Устройство для автоматического ввода резервного источника переменного напряжения Советский патент 1979 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к устройствам для автоматического переклю 1ения с основного на резервный источник питания и может, быть применено в качестве быстродействующего органа для автоматического ввода резерва (АВР) различных пот. ребителей, не допускающих перерывов вэлектроснабжении и особенно на подстанциях с синхронной нагрузкой.

Известны различные способы и устройства для переключения потребителя с одного источника питания переменного нап- ряжения на другой при возникновении повреждения , в основной системе электроснабжения. Известньте устройства включают различные схемы анализа напряжения к частоты основного источника, которые при недопустимом падеьши напряжения или частоты вырабатывают сигнал, поступающий через блок времени, логические элементы на испошсйтельный орган. Например известная переключающая система содержит соединенный с источником синусоидального эталонного напряжения чувстви-

тельный .датчик, С помощью которого в любой м омент времени напряжение основ . ного источника переменного тока сравнивается с эталонным сигналом. Когда нап- основного источника становится меньше эталонного, вырабатывается сигнал ошибки, прикладываемый к логической схеме, которая дает сигнал на переключение с поврежденного источника питания: на резервный ll., .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению яв ляется устройство для автоматического переключения нагрузки с одного цсточника переменного напряжения на другой, состоящее из двух аналогичных блоков анали.за напр5и ;ения и частоты источников, кале- дый из которых включает датчик напряжения, подключенный через пороговый элемент к схеме анализа частоты и логический элеменг, причем выход схемы анализа частоты подключен к другому входу логического элемента. Кроме того,схема 3в подсоединена через Vpiirrep к реле времени с испопнигепьным органом 2j. Однако использование в схеме анализа частоты синхронизируемого автоколебательного блокинп-генератора, вследствие имеющихся в HacTosnuee время технологических трудностей получения высокрсгабильных низкочастотных (20O-SO Гц) автоколебательных блокниг-генераторов, приводит к понижению чувствительности схемы анализа частоты, к зависимости ее работы от внешних помех, например температуры. Кроме того, в известном устройстве работа каждого элемента зависит от исправности всех предыдущих элементов, так как все элементы схемы функционально последовательно связаны. Поэтому в случае выхода из строя одного из элементов или синхронизируемого автоколебательного блокинг-генератора, известное устройство всегда выдает ложный сигнал на переключение источников пи- тания. Все это приводит к понижению точ ности и надежности устройства в работе. Цель изобретения - повыщение надежности и точности устройства в работе путем анйлиза частоты контролируемого нап ряжения вблизи прохождения его через иуль. Поставленная цель достигается тем, .что в устройстве для автоматического ввода резервного источника переменного напряжения, содержащем анализатор величин контролируемых напряжений, два блока анализа напряжений и частоты источНИКОВ, каждый из которых состоит из понижающего трансформатора, подключенного через вьшрямитепьно-ограничивающий элемент к анализатору частоть, подсоединенному через логический элемент к счетчику времени и исполнительный блок, анализатор частоты ш шолнен в вийе ждущего блокинг-генератора. с формирователем импульсов,логический элемент .нен из ячеек И-НЕ и И, соединенных пос-ледовательно между собой, причем анализатор частоты соединен с ячейкой И-НЕ как первого, так и второго блоков анализатора напряжений и частоты источников. входы анализатора величин контролируемых напряжений подключены к понижак шим трансформаторам обоих блоков анализа напряжения и частоты, а выход -. к входу ячейки И, каждого блока анализа напряжения и частоты. На чертеже приведена блок-схема резервного источника переменного напряжения. 23 -4 Устройсгпо пля автоматического ввода резервного источника переменного напряжения содержит два аналогичных блока 1 и 2 анализа напряжений и частоты источника, имеющих один анализатор 3 величин контролируемых напр51жений, дза входа которого подключены к выходу понижающего трансформатора 4 блока 2 и аналогичного понижающего трансформатора блока 1. Кроме этого в состав каждого из блоков 1 и 2 входят выпрямительно-ограничивающий элемент 5, анализатор частоты 6, состоящий из ждущего блокинггенератора с формирователем импульсов, причем выход анализатора частоты 6 блока 2 и выход аналогичного анализатора частоты блока 1 соединены через логическую ячейку И-НЕ 7 с первым вх.одом логической ячейки И 8, ко второму входу аналогичной логической ячейки И блока 1 присоединен выход анализатора 3. Выход ческой ячейки 8 подключен к счетчику времени 9, а выходы блоков 1 и 2 через логическую ячейку ИЛИ с элементом ПАМЯТЬ 1О соединены с испол1 . нительным элементом 11. Устройство работает следующим образом. При возникновении аварийной ситуации, например при одновременном уменьщении напряжения и частоты источника питания переменного тока, к которому .подключен блок 2 АВР, напряжение с понижающего трансформатора 4 одновременно подается на первый вход анализатора 3 величин Контролируемых напряжений и на регулируемый выпрямитель-ограничивающий элемент 5. На второй вход анализатора 3 поступает напряжение с аналогичного пони- жающего трансформатора блока 1 подключенного к резервному источнику. Анализатор 3 работает по встречно-суммирующему принципу алгебраически суммируя напряжения, поступающие с блоков 1 и 2. Алгебраическая сумма двух сравниваемых напряжений превыщает заданную величину, допустимую для данных источников питания, поэтому анализатор 3 ш 1дает однонеправл.енный выходной сигнал, идущий на выход логических схем И обоих блоков (на вход логической ячейки И 8 и вход аналогичной логической ячейки И блока l). Одновременно с анализом напряжения основного и резервного источников по величине ведется их анализ по частоте. Для этого импульсы, частота повторения которых равна, удвоенной частоте контролируемого напряжения, с и.1прямительно5ограничиваюи1его элемента 5 поступают на анализатор частоты в. Ждущий блокин генератор с формирователем, составляюший анализатор частоты 6, выдает импульс заданной длительности и формы в момент спадания заданного фронта импул са, идущего от выпрямительно-ограничивагощего элемента 5, т.е. вблизи прохождения контролируемого напряжения через йуль. С анализатора частоты 6 импульсы идут на первый вход логической схемы совпадения И-НЕ 7, на второй вход которой поступают импульсы с аналогичного анализатора частоты блока 1. Логическая ячейка И-НЕ срабатывает при несовпадеНИИ во времени сигналов, поступакядих на ее вход по сигналу, пришедшему вторым. Сигнал с анализатора частоты блока 1, подсоединенного к резервному источнику, приходит на логическую ячейку И-НЕ 7 раньше сигнала, приходящего с анализатора частоты 6 блока 2, подключенного к основному источнику питания, у которого наблюдается аварийное понижение напряжения. Поэтому логическая ячейка И-НЕ 7 срабатывает по сигналу, поступающему от анализатора частоты 6 блока 2, и на ее выхбде появляется сигнал, подающийся на первый вход логической ячейки И 8. Так как одновременно на вто рой вход логической ячейки И 8 поступает сигнал с анализатора 3, подтверждаю щий аварийную ситуацию на основном источнике питания, то ,на выходе логической ячейки И 8 образуется сигнал,, передаваемый дальше на регулируемую выдержку времени счетчика 9. Счетчик времени исключает срабатывание устройства при кратковременном изменении напряжения, например, при подключении к сети мошных двигателей, а также дает возможность работы устройств автоматического повторного включения. После отсчета заданной выдержки времени счетчик 9дает команду на отключение основного источника питания и на включение АВР через логический элемент ИЛИ с ПАМЯТЬЮ 1О на исполнительный элемент 11. Аналогичным образом работает и блок 1. Логическая ячейка ИЛИ с ПАМЯТЬЮ 10выдает выходной импульс в случае, если на его входе появится сигнал со счетчика времени 9 блока 2 или счетчика времени блока 1. Исполнительный элемент И производит подключение нагруз« ки к резервному источнику питания, при этом качество напряжения на нагрузке 023б восстанавливается, и импульс со счетчи- t ка 9 блока 2 и счетчика блока 1 пропадает, но логический элемент ИЛИ с ПАМЯТЬЮ 1О продолжает держать во включенном состоянии исполнительный эле мент 11. При нормальной работе основного источника питания напряжения с понижающего трансформатора 4 блока 2 и аналогичного понинаюшего трансформатора блока 1 поступают на анализатор 3 величин контролируемых напряжений. Алгебраическая сумма двух сравниваемых напряокений не превышает величину, допустимую для данных источников питания, поэтому сигнал на выход анализатора 3 отсутствует и не подается на вход логической схемы И . блока 2 и вход аналогичной схемы И блока 1. Напряжение с понижающего трансформатора 4 поступает через выпрэмительно-ограничивающий элемент 5 на анализатор частоты 6, с ячейки И-НЕ 7, на второй вход которой подается сигнал с анализатора частоты блока 1. На выходе логической ячейки И-НЕ 7 сигнал отсутствует вследствие совпадения во времени импульсов, поступающих на ее вход. Таким образом, ни с одного из блоков 1 и 2 сигнала на логическую схему ИЛИ с ПАМЯТЬЮ 1О не поступает, и исполнительный элемент 11 находится в отключенном состоянии. При выходе из строя, например выпр мительно-ограничительного устройства 5, но при исправном состоянии основного источника, подключенного к блоку 2, устройство работает следующим образом. Напряжение с понижающих трансформаторов обоих блоков 1 и 2 поступает на анализатор 3. Так как наличие напряжения основного источника необходимо, то на выходе анализатора 3 сигнал отсутствует и не подается на вход логической схемыИ блока 8 и вход аналогичной схемы И блока 1. Напряжение с понижающего трансформатора 4 блока 2 также подается на регулируемый выпрямительйо-ограничивающий элемент 5,который находится в исправном состоянии и не выдает сигнала ка выходе. Поэтому на логическую ячейку совпадения И-НЕ 7 поступает сигнал только со схемы анализа частоты блока 1. По второму сигналу, пришедшему с- блока 1, логическая ячейка совпадения И-НЕ 7 вырабатывает сигнал, идущий на первый вход логической схемы И .8. На второй вход схемы И 8 импульса не пос-г тупает, поэтому на ее выходе сигнал отсутсгвует. Аналогичным образом работает и блок 1. Таким образом, исключается возможность ложного срабатывания при выходе .из строя того или иного элемен-. та схемы. Использование в схеме анализатора чао-. тотБГ, вхоцяшего в состав каждого из двух аналогичных блоков контроля напряжения и частоты источников, ждущего блокинг-генератора с формирователем импуль-ю

сов, работаклиего в ключевом режиме, позволяет анализировать контролируемое напряжение вблизи прохождения его через нуль, уменьшить влияние внешних помех.

Кроме того, подключение анализатора величины контролируемых напряжений параллельно анализатору частоты каждого блока дает возможность одновременно вести анализ частоты и анализ величины контролируемых напряжений, что исключает ложные срабатывания вследствие ы 1Хода из строя одного из элементов устройства, например, ждушегр блокинггенератора с формирователем импульсов.

Формула изобретения

Устройство для автоматического ввода резервного источника переменного напряжения, содержащее анализатор величин 06

ства путем анализа частоту контролируемого напря&кения вблизи прохождения его через нуль,анализатор частоты выполнен в виде ждущего блокинр-генератора с

формирователем, импульсов, логический элемент выполнен из ячеек И-НЕ и И, соединенных последовательно между собой, причем анализатор частоты соединен с ячейкой И-НЕ как первого, так и второго блоков анализа напряжений и частоты источников, входы анализатора вели- чин контролируемых напряжений подключены к понижающим трансформаторам обоих блоков анализа напряжения и частоты,

выход к входу ячейки И каждого блока анализа напряжения и частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 35О9357 кл. 307-64, 10,05.67.

2.Авторское свидетельство СССР № 47б889, кл. Н О2 3 9/06, 1972. 238 контролируемых напряжений, два блока анализа напряжений и частоты источников, каждый из которых состоит .из понижающего трансформатора, подключенного через выпрямительно-ограничивающий элемент к анализатору частоты, подсоединенному через логический элемент к счетчику времени и исполнительный блок, о тличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности устрой