Способ переключения двух фазныхСЕТЕй пЕРЕМЕННОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК H02J9/06 

(54) СПОСОБ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ДВУХ т.-ФАЗНЫХ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

1

Изобретение относится к способам управления бесконтактными переключателями двух т-фазн1; 1х сетей переменного тока, выполненными на основе тиристоров, и предназначено для быстродействующего переключения ответственных потребителей переменного тока с основной сети на резервную при отклонении напряжения основной сети за установленные пределы.

Бесконтактные переключатели могут использовать по назначению как в составе агрегатов бесперебойного питания, так и как самостоятельные изделия. При этом источники переменного напряжения, к которым подключаются переключатели, могут быть синхронизированы, так и не синхронизированы между собой.

Известен способ переключения, в котором И1у1пульсы управления каждым тиристором переключателя формируются в интервале совпадения напряжения сети и тока потребителя в полярности, соответствующей схемной полярности тиристора, что позволяет исключить возможность открытия согласно включенных тиристоров переключателей 1.

Однако применение этого способа ограничивается сетями с определенным сдвигом

фаз .(синхронизированными), так как в режиме переключения ток потребителя может прекратиться ранее, чем происходит совпадение этого тока и напряжения сети в полярности, соответствующей полярности тиристора.

Известен также способ, в котором включение тиристоров переключателя в цепи резервного источника производится только тогда, когда происходит выключение всех тирис торов переключателя основной сети 2.

Перерыв фазного напряжения потребите10ля при использовании данного способа может составлять от 60 (для трехфазной трехпроводной сети) до 120 эл. град, (для трехфазной четырехпроводной сети) в нормальных режимах переключения (снижение ряжения основной сети) и еще больше при низких значениях cos ф и в режимах обрыва и короткого замыкания основного источника. Указанный перерыв обусловлен ожиданием момента, когда ток во всех фазах станет равным нулю.

Наиболее близок к предлагаемому спо20соб переключения, в котором управляющие импульсы снимают с тиристоров переключателя основной сети и одновременно подают

их на управляющие электроды тиристоров переключателя резервной сети не позднее, чем ток в выходной цепи основного источника спадает до нуля. Способ обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителя при любом сдвиге фазнапряжений основного и резервного источника 3.

Однако при использовании этого способа для переключения несинхронных источников в процессе коммутации между ними протекают уравнительные токи, величины которых определяются разностью ЭДС источников и сопротивлением контура коммутации. При подключении бесконтактных переключателей к сетям переменного тока с малыми реактансами величина уравнительных токов близка к величине токов короткого замыкания, что затрудняет настройку защитных аппаратов.

Цель изобретения - повышение надежности переключателя путем исключения уравнительных токов между источниками при минимальных перерывах выходного напряжения в процессе переключения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переключения двух т-фазных сетей переменного тока в системе основной источник - резервный источник - потребитель с управляемыми тиристорными выключателями в выходных цепях обоих источников, согласно которому снимают управляющие импульсы с управляющих входов тиристоров выключателя в выходной цепи основного источника и подают управляющие импульсы на управляющие входы тиристоров выключателя в выходной цепи резервного источника, измеряют ток каждой фазы потребителя, напряжение датчика тока в цепи потребителя и фазное напряжение резервного источника, из которых формируют сигнал нормального режима, сигнал достижения нуля тока потребителя данной фазы, сигнал совпадения фазного напряжения резервного источника и тока потребителя данной фазы, сигнал совпадения фазного напряжения резервного источника и тока потребителя этой же фазы в полярности, соответствующей схемной полярности тиристора, и в момент появления сигналу на переключение формируют длительность не менее полупериода выходной частоты, в течение которой образуют зону невключения тиристоров выключателя в цепи резервного источника, формируемую либо от сигнала достижения нуля тока потребителя, либо от сигнала совпадения и определяемую фазовым сдвигом между током потребителя и напряжением датчика тока потребителя и временем восстановления запирающих свойств тиристора в цепи основного источника, по окончании зоны невключения подают управляющие импульсы на управляющие входы выключателя в выходной цепи резервного источника в течение сформированной длительности либо от сигнала достижения нуля тока, либо от сигнала совпадения, а после сформированНОЙ длительности - от сигнала нормального режима.

Кроме того, сформированная длительность зоны невключения обратно пропорциональна величине тока.

На чертеже представлены блок-схема бесконтактного переключающего устройства, реализующего предлагаемый способ

Устройство состоит из основного источQ ника 1, резервного источника I, управляемого тиристорного выключателя 3 основного источника, управляемого тиристорного выключателя 4 резервного источника, блока 5 управления выключателями, формирователя 6 импульсов управления в интервале совпадения напряжения резервного источника и тока потребителя, формирователя 7 импульсов управления при достижении нуля током потребителя данной фазы, формирователя 8 нормального режима, формирователя 9 импульсов управления основного источника, потребителя 10. датчика 11, тока и напряжения потребителя, блока 12 задержки, сумматора 13, управляющих входов 14 выключателя резервного источника, блоков 15, 16 и 17 совпадения формирователя 18 зоны не5 включения тиристоров.

В исходном состоянии питание потребителя 10 от основного источника 1 осуществляется через тиристорньш выключатель 3, на тиристоры которого подаются управляющие импульсы от формирователя 9. С приходом сигнала на переключение в блок 5 управления он выдает команду на формирователь 9 и блок 12 задержки, по которой запрещается прохождение импульсов управления на тиристоры выключателя 3 и запускается блок 12. При совпадении команды с блока 5 управления и первого импульса от любого из формирователей 6 и 7 блок 17 совпадения выдает сигнал на вход формирователя 18. Задержанная на определенное время формирователем 18 команда с блока

0 17 поступает в блок 16 совпадения через который в течение длительности, сформированной блоком 12 задержки, импульсы управления поступают от любого из формирователей 6 и 7 через сумматор 13 на управляющие входы 14 выключателя 4 резервного

источника. По окончании длительности, сформированной блоком 12 задержки, блок 16 совпадения запрещает прохождение импульсов от формирователей 6 и 7. В дальнейшем импульсы на управляющие входы 14

Q поступают от формирователя 8 нормального режима через блок 15 совпадения. Формирователь 8 синхронизируется входным напряжением резервного источника. Длитель ность управляющих импульсов, поступающих на управляющие входы 14 выключателя

4 от формирователя 8, составляет 180 эл. град. Аналогично можно осуществлять перевод питания потребителя с резервного источника на основной, дополнив схему формирователями импульсов управления в интервале совпадения напряжения основного источника и тока потребителя и при достижении нуля током потребителя, а также блоками совпадения, сумматорами, блоком задержки и формирователем зоны невключения тиристоров выключателя основного источника. В реальных схемах датчика тока выходное напряжение датчика опережает по фазе измерительный ток. Поэтому для исключения возможности работы двух источников друг на друга в переключатель введены пофазное формирование импульсов управления, необходимое для синхронизации формирователя зоны невключения тиристоров напряжением датчика тока и задержки на определенное время импульсов управления каждой фазы для компенсации фазового сдвига между выходным напряжением датчика тока и измерительным током. Пофазное формирование импульсов управления выполняется блоком 17 при наличии импульса управления от любого из формирователей 6 и 7 и пусковой команды от блока 5 управления. Задержка осуществляется формирователем 18 зоны невключения тиристоров. Сдвиг по фазр между выходным напряжением датчика тока и измеряемым током зависит от величины тока, протекающего через датчик. Поэтому перерыв питания потребителя при переключении несинхронных сетей в широком диапазоне применения величины тока потребителя можно уменьшить если длительность сигнала, формируемого первым импульсом от любого из формирователей 6 и 7, сделать зависимой от величины тока, протекающего через датчик. Зависимость должна быть обратно пропорциональной величине тока. Использование предлагаемого технического решения позволяет обеспечить высокую надежность работы бесконтактных переключателей с естественной коммутацией при минимальных для таких типов переключателей перерывах в питании потребителя. Формула изобретения 1. Способ переключения двух т-фазных сетей переменного тока в системе основной источник - резервный источник - потребитель с управляемыми тиристорными выключателями в выходных цепях обоих источников, согласно которому снимают управляющие импульсы с управляющих входов тиристоров выключателя в выходной цепи основного источника и подают управляющие импульсы на управляющие входы тиристоров выключателя р выходной цепи резервного источника, отличающийся тем, что, с целью повышения надежностипереключателя путем исключения уравнительных токов между источниками, измеряют ток каждой фазы потребителя, напряжение датчика тока и фазное напряжение резервного источника, из которых формируют сигнал нормального режима, сигнал достижения нуля тока потребителя данной фазы, сигнал совпадения фазного напряжения резервного источника и тока потребителя этой же фазы в полярности, соответствующей схемной полярности тиристора и в момент появления сигнала на переключение формируют длительность не менее полупериода выходной частоты, в течение которой образуют зону невключения тиристоров выключателя в цепи резервного источника, формируемую либо от сигнала достижения нуля тока потребителя, либо от сигнала совпадения и определяемую фазовым сдвигом между током и напряжением потребителя и временем восстановления запирающих свойств тиристора в цепи основного источника, по окончании зоны невключения подают управляющие импульсы на управляющие входы выключателя в выходной цепи резервного источника в течение сформированной длительности либо от сигнала достижения нуля тока, либо от сигнала совпадения, а после сформированной длительности - от сигнала нормального режима. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения перерыва выходного напряжения, сформированная длительность зоны невключения обратно пропорциональна величине тока потребителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 316154, кл. Н 02 J 9/06, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 526985, кл. Н 02 J 9/06, 1974. 3.Авторское свидетельство СССР № 610243, кл. Н 02 J 9/06, 1973 (прототип).