Устройство для автоматического переключения потребителей с рабочего генератора на резервный

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<в949753 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 080181 (21) 3233221/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070882. Бюллетень № 29 ($g) М К 3

H 02 J 9/06

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.. 925 (088. 8) Дата опубликования описания 070882 (7

Московский дважды ордена Трудового Красного

Знамени прожекторный завод (71) Заявитель (54 1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ С РАБОЧЕГО ГЕНЕРАТОРА

HA РЕЗЕРВНЫЙ

Изобретение относится к электро= технике и предназначено для питания электроэнергией ответственных потребителей, преимущественно для установок гарантированного питания.

Известны устройства для автоматического переключения потребителей с рабочего генератора на резервный.

Устройство содержит блоки анализа напряжения и частоты. Каждый блок анализа напряжения и частоты состоит из датчика напряжения, порогового элемента, схемы анализа частоты, логической схемы ИЛИ вЂ” HE, реле времени и триггера. Выходы блоков анализа частоты соединены через дешифратор с исполнительным элементом(11.

Однако момент переключения с рабочего источника на резервный определяется неточно иэ-за отсутствия средств контроля неисправности источника питания, что может привести к ложным переключениям при коротком замыкании в элементах схемы потребителя или питающей .их линии..

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического переключения потребителей с рабочего генератора на резервный °

Устройство содержит два генератора, подключенные к потребителю через силовые коммутирующие элементы. К выходным пепям.генераторов последовательно подключены датчики тока и параллельно датчики напряжения. В устройстве имеются -элементы НЕ, ИЛИНЕ, повторитель и исполнительный

)p элемент, включенные между каждыми из указанных датчиков и соответствующими блоками управления, причем элемент ИЛИ вЂ” НЕ подключен к выходу датчика тока, элемент НЕ и повторитель— к выходу датчика напряжения, выход элемента ИЛИ вЂ” НЕ соединен с входом элемента НЕ, выходы повторителя и элемента НЕ соединены параллельно и подключены к входу исполнительного элемента, выход которого подключен:, к блоку управления(23.

Недостатком является то, что устройство осуществляет только контроль внутренних неисправностей и пе реключает потребитель с неисправногб генератора на резервный, а при воз".-никновении внешней неисправности питающей линии реагирует максимальная токовая защита, но не обеспечивает контроль напряжения начального

0 возбуждения генератора и не обеспе949753

65 чивает подключение генератора к шинам электроустановки при достижении выбранного значения напряжения на выходе.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей путем обеспечения блокировки при нарастаниях тока и напряжения и фиксации первоначального возбуждения генератора.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматичес- 10 кого переключения потребителей с рабочего генератора на резервный, содержащее датчики напряжения генераторов, выход каждого из которых соединен с элементом НЕ,датчики 15 тока генераторов, соединенные со взаимно сблокированными коммутирую щими элементами, подключенными к соответствующим исполнительным элементам введены элемент НЕ, по два элемента И,ИЛИ, элемента времени и дйфференцирующих цепей, при этом . выходы датчиков тока подключены к выходам первого элемента ИЛИ, пер-, вый выход которого через первую дифференцирующую цепь подключен к первому входу первого элемента И, а вто,рой — к первому входу второго элемента ИЛИ, выход.ИЛИ и промежуточный выход И объединены и.подключены к первому входу второго элемеита И, причем второй выход первого и выход второго элементов И объединены и подклю-: чены к первому входу исполнительного элемента, а второй элемент НЕ подключен параллельно входу первого элемен- З5 та НЕ и соединен с датчиком напряжения, причем первый выход второго элемента НЕ через второй элемент времени соединен со вторым входом исполнительного элемента, а второй выход — co вторым входом первого элемента И, причем промежуточный выход первого элемента HE подключен ко второму входу второго элемента И, а второй выход — к входу второго 45 элемента И, а второй выход — к входу второго элемента времени, первый выход которого подключен к коммутирующему элементу, а второй — через вторую дифференцирующую цепь подклю- 50 чен ко второму входу второго элемента ИЛИ.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема устройства.

Устройство содержит рабочий и резервный генераторы 1, каждый генератор подключен к потребителю 2 через силовые коммутирующие элементы 3, которые взаимно сблокированы.

В выходные цепи каждого генератора

1 последовательно включены датчики .тока 4 и параллельно датчик напряжения 5. Выходы датчиков тока 4 подключены к элементу ИЛИ 6, первый выход которого через дифференцирующую цепь 7 подключен к первому входу элемента И 8, а второй выход—

"к. входу элемента ИЛИ 9.Выходы элемента ИЛИ 9 объединены и подключены к входу элемента И 10. К выходу датчика напряжения 5 подключены элементы

HE 11 и 12. Выходы элементов И 8 и

10 объединены и подключены к входу исполнительного элемента 13. Общая точка соединвния входов элементов

Нй 11 и 12 подключена через дифференцирующую цепь 14 к выходу 1 элемента времени 15 и подключена ко второму входу элемента ИЛИ 9, другой выход элемента 15 времени соединен с коммутирующим элементом 3 ° Выход элемента НЕ 12 подключен к элементу времени .16, а выход элемента HE

12 — к второму входу элемента И 8.

Выход элемента НЕ 11 подключен к входу элемента времени 15, а выход элемента НЕ 11 подключен ко второму входу элемента И 10. Выход исполнительного элемента 13 соединен с вторым входом коммутирующего элемента 3, а выход элемента вре0 ени 16 подключен ко второму входу сполнительного элемента 13.

Устройство работает следующим образом.

После запуска генератора 1, он возбуждается и при уровне напряжения, большем уставки минимального напряжения, элемент HE 11 своим выходом деблокирует вход элемента времени 15, который через заданное время срабатывает, при этом напряжени на шинах генератора равно номинальному и включается коммутирующий элемент 3. Таким образом, потребитель может быть подключен к генератору 1, напряжение на шинах которого равно номинальному.

Элемент времени 15 также выполняет роль органа контроля первоначального возбуждения генератора. После сраба-тывания элемент 15 становится на самоблокировку и в дальнейшей работе участия не принимает. При подключе- -: нии потребителя к генератору происходит мгновенный провал напряжения,, этот провал зависит от динамических свойств потребителя, так, например, при запуске асинхронного двигателя, соизмеримой с генератором мощности, этот провал может достигать 0,5 номинального напряжения для генераторов малой мощности и частотой

50 и 400 Гц, при этом обеспечивается минимальный ток асинхронного двигателя, достаточный для его запуска.

Затем по мере раскручивания.асинхронного двигателя напряжения и ток начинают возрастать и пока длится процесс нарастания напряжения и тока действуют дифференцирующие цепи 14 и 7, обеспечивая блокировку входа

1 элемента И 10. Таким образом, не

949753

Формула изобретения устройство для автоматического переключения потребителей с рабочего генератора на резервный, содержащее датчики напряжения генераторов, выход каждого из которых соединен с

Ьлементом НЕ, датчики тока генера.торов, взаимно сблокированные коммутирующие элементы, подключенные

60 к соответствующим исполнительным эле- ментам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения блокировки при нарастаниях

5 тока и напряжения и фиксации началь- зависимо от наличия сигнала на его втором входе, сигнал на выходе отсутствует. Хотя напряжение на генераторе значительно ниже напряжения уставки минимального напряжения, отключение элемента 3 не происходит.

Блокирование первого входа элемента

И 10 происходит через выход элемента И 8 и через выход элемента ИЛИ 9, так как на первом входе элемента И 8 через дифференцирующую цепь 7 имеет- 10 ся сигнал,. а через дифференцирующую цепь 14 имеется сигнал на втором входе элемента ИЛИ 9, имеется также сигнал на первом входе элемента ИЛИ

9. Затем процесс устанавливается и запуск двигателя происходит при установившихся значениях напряжения и тока, при этом напряжение значительно ниже напряжения уставки, а ток значительно выше уставки тока, поэтому на первом входе элемента

ИЛИ 9 сигнал имеется до конца раскручивания двигателя и первый вход элемента И 10 блокирован. При установившихся значениях напряжения и тока дифференцирующие цепи 7 и 14 не действуют. При выходе двигателя на номинальные обороты имеет место всплеск напряжения за счет резкого спада тока, при этом снова действует дифференцирующая.цепь 14 и блокирует первый вход элемента И 10, так

:как имеется сигнал на втором входе элемента ИЛИ 9, а сигнал на первом входе снимается. Далее напряжение генератора достигает номинального значения.

В случае коротких замыканий в линиях питающих потребителя на выходах ИЛИ 6 снова появляются сигналы и процесс блокировки первого входа элемента И 10 происходит по аналогии с пуском асинхронного двигателя.В случае неисправности в системе регулирования напряжения генератора напряжения на нем либо будет снижаться, либо повышаться.

Если напряжение снизилось ниже выббанной уставки, то при этом произошho и снижение тока, а это привело к тому, что дифференцирующие цепи

7 и 14 не действуют. Сигнал на первом входе элемента ИЛИ 9 отсутствует, таким образом блокировка с первого выхода элемента И 10 снимается, появляется сигнал на его втором входе, так как напряжение ниже задан- 5 ной уставки, появляется сигнал на выхо де,что приводит к срабатыванию исполнительного элемента 13 и потребитель отключается m неисправного генератора и подключается к резервному гене- ратору. В случае повышения напряжения по причине неисправности генератора, возрастает и ток, действуют дифферендирующие цепи 7 и 14, при этом имеет место наличие сигналов на первом.и

50 втором выходах элемента И 8, срабатывает исполнительный элемент 13.

Потребитель отключается от неисправного генератора и подключается к резервному. В случае, если потребитель работает. с малой нагрузкой или на холостом ходу и произойдет повышение напряжения,то срабатывает элемент времени 16. Элемент времени 16 настроен на величину выдержки, несколько превышающей время переходных процессов при коммутации потребителя.

При этом элемент И 8 сработать не может, так как на его первом входе сиг нал отсутствует. Разделение функций контроля превышения напряжения между элементами И 8 и времени 16 позволило значительно повысить быстродействие при работе потребителя в номинальном ,режиме. За счет использования блокировок по скорости нарастания напряжения и тока позволило повысить быстродействие по переключению потребителя с неисправного генератора на резервный при снижении напряжения. Подключение второго входа элемента ИЛИ 9 к выходу элемента времени 15 позволило обеспечить блокировку элемента И 10 при подаче оперативного питания 27 В без дополнительных элементов и более полном использовании имеющихся. Логическая часть схемы устройства может быть использовайа в качестве быстродействующей защиты пот ребителей от пониженных и повышенных напряжениях обусловленных неисправностями генераторов. устройство может быть использовано как устройство контроли напряжения генераторов частотой 50 и 400 Гц, как с изолированной, так и с глухозаземленной нейтралью.

При срабатывании исполнительного элемента 13 он также как и элемент времени 15 становится на самоблокировку. Для возвращения этих элемен-. тов в исходное состояние необходимо кратковременно снять оперативное питание 27 В, после чего система будет готова к следующему циклу работы.

949753

ВНИИПИ Заказ 5766/44 Тираж 669 Подписное фнлиал ППП"Патент",г.ужгород, ул.Проектная,4 ного тока возбуждения, в него вве- дены элемент НЕ, по два элемента

И,ИЛИ, времени и дифференцирующих цепей, при этом выходы датчиков тока подключены к входам первого элемента

HJIH, первый выход которого через пер-, 5 вую дифференцирующую цепь подключен к первому входу первого элемента И, а второй — к первому входу второго

- элемента ИЛИ, выход ИЛИ и йромежуточ-. .ный выход И объединены и подключены 10 к первому входу второго элемента И, причем второй выход первого и выход второго элементов И объединены и подключены к первому входу исполнительного элемента, а второй элемент НЕ подключен параллельно входу первого элемента НЕ и соединен с датчиком напряжения, причем первый выход вто3 рого элемента НЕ через второй элемент времени соединен co вторым входом исполнительного элемента, а второй выход — co вторым входом первого элемента И, причем промежуточный выход первого элемента НЕ подключен ко второму входу второго элемента

И, а второй выход — к входу второго элемента времени, первый выход которого подключен к коммутирующему элементу, а второй †.через вторую дифl

;,ференцирующую цепь подключен ко второму входу второго Элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР 9 470889, кл. Н 02 J 9/06, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9603054, кл. Н 02 9/06, 1976.