Устройство для автоматического включения резервного питания Советский патент 1980 года по МПК H02J9/06 

1

Устройство относится к электротехнике и предназначено для питания электроэнергией ответственных электроприемников, не допускающих перерывов в электроснабжении.

Известно устройство, где в качестве шунтирующего, коммутационного аппарата может быть использован короткозамыкатель КЭ-1 с собственным временем срабатывания 0,01-0,03с 1.

Однако это устройство не обеспечивает минимального времени подключения резерва при отсутствии фазного напряжения или короткого замыкания в нагрузке.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для автоматического включения резервного питания энергосистемы с выключателями вводов и секционированной выключателем системой щин, содержащее в каждой секции датчики тока нагрузки, соединенные с блоком короткого замыкания (к. з.)

Цель изобретения - повыщение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического включения резервного питания с выключателями вводов и секционированной выключателем системой щин, содержащее в каждой секции датчики тока нагрузки, соединенные с блоком к. 3., введены в каждый ввод блока формирования импульса переднего фронта, блоки пофазного контроля напряжения, схема совпадения, пять схем

5 ИЛИ, два триггера, а также две схемы совпадения секционного выключателя, схема ИЛИ секционного выключателя и генератор импульса, причем выходы блоков формирования импульса переднего фронта

10 каждого ввода соединены с первыми входами схем совпадения выключателя ввода и первыми входами первых схем совпадения секционного выключателя, с входами блока к. з., вторые выходы блоков формирования соединены с входами блоков пофазного контроля напряжения, первые выходы которых соединены с входами первой схемы ИЛИ, а вторые - с входами второй схемы ИЛИ, выход первой схемы ИЛИ подключен к первому входу первого триггера и к первому входу третьей схемы ИЛИ, выход которой подключен к первому входу второго триггера, выход второй схемы ИЛИ соединен с вторым входом второго триггера и с первым входом четвертой схемы ИЛИ, выход которой подключен к второму входу первого триггера, а второй вход - к второму входу третьей схемы ИЛИ, к третьему входу

30 третьей схемы ИЛИ выключателя другого

ввода и к выходу пятой схемы ИЛИ, входы которой подключены к блоку к. з., третий вход третьей схемы ИЛИ подключен к второму входу третьей схемы ИЛИ выключателя другого ввода, выход первого триггера подключен к входам схем совпадения выключателя вовда, выход второго триггера подключен к входам вторых схем совпадения секционного выключателя, выходы которых через схему ИЛИ подключены к секционному выключателю, выход генератора импульсов соединен с блоками пофазного контроля напряжения н блоками к. 3., выходы схем совпадения соединены с выключателем ввода.

На фнг. 1 представлена общая схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма.

В состав устройства входят секция 1, выключатель 2 ввода, нагрузки 3, секция 4, выключатель ввода 5, нагрузка 6, секционирующий выключатель 7, блоки 8-10 формирования импульсов переднего фронта обоих нолупериодов ИПФ4-, ИПФ- напряжения, по каждой фазе А, В, С первой секции, выходы их соединены с входами схем совпадения 11 выключателя ввода первых схем совпадения 12 секционирующего выключателя, блоков 13 короткого замыкания, блоки 14-16 формирования импульсов переднего фронта обоих нолунериодов напряжения по кал{дой фазе второго ввода, выходы их соединены с входами схем совпадения 17 выключателя, второго ввода вторых схем 18 совпадения секционирующего выключателя, блоки 19 короткого замыкания второй секции, блоки 20-25 пофазного контроля напряжения второй секции, генератор импульсов 26, первые схемы ИЛИ 27 и 28, первые триггеры 29 и 30, вторые схемы ИЛИ 31 и 32, вторые триггеры 33 и 34, схемы ИЛИ 35 секционирующего выключателя, третьи схемы ИЛИ 36 и 37, четвертые схемы ИЛИ 38 и 39, датчики тока 40 и 41, схемы ИЛИ 42 и 43.

Устройство работает следующим образом.

Секция 1 через выключатель 2 ввода ннтает нагрузку 3. Секция 4 через выключатель ввода 5 питает нагрузку 6. При обрыве одной из фаз в секции 1 выключатель 2 отключается и секционирующий выключатель 7 подключает к нагрузке 3 напряжение секции 4. При обрыве одной из фаз в секции 4 выключатель 5 отключается и выключатель 7 подключает к нагрузке 6 напряжение секции 1.

Блоки 8-10 формирования по каждой фазе первой секции формируют импульсы переднего фронта положительных ИПФ+ и отрицательных ИПФ- полупериодов напряжения фазы, которые поступают на соответствующие схемы совпадения 11 вводного выключателя, схемы совпадения 12

секционирующего выключателя и блоки 13 короткого замыкния.

Блоки 14-16 формирования по каждой фазе второй секции формируют импульсы ИПФ4-, ИПФ-, которые поступают на соответствующие схемы совпадения 17 выключателя 18 ввода и секционирующего выключателя и блоки 19 короткого замыкания.

Например, триггеры Шмитта блоков перебрасываются на время положительного и отрицательного полупериодов с опорного напряжения ЕО, как это изображено на фиг. 2, скажем, для фазы А. На коллектоpax транзисторов соответственно формируются разнополярные прямоугольные импульсы Тк1, Тк2 триггеры Шмитта положительного и ТкЗ, Тк4 триггеры Шмитта отрицательного полупериодов. С передних

фронтов импульсов Тк1, ТкЗ формируются соответственно импульсы переднего фронта ИПФ+ положительных и ИПФ- отрицательных полупериодов, которые и поступают на входы указанных схем. Кроме того,

напряжения Тк1, Тк2, ТкЗ, Тк4 соответствующей фазы поступают в блоки 20-25, состоящие из схем И, ИЛИ, ЗАПРЕТ, которые по напряжениям Тк1, Тк4 и Тк2, ТкЗ до точек К, Е формируют сигнал в виде

серии импульсов генератора 26 наличия фазного напряжения, а после точек К, Е - сигнал отсутствия фазного напряжения. Отсюда сигналы на переключения соответствующей секции формируются с момента

нереброса триггеров Шмитта в точках К, Е, что составляет доли микросекунд.

Сигналы наличия фазного напряжения с выходов 20-25 поступают, соответственно, на входы схем ИЛИ 27 и 28 данной

секции, которые выходным сигналом в виде серии импульсов держат триггеры 29 и 30 в устойчивом положении, при котором их выходные напряжения разрешают, соответственно, схемам И и 17 пропускать

импульсы ИПФ, ИПФ- на вводные выключатели 2 и 5, через которые поступают напряжения на нагрузки 3 и 6. Сигналы отсутствия фазного напряжения с выходов блоков поступают, соответственно, на входы схем ИЛИ 31 и 32 данной секции, которые выходным сигналом держат триггеры 33 и 34 в устойчивом положении, при котором их выходные сигналы разрешают, соответственно, схемам 12 и 18 пропускать

импульсы ИПФ4-, ИПФ- работоспособной секции на схемы ИЛИ 35 секционирующего выключателя 7 для включения.

Триггеры 29, 30, 33 и 34 сбрасываются Б устойчивые состояния сигналами соответствующих схем ИЛИ 36, 37, 38, 39.

Датчики тока 40 и 41 нагрузок 3 и 6 при допустимых токах по каждой фазе выдают напряжения гармонических колебаний с частотой меньше, например, генератора 26.

При коротком замыкании в нагрузке по фазе (А, В, С) частота датчика тока данной фазы становится больше частоты генератора 26, скажем, за промежуток времени импульсов ИПФ+, ИПФ- и блок короткого замыкания но данной фазе данной секции через схемы ИЛИ 42, 43 и, соответственно, через схемы 36, 37, 39 или 37, 38, 39 сбрасывают триггеры 29, 33 или 30, 34, отключая тем самым нагрузку от питающей секции.

Блоки 8, 9, 10, 14, 15 и 16 формируют импульсы ИПФ-)-, ИПФ- с задержкой 3-5 МКС от началов полупериодов с целью исключения отсечек нанряжений на тиристорах выключателей 2, 5, 7 нри значительных мощностях нагрузок 3, 6 и нодаются на схемы И, 12, 17, 28, выходные имнульсы которых ноступают на управляющие электроды тиристоров.

При незначительных мощностях нагрузок, когда можно пренебречь отсечками напряжений, на схемы 11, 12, 17 и 18 можно подавать импульсы генератора 26.

Формула изобретения

Устройство для автоматического включения резервного питания энергосистемы с выключателями вводов и секционированной выключателем системой щин, содержащее в каждой секции датчики тока нагрузки, соединенные с блоком короткого замыкания (к. з.), отличающееся тем, что, с целью повышения его быстродействия, в него введены в каждый ввод блоки формирования импульса переднего фронта, блоки пофазного контроля нанряжения, схема совпадения, пять схем ИЛИ, два триггера, а также две схемы совпадения секционного выключателя, схема ИЛИ секционного выключателя и генератор импульса, причем выходы блоков формирования

импульса переднего фронта каждого ввода соединены с первыми входами схем совпадения выключателя ввода, первыми входами первых схем совпадения секционного

выключателя и с входами блока к. з., вторые выходы блоков формирования соединены с входами блоков нофазного контроля нанрял ения, первые выходы которых соединены с входами первой схемы ИЛИ,

а вторые - с входами второй схемы ИЛИ, выход первой схемы ИЛИ подключен к первому входу первого триггера и к первому входу третьей схемы ИЛИ, выход которой подключен к первому входу второго

трнггера, выход второй схемы ИЛИ соединен с вторым входом второго триггера и с первым входом четвертой схемы ИЛИ, выход которой подключен к второму входу первого триггера, а второй вход - к второму входу третьей схемы ИЛИ, к третьему входу третьей схемы ИЛИ выключателя другого ввода и к выходу пятой схемы ИЛИ, входы которой подключены к блоку к. 3., третий вход третьей схемы ИЛИ нодключен к второму входу третьей схемы ИЛИ выключателя другого ввода, выход первого триггера подключен к входам схем совпадения выключателя ввода, выход второго триггера нодключен к входам вторых

схем совпадения секционного выключателя, выходы которых через схему ИЛИ подключены к секционному выключателю, выход генератора импульсов соединен с блоками нофазного контроля нанряжения и

блоками к. з., выходы схем совнадения соединены с выключателем ввода.

Источники информацин, принятые во внимание нри экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 256059, кл. Н 02J 9/06, 1968.

2.Барзам А. Б. Системная автоматика. М., «Энергия, 1973, с. 324 (прототип).