FI86783B

FI86783B - Device for connecting a number of three-phase loads to a three-phase network

Info

Publication number: FI86783B
Application number: FI844098A
Authority: FI
Inventors: Sten-Aoke Olaus Rydborn
Original assignee: Rydborn S A O
Priority date: 1983-10-25
Filing date: 1984-10-18
Publication date: 1992-06-30
Also published as: FI86783C; SE435660B; NO844218L; FI844098L; NO161096B; NO161096C; SE8305852D0; FI844098A0

Description

! ««783! «« 783

Laite tietyn joukon kolmivaihekuormia kytkemiseksi kolmivaihe-verkkoon. - Anordning för inkoppling av ett antal trefasbelast-ningar tili ett trefasnät.A device for connecting a specific set of three-phase loads to a three-phase network. - Anordning för inkoppling av ett antal trefasbelast-ningar account ett trefasnät.

Keksinnön kohteena on laite tietyn joukon kolmivaihekuormia, esim. sähkövastuksia, kytkemiseksi kolmivaiheverkkoon, jotka kuormitukset on jaettu kolmeen yhtä suureen osaan, jotka on tarkoitettu kukin omalle vaiheelleen.The invention relates to a device for connecting a certain number of three-phase loads, e.g. electrical resistors, to a three-phase network, which loads are divided into three equal parts, each intended for its own phase.

Siinä tapauksessa, että sähkövastus käsittää esimerkiksi kolme kolmivaihe-elementtiä, ei tähän saakka ole ollut mahdollista kytkeä kahden elementin tuomaa kokonaiskuormaa useampaan kuin kahteen osaan, ja siten ovat säätömahdollisuudet rajoittuneet siihen, että joko kytketään koko kuorma tai useimmissa tapauksissa pelkästään puoli kuormaa. Jotta saavutettaisiin tasainen säätö ilman verkon tarpeetonta kuormittamista, on suotavaa voida kytkeä kuormitus useissa pienemmissä portaissa. Tämä on erityisen suotavaa käytettäessä lämmönsäädintä yhdessä kuormitus-vahdin kanssa siten, että haluttu lämpötila voidaan säilyttää niin suuressa määrin kuin mahdollista myös silloin, jos kuormi-. . tusvahti vaatii kuorman ja siten ottotehon rajoittamista.In the case where the electrical resistor comprises, for example, three three-phase elements, it has not hitherto been possible to connect the total load of the two elements to more than two parts, and thus the control possibilities are limited to either the entire load or in most cases only half the load. In order to achieve even control without unnecessarily loading the network, it is desirable to be able to switch the load in several smaller stages. This is particularly desirable when using a temperature controller in conjunction with a load monitor so that the desired temperature can be maintained as much as possible even if the load. . The guard requires limitation of the load and thus the input power.

Oheisen keksinnön perustana on tehtävä aikaansaada laite, joka ratkaisee yllämainitun problematiikan ja toteuttaa yllämainitut tavoitteet.It is an object of the present invention to provide a device which solves the above-mentioned problem and achieves the above-mentioned objects.

Tämä tehtävä ratkaistaan oheisen keksinnön mukaisesti siten, että vaiheosat on kytketty sarjaan, että sarjakytkentöjen kukin pää on kytketty vaiheeseensa ja että vaiheosien välinen liitos kussakin sarjakytkennässä on kytketty kolmanteen vaiheeseen, minkä ohella katkaisijat on järjestetty eri vaiheiden ja napojen väliin eri kytkentöjen aikaansaamiseksi. Siinä tapauksessa että kaksi kolmivaihevastusta, jotka kukin käsittävät elementin kullekin vaiheelle, on tarkoitettu kytkettäväksi kolmivaiheverkkoon useammassa kuin kahdessa portaassa, on järjestetty 2 86783 siten, että elementit on kytketty sarjaan, että kolme sarjapii-riä on kytketty vaiheisiin (RST) kolmivaiheverkossa siten, että sarjapiirien päät ja liitokset sarjapiireissä ovat kukin omassa vaiheessaan, ja että katkaisijat on järjestetty päiden ja vaiheiden ja liitosten ja vaiheiden väliin eri kytkentöjen aikaansaamiseksi.This object is solved according to the present invention by connecting the phase parts in series, connecting each end of the series connections to their phase and connecting the phase parts in each series connection to a third phase, with circuit breakers arranged between the different phases and terminals. In the case where two three-phase resistors, each comprising an element for each phase, are intended to be connected to a three-phase network in more than two stages, 2 86783 are arranged so that the elements are connected in series, three series circuits are connected to phases (RST) the ends and connections in the series circuits are each in their own phase, and that the circuit breakers are arranged between the ends and the phases and the connections and phases to make different connections.

Oheisen keksinnön mukaisen laitteen avulla on mahdollista yksinkertaisella tavalla mahdollistaa kahden sähkövastuksen kuuden vaiheosan kytkeminen kahdeksassa portaassa aiemmin tunnetun ainoastaan kolmessa portaassa tapahtuvan kytkemisen asemesta. Käyttämällä oheisen keksinnön mukaista laitetta yhdessä kombinaation kanssa, jonka muodostavat tietyn lämpötilan esimerkiksi lämpökattliassa aikaansaava säädin ja kuormitusvahti, saavutetaan huomattavia etuja, koska haluttu lämpötilataso on mahdollista saavuttaa myös silloin, kun kuormitusvahti vaatii ulosotettavan tehon rajoittamista.By means of the device according to the present invention, it is possible in a simple manner to enable the connection of six phase parts of two electric resistors in eight stages instead of the previously known connection in only three stages. By using the device according to the present invention in combination with a combination of a controller providing a certain temperature, for example in a boiler, and a load monitor, considerable advantages are achieved, since the desired temperature level can also be achieved when the load monitor requires limited output.

Seuraavassa selostetaan lähemmin erästä oheisen keksinnön so-vellutusmuotoa viittaamalla oheisiin piirustuksiin.An embodiment of the present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Kuvio 1 esittää oheisen keksinnön mukaisen laitteen erään sovellutusmuodon lohkokaaviota.Figure 1 shows a block diagram of an embodiment of a device according to the present invention.

..... Kuvio 2 esittää erään edellä olevaan lohkokaavioon kuuluvan lohkon kytkentäkaaviota...... Figure 2 shows a circuit diagram of a block belonging to the above block diagram.

Kuvio 3 esittää käyrää oheisen keksinnön mukaisen laitteen toiminnasta.Figure 3 shows a graph of the operation of the device according to the present invention.

Oheisten piirustusten kahdessa kaaviossa on käytetty samoja viitenumerolta samoille liitoskohdille ja osille. Lämpötilan-säädin- ja kuormitusvahti, joka on tarkemmin esitetty kuvi- 3 86783 ossa 2, on liitetty kolmivaiheverkkoon R, S, T ja 0 napojensa 1 ja 2 avulla. Veden lämpötilan säilyttämiseksi lämmityskattilassa on järjestetty esimerkiksi uppoputkeen sijoitettu katti-lamanturi T, joka on kytketty laitteeseen 10 liitoskohtien 8 ja 9 kautta. Kahden kontaktorin K1 ja K2 käyttönavat on kytketty laitteen 1, 3 tai 4 liitoskohtiin, jotta niitä voitaisiin käyttää kahden käyttökatkaisijän K1 tai K2 avulla, joita puolestaan ohjataan laitteeseen 10 kuuluvien solenoidien Kl, K2 avulla, taitteeseen kuuluu edelleen kaksi relettä Rl ja R2, joiden katkaisija Rl, R2 menee liitoskohtiin 6 tai 5 sekä vaiheisiin S tai R.In the two diagrams of the accompanying drawings, the same reference numerals are used for the same joints and parts. The temperature controller and load monitor, shown in more detail in Figure 2 of Figure 3 86783, are connected to the three-phase network R, S, T and 0 by means of terminals 1 and 2. In order to maintain the temperature of the water in the heating boiler, for example, a boiler trough T placed in a submersible pipe is arranged, which is connected to the device 10 via connection points 8 and 9. The operating terminals of the two contactors K1 and K2 are connected to the junctions of the device 1, 3 or 4 so that they can be operated by two operating switches K1 or K2, which in turn are controlled by the solenoids K1, K2 belonging to the device 10. The fuse further includes two relays R1 and R2. R1, R2 go to junctions 6 or 5 and to steps S or R.

Kaksi sähkövastusta joissa kussakin on 3 elementtiä El, E2, E3, E4, E5 ja E6 on kytketty kuten kuviosta 1 ilmenee kontakto-rien Kl ja K2 sekä releiden Rl ja R2 kautta kolmeen vaiheeseen RST. Elementit El ja E2 on kytketty sarjaan, samoin kuin elementit E3 ja E4 sekä elementit E5 ja E6. Elementtien El ja E2 sarjakytkennän yläpää on kytketty vaiheeseen S, kun taas liitos elementtien El ja E2 välillä on kytketty vaiheeseen T kontakto-rissa K2 olevan katkaisijan kautta ja elementtien El ja E2 sar-jakytkennän toinen pää on kytketty vaiheeseen R kontaktorissa Kl olevan katkaisijan kautta. Elementtien E3 ja E4 sarjakytken-nän yläpää on kytketty vaiheeseen T releen Rl katkaisijan Rl kautta, kun taas elementtien E3 ja E4 välinen liitos on kytketty vaiheeseen R kontaktorissa K2 olevan katkaisijan kautta ja sarjakytkennän pää on kytketty vaiheeseen S kontaktorissa Kl olevan katkaisijan kautta. Elementtien E5 ja E6 sarjakytkennän yläpää on kytketty vaiheeseen R releen R2 katkaisijan kautta kun taas elementtien E5 ja E6 välinen liitos on kytketty vai-- - heeseen S kontaktorissa K2 olevan katkaisijan kautta ja sarja-kytkennän alapää on kytketty vaiheeseen T kontaktorissa Kl olevan katkaisijan kautta. 1 : Kuviossa 2 tarkemmin esitetty lämpötilasäätimen ja kuormitus- 4 86783 vahdin yhdistelmä on kytketty vaiheen R virranmuuttimeen SI ja vaiheen S virranmuuttimeen S2 ja vaiheen T virranmuuttimeen S3. Näitä virranmuuttimia ei ole esitetty tarkemmin, koska ne ovat alalla hyvin tunnettuja. Kuten aiemmin mainittiin on kattila-anturi T liitetty liitoskohtiin 8 ja 9, jotka sijaitsevat ylinnä vasemmalla kuviossa 2 ja tämä osa piiriä toimii lämpötilan-säätimenä, kun taas alempi vasen puoli piiriä toimii kuormitus-vahtina, joka voi rajoittaa tehon ulosottoa eri parametrien mukaan. Ylhäällä oikealla kuviossa 2 on esitetty koodausver-kolla varustettu porraslaskin, joka ohjaa tiettyä joukkoa solenoidin käyttöpiirejä, joista kahta ylintä Rl ja R2 voidaan tarkastella aiemmin mainittuina releinä Rl ja R2, kun taas kahta alinta voidaan tarkastella kuviossa 1 esitettyjen kontaktorien K1 ja K2 käyttökatkaisijoina Kl ja K2. Piirissä oleva lämpöti-lansäädin aikaansaa sen, että porraslaskin antaa ulostuloon signaalin, joka edustaa vaadittavaa tehoa halutun asetetun lämpötilan saavuttamiseksi esimerkiksi lämpökattilan vedessä. Kuitenkin kuormitusvahti voi rajoittaa mahdollista ulosotettavaa tehoa, missä tapauksessa porraslaskinta mahdollisesti estetään jatkamasta laskemista kolmeen tai kahteen tai pelkästään viimeiseen tehoportaaseen. Koodausverkkolaskimen ulostulossa on . . järjestetty siten, että nollat kaikissa ulostuloissa eivät aikaansaa releiden Rl ja R2 eikä käyttökatkaisijoiden Kl ja K2 vetämistä. Ykkönen ulostulossa 14 ja nollat muissa aikaansaa • .· käyttökatkaisijän Kl vetämisen ja siten kontaktorin Kl vetämisen. Kontaktorin Kl kytkeminen aikaansaa elementtien El :1 ja E2 kytkemisen vaiheiden S ja T välissä ja oheisessa suori- tusmuodossa 2 kW: tin kuorman. Elementtien E1-E6 yhdessä aikaansaama kuorma on 24 kW. Jos myös rele Rl saatetaan sulkemaan • ; katkaisijansa Rl tulee ulosottotehoksi 4 kW ja jos lisäksi rele R2 saatetaan sulkemaan kontaktinsa R2 tulee tehoksi 6 kW. Seu-raavan porraslaskimen laskun yhteydessä kontaktori K2 sulkeu-j.1 : tuu, kun taas Kl avautuu samoin kuin rele Rl, kun taas rele R2 : sulkeutuu. Näin saavutetaan teho 8 kW. Seuraavassa portaassa 86783 5 kontaktori K2 on suljettu, kun taas kontaktori K1 on auki ja releet Rl ja R2 suljettuina. Tämä porras antaa kuorman 12 kW. Seuraava porras aikaansaa molempien kontaktorien Kl ja K2 sulkeutumisen ja releiden Rl ja R2 avautumisen ja tällöin saavutetaan teho 16 kW. Seuraavassa portaassa sulkeutuu lisäksi rele Rl, joka yhdessä kontaktorin Kl ja K2 sulkeutumisen kanssa aikaansaa tehon 20 kW ja lopuksi suljettaessa molemmat kontakto-rit Kl ja K2 ja releet Rl ja R2 saavutetaan maksimiteho 24 kW. Tämä on havainnollistettu tarkemmin kuviossa 3.Two electrical resistors each with 3 elements E1, E2, E3, E4, E5 and E6 are connected as shown in Fig. 1 via contactors K1 and K2 and relays R1 and R2 to three phases RST. Elements E1 and E2 are connected in series, as are elements E3 and E4 and elements E5 and E6. The upper end of the series connection of elements E1 and E2 is connected to phase S, while the connection between elements E1 and E2 is connected to phase T via a circuit breaker in contactor K2 and the other end of series connection of elements E1 and E2 is connected to phase R through a circuit breaker in contactor K1. The upper end of the series connection of the elements E3 and E4 is connected to phase T via a circuit breaker R1 of the relay R1, while the connection between the elements E3 and E4 is connected to phase R via a circuit breaker in contactor K2 and the series connection end is connected to phase S via a switch in contactor K1. The upper end of the series connection of elements E5 and E6 is connected to phase R via a circuit breaker of relay R2 while the connection between elements E5 and E6 is connected to phase S via a circuit breaker in contactor K2 and the lower end of series connection is connected to phase T via a circuit breaker in contactor K1. 1: The combination of the temperature controller and the load monitor 4 86783 shown in more detail in Fig. 2 is connected to the current converter S1 of phase R and to the current converter S2 of phase S and to the current converter S3 of phase T. These current transducers are not described in more detail because they are well known in the art. As previously mentioned, the boiler sensor T is connected to the connection points 8 and 9 located in the upper left of Fig. 2 and this part of the circuit acts as a temperature controller, while the lower left side of the circuit acts as a load monitor which can limit the power output according to different parameters. The upper right in Fig. 2 shows a step counter with a coding network which controls a certain set of solenoid operating circuits, the top two R1 and R2 can be viewed as the aforementioned relays R1 and R2, while the bottom two can be viewed as contactors K1 and K2 in Fig. 1 and K2. The temperature controller in the circuit causes the step counter to output a signal that represents the required power to reach the desired set temperature, for example in the boiler water. However, the load monitor can limit the possible output power, in which case the step counter may be prevented from continuing to count to three or two or only the last power stage. The output of the coding network calculator is. . arranged so that zeros at all outputs do not cause the relays R1 and R2 or the circuit breakers K1 and K2 to be energized. The number one at output 14 and zeros in the others cause the operating switch K1 to be pulled and thus the contactor K1 to be pulled. The connection of the contactor K1 causes the connection of the elements E1: 1 and E2 between the phases S and T and in the accompanying embodiment a load of 2 kW. The load provided by the elements E1-E6 together is 24 kW. If relay R1 is also caused to close •; its circuit breaker R1 becomes an output power of 4 kW and if, in addition, relay R2 is made to close its contact R2 becomes a power of 6 kW. When the next step counter drops, contactor K2 closes, while K1 opens in the same way as relay R1, while relay R2 closes. This achieves a power of 8 kW. In the next stage 86783, contactor K2 is closed, while contactor K1 is open and relays R1 and R2 are closed. This stage gives a load of 12 kW. The next stage causes both contactors K1 and K2 to close and relays R1 and R2 to open, in which case a power of 16 kW is achieved. In the next stage, the relay R1 is also closed, which together with the closing of the contactors K1 and K2 provides a power of 20 kW and finally when both the contactors K1 and K2 and the relays R1 and R2 are closed, a maximum power of 24 kW is reached. This is illustrated in more detail in Figure 3.

Oheisen keksinnön mukaisen laitteen avulla mahdollistetaan siten kahden kolmivaiheisen elementin jakaminen kahdeksaan tehoportaaseen. Tämä antaa luonnollisesti, kuten kuviossa 3 tarkemmin on havainnollistettu, huomattavia mahdollisuuksia säilyttää haluttu lämpötilataso myös silloin, jos kuormitusvah-ti ei anna täyttä tehoa. Yllä kuvatussa sovellutusmuodossa on kunkin elementin E1-E6 teho 4 kW, jolloin eri kytkentäkombinaa-tiot lisäävät tehoa ensimmäisessä neljässä portaassa 2 kW:lla ja muissa portaissa 4 kW:llaThe device according to the present invention thus makes it possible to divide two three-phase elements into eight power stages. This, of course, as illustrated in more detail in Figure 3, offers considerable possibilities to maintain the desired temperature level even if the load intensity does not give full power. In the embodiment described above, the power of each element E1-E6 is 4 kW, whereby the different switching combinations increase the power in the first four stages by 2 kW and in the other stages by 4 kW.

Edellä selostettu oheisen keksinnön mukainen laite soveltuu erityisesti käytettäväksi silloin, kun on suotavaa yhdessä ja samassa vastuksessa tai yhdessä ja samassa putkessa yhdistää 6 kappaletta elementtejä, esim. E1-E6.The device according to the present invention described above is particularly suitable for use when it is desirable to combine 6 elements in one and the same resistor or in one and the same tube, e.g. E1-E6.

Claims

6 86783

Device for connecting a certain number of three-phase loads, e.g. electrical resistors, to a three-phase network (RST), which loads (E1-E6) are divided into three equal parts, each intended for its own phase, characterized in that the phase parts (E1-E6) are connected in series (E1, E2; E3, E4; E5, E6) that each end of the series connections (E1, E2; E3, E4; E5, E6) is connected to its phase and that the connection between the phase parts in each series connection (E1, E2; E3, E4 E5, E6) are connected to the third phase, in addition to which the circuit breakers (K1, K2, R1, R2) are arranged between the different phases and the terminals in order to make different connections.

Device according to claim 1, wherein two three-phase resistors, each comprising an element for each phase, are intended to be connected to a three-phase network (RST) in more than two stages, characterized in that the elements (E1-E6) are connected in series (E1, E2; E3, E4; E5, E6) that the three series circuits (E1, E2; E3, E4; E5, E6) are connected to the phases (RST) in a three-phase network so that the ends of the series circuits (E1, E2; E3, E4; E5, E6) and the connections in the series circuits are each in their own phase, and that circuit breakers (K1, K2, R1, R2) are arranged between the ends and the phases and the connections and phases to provide different connections.

Device according to Claim 2, characterized in that the second end of the first series connection (E1, E2) is connected to the first stage (S), while the second contactor (K1) is connected to the second stage (T) between the connecting elements (E1, E2). via a circuit breaker and the other end of the series connection (E1, E2) is connected to the third phase (R) via a circuit breaker in the second contactor (K1) that the other end of the second series connection (E3, E4) is connected to the second phase (T) via the relay circuit breaker (R1) , while the connection is 7 86783 connected to the third phase (R) via a circuit breaker in the first contactor (K2) and the other end of the series connection (E3, E4) is connected to the first phase (S) via a circuit breaker in the second contactor (K1), and that the third series connection the second end is connected to the third stage (R) via a relay switch (R2), while the connection is connected to the first stage (S) in the first via a third circuit breaker in the contactor (K2) and the other end is connected to the second phase (T) via a third circuit breaker in the second contactor (K1).

Device according to Claim 3, characterized in that the contactors (K1, K2) and the relay switches (R1, R2) are connected to a controller (10) with a step counter, the calculator having a binary coding network which controls the relay switches (R1, R2) and contactors (K1, K2), where zeros at all outputs of the step counter give an output power of 0 kW, in which case all relay and contactor switches (K1, K2, R1, R2) are open, while full power is reached when all outputs have ones and thus all relays and the contactor circuit breakers (K1, K2, R1, R2) are closed and the intermediate binary numbers give seven other switching combinations and power levels. e 86783