низковольтных распределительных сетях с трехфазными и однофазными нагрузками, со держащее выявитель несимметрии, блок сравнения, связанный с блоком коммутации однофазных потребителей, о т л и Ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повыщевяя точности симметрирования режима сети, вы явитель несимме-фии и блок сравнения coo-v тоят из фильтра напряжения нулевой поо ледоватёльности, фильтра основной гармонной частоты сети, сглаживающего выпрямителе, нуль-оргацов, триггера, схемы синхровиаац Нг порогового элемента и селектора на выхо. де, причем входы фильтра напряжения последовательности служат для подюпо чения к фазам сетИ;, аклол соединен с одним входом первого щгль-органа и через | льтр осяовнЬй г моникй частоты сети-jc , сглаживающим выпрямителем и одним входом Второго нульг-органа,, другой вход которого под ключен к нулевому проводу сети, а выход . к одному входу триггера, другой вход которого соединен со входом схемы синхрониза- кии я выходом первого нуль-органа, другой ход последнего служит для подключения к одной из фаз сети, причем выход упомяутого триггера (зоединеи с первым входом

селектора по длительности и уровню, второй вход которого связан с выходом схемы синхронизации, а третий - через пороговый элемент с выходом сглаживающего выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство по заявке № 1888386/О7 по которой принято решение о выдаче авт. св. кл. И 02 У 3/26, 1973.

2,Авторское свидетельство 4811ОО, кл. Н О2 j3/26, 1973.

ФагЛ