RU139872U1

RU139872U1 - AUTOMATIC NETWORK SWITCHING DEVICE

Info

Publication number: RU139872U1
Application number: RU2013149224/07U
Authority: RU
Inventors: Давид Иосифович Аптекарь; Григорий Маркович Рубашев; Дмитрий Васильевич Чиканков
Original assignee: Давид Иосифович Аптекарь; Григорий Маркович Рубашев; Дмитрий Васильевич Чиканков
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2014-04-27

Abstract

Устройство для автоматического переключения сетей, содержащее два источника (1,2) питания, подключенные через вводные выключатели (3,4) к нагрузке, блок (7) управления, датчики (8,9) аварийного режима, подключенные к источникам питания и соответственно к первому и второму входам блока (7) управления, первый и второй выходы которого соединены с цепями управления вводных выключателей (3,4), а также выключатель в виде биполярного блока (10) тиристоров, управляющий вход которого соединен с третьим выходом блока (7) управления, отличающееся тем, что дополнительно содержит выключатель в виде биполярного блока (11) тиристоров, управляющий вход которого соединен с четвертым выходом блока (7) управления, при этом блоки (10,11) тиристоров подключены параллельно вводным выключателям (3,4).A device for automatically switching networks, containing two power sources (1,2) connected via input switches (3,4) to the load, control unit (7), emergency mode sensors (8,9) connected to power sources and, respectively, to the first and second inputs of the control unit (7), the first and second outputs of which are connected to the control circuits of the input switches (3,4), as well as a switch in the form of a bipolar unit (10) of thyristors, the control input of which is connected to the third output of the unit (7) management, characterized in that Tel'nykh switch comprises a bipolar unit (11) thyristor control input of which is connected to the fourth output block (7) control, wherein blocks (10,11) are connected parallel thyristors main switch (3,4).

Description

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к устройствам противоаварийной автоматики в системах, критичных к длительности перерыва в электроснабжении, и может быть наиболее эффективно применена в сетях с синхронными двигателями.The utility model relates to electrical engineering, in particular, to emergency control devices in systems critical to the duration of an interruption in power supply, and can be most effectively applied in networks with synchronous motors.

Известно устройство, содержащее два источника питания потребителей, подключенные через вводные выключатели к раздельным секциям шин, соединенных двумя параллельно включенными выключателями, один из которых выполнен в виде биполярного блока тиристоров, блок управления и датчики аварийного режима, подключенные к секциям шин и, соответственно, к первому и второму входам блока управления, при этом первый выход блока управления подключен к управляющему входу биполярного блока тиристоров, содержит частотные преобразователи, включенные между потребителями и секциями шин и соединенные управляющими входами со вторым и третьим выходом блока управления, а четвертый и пятый выход блока управления связан с цепями отключения вводных выключателей, RU 63990 U1.A device is known that contains two power sources for consumers connected through input switches to separate bus sections connected by two parallel-connected switches, one of which is made in the form of a bipolar thyristor unit, a control unit and emergency sensors connected to the bus sections and, respectively, to the first and second inputs of the control unit, while the first output of the control unit is connected to the control input of the bipolar thyristor unit, contains frequency converters included between between consumers and bus sections and connected by control inputs to the second and third output of the control unit, and the fourth and fifth output of the control unit are connected to the tripping circuits of the input switches, RU 63990 U1.

Недостатком данного устройства является большая задержка включения резерва при значительных перерывах питания на одной из шин и, соответственно, значительных углах α фазового рассогласования вектора Uсети (напряжение сети) и вектора E (электродвижущая сила) двигателя, потерявшего питание и работающего вследствие этого в генераторном режиме. Частотные преобразователи, используемые в прототипе, эффективны при перерывах электропитания до 3-5 секунд. При более значительных перерывах возможен отказ устройства, и ввод резерва не произойдет. Кроме того, частотные преобразователи имеют весьма высокую стоимость, что существенно удорожает устройство в целом и ограничивает возможность его использования.The disadvantage of this device is the large delay in switching on the reserve during significant power outages on one of the buses and, accordingly, significant angles α of the phase mismatch of the U network vector (mains voltage) and the E vector (electromotive force) of the engine that has lost power and is therefore operating in the generator mode. The frequency converters used in the prototype are effective for power outages of up to 3-5 seconds. With more significant interruptions, the device may fail, and the reserve input will not occur. In addition, frequency converters have a very high cost, which significantly increases the cost of the device as a whole and limits the possibility of its use.

Известно устройство для автоматического включения резерва, содержащее два источника питания, подключенные через вводные выключатели к раздельным секциям шин, соединенных двумя параллельно включенными выключателями, один из которых выполнен в виде биполярного блока тиристоров, блок управления, датчики аварийного режима, подключенные к секциям шин и соответственно к первому и второму входам блока управления, первый выход которого подключен к управляющему входу биполярного блока тиристоров, а второй и третий его выходы связаны с цепями отключения вводных выключателей, отличающееся тем, что содержит блок измерения фазового рассогласования, выход которого подключен к третьему входу блока управления, первый и второй входы связаны через датчики аварийного режима соответственно с раздельными секциями шин, RU 103249 U1.A device for automatically turning on the reserve, containing two power supplies connected through input switches to separate bus sections connected by two parallel-connected switches, one of which is made in the form of a bipolar thyristor unit, a control unit, emergency sensors connected to the bus sections and, respectively to the first and second inputs of the control unit, the first output of which is connected to the control input of the bipolar thyristor unit, and its second and third outputs are connected to circuits opening circuit breakers, characterized in that it contains a phase mismatch measuring unit, the output of which is connected to the third input of the control unit, the first and second inputs are connected via emergency mode sensors to separate bus sections, RU 103249 U1, respectively.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.This technical solution was made as a prototype of this utility model.

Недостатком прототипа является малое быстродействие, поскольку для осуществления переключения необходимо затратить время для отключения основного ввода; кроме того, в случае переключения двигательной нагрузки, необходимо осуществить синхронизацию источников, на что также требуется время.The disadvantage of the prototype is the low speed, because for the implementation of the switch it is necessary to spend time to disable the main input; in addition, in the case of switching the motor load, it is necessary to synchronize the sources, which also takes time.

Сегодня многочисленные потребители очень критичны к времени переключения с основного на резервный ввод. Подобные потребители имеются, в частности, в химической и нефтехимической отрасли, в системах, содержащих компьютерные технологии, в оборонных отраслях. Быстродействие существенно повышает надежность функционирования потребителей.Today, numerous consumers are very critical in switching time from primary to backup input. Similar consumers exist, in particular, in the chemical and petrochemical industries, in systems containing computer technologies, and in defense industries. Performance significantly increases the reliability of consumer operation.

Задачей настоящей полезной модели является повышение быстродействия устройства для автоматического переключения сетей и тем самым повышение надежности работы потребителей.The objective of this utility model is to increase the speed of the device for automatic switching networks and thereby increase the reliability of consumers.

Согласно полезной модели в устройстве для автоматического переключения сетей, содержащем два источника питания, подключенные через вводные выключатели к нагрузке, блок управления, датчики аварийного режима, подключенные к источникам питания и, соответственно, к первому и второму входам блока управления, первый и второй выходы которого соединены с цепями управления вводных выключателей, а также выключатель в виде биполярного блока тиристоров, управляющий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, устройство дополнительно содержит выключатель в виде биполярного блока тиристоров, управляющий вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, при этом блоки тиристоров подключены параллельно вводным выключателям.According to a utility model, in a device for automatically switching networks containing two power sources connected via input switches to the load, a control unit, emergency sensors connected to power sources and, respectively, to the first and second inputs of the control unit, the first and second outputs of which connected to the control circuits of the input switches, as well as a switch in the form of a bipolar thyristor unit, the control input of which is connected to the third output of the control unit, an additional device but switch comprises a bipolar unit thyristors whose control input is connected to the fourth output of the control unit, wherein the blocks are connected in parallel thyristors main switch.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «Новизна».The applicant has not identified any technical solutions identical to the claimed one, which allows us to conclude that the invention meets the condition of patentability “Novelty”.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображена блок-схема устройства.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of the device.

Устройство для автоматического переключения сетей содержит два источника 1, 2 питания потребителей. Источник 1 питания подключен через вводный выключатель 3 к нагрузке 5, источник 2 питания подключен через вводный выключатель 4 к нагрузке 6.A device for automatically switching networks contains two sources 1, 2 of power consumers. The power source 1 is connected through an input switch 3 to the load 5, the power source 2 is connected through an input switch 4 to the load 6.

В конкретном примере нагрузкой являются мощные синхронные электрические двигатели.In a specific example, the load is powerful synchronous electric motors.

Устройство содержит блок 7 управления, представляющий собой в конкретном примере одноплатный высокоорганизованный расширяемый контроллер типа BL2600.The device comprises a control unit 7, which in a specific example is a single-board highly organized expandable controller type BL2600.

К источникам 1, 2 питания и первому и второму входам блока 7, соответственно, подключены датчики 8, 9 аварийного режима. В качестве датчиков 8, 9 могут быть использованы датчики напряжения, тока, фазового рассогласования.To the sources 1, 2 of power and the first and second inputs of block 7, respectively, are connected sensors 8, 9 emergency mode. As sensors 8, 9 can be used sensors of voltage, current, phase mismatch.

Устройство содержит выключатели в виде биполярных блоков 10, 11 тиристоров. Первый и второй выходы блока 7 управления соединены с цепями управления вводных выключателей 3, 4, соответственно. Управляющий вход биполярного блока 10 тиристоров соединен с третьим выходом блока 7 управления. Управляющий вход выключателя в виде биполярного блока 11 тиристоров соединен с четвертым выходом блока 7 управления. Блоки 10, 11 тиристоров подключены параллельно вводным выключателям 3, 4, соответственно.The device contains switches in the form of bipolar blocks 10, 11 thyristors. The first and second outputs of the control unit 7 are connected to the control circuits of the input switches 3, 4, respectively. The control input of the bipolar unit 10 of the thyristors is connected to the third output of the control unit 7. The control input of the switch in the form of a bipolar block 11 of the thyristors is connected to the fourth output of the control unit 7. Blocks 10, 11 of thyristors are connected in parallel with the input switches 3, 4, respectively.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В нормальном режиме источники 1, 2 подключены к вводным выключателям 3, 4, один из которых нормально включен, второй выключен. Например, включен выключатель 3 и напряжение подводится к нагрузкам 5, 6. Биполярные блоки 10, 11 тиристоров выключены. При аварии со стороны источника 1, например, коротком замыкании, срабатывает датчик 8, подается сигнал управления на первый вход блока 7 управления. На третьем и четвертом выходах блока 7 возникают сигналы на отключения выключателя 3, включение выключателя 4 и биполярных блоков 10, 11 тиристоров. При отключении выключателя 3 ток, протекающий по его контактам, переходит на тиристоры биполярного блока 10, обеспечивая бестоковый процесс коммутации вводного выключателя 3. Практически, ток переходит на биполярный блок 10 тиристоров в начале процесса дугогашения вводного выключателя 3.In normal mode, sources 1, 2 are connected to input switches 3, 4, one of which is normally on, the second is off. For example, the switch 3 is turned on and the voltage is supplied to the loads 5, 6. The bipolar blocks 10, 11 of the thyristors are turned off. In case of an accident from the source 1 side, for example, a short circuit, the sensor 8 is triggered, a control signal is supplied to the first input of the control unit 7. At the third and fourth outputs of block 7, signals appear to trip the switch 3, turn on the switch 4 and the bipolar blocks 10, 11 of the thyristors. When the switch 3 is turned off, the current flowing through its contacts passes to the thyristors of the bipolar block 10, providing a currentless switching process of the input switch 3. In practice, the current passes to the bipolar block 10 of the thyristors at the beginning of the process of arcing the input switch 3.

При включении биполярных блоков, 10, 11 тиристоров образуется ток подпитки точки короткого замыкания со стороны неповрежденного источника 2. Тиристоры биполярного блока 10 принудительно отключаются этим током за время не более времени отключения тиристоров.When you turn on the bipolar blocks, 10, 11 of the thyristors, a recharge current is generated for the short circuit point from the side of the undamaged source 2. The thyristors of the bipolar block 10 are forcedly switched off by this current for no more than the time the thyristors are turned off.

Таким образом достигается технический результат, состоящий в повышении быстродействия устройства.Thus, a technical result is achieved, consisting in increasing the speed of the device.

При использовании низкочастотных тиристоров быстродействие составляет около 200 мксек. Электроснабжение нагрузки не прерывается и осуществляется через биполярный блок 11 тиристоров. После включения выключателя 4 тиристоры биполярного блока 11 отключаются, и ток нагрузки переходит на контакты выключателя 4. При повреждении со стороны источника 2 устройство работает аналогичным образом. Время коммутации становится на порядок меньшим периода переменного тока с частотой 50 Гц. При этом обеспечивается гарантированное электроснабжение потребителей и, что особенно важно, потребителей критичных даже к кратковременным перерывам питания.When using low-frequency thyristors, the speed is about 200 μs. The power supply of the load is not interrupted and is carried out through the bipolar block of 11 thyristors. After turning on the switch 4, the thyristors of the bipolar block 11 are turned off, and the load current passes to the contacts of the switch 4. In case of damage from the source 2 side, the device works in a similar way. The switching time becomes an order of magnitude shorter than the period of alternating current with a frequency of 50 Hz. This ensures guaranteed power supply to consumers and, most importantly, consumers critical even to short-term power outages.

Claims

A device for automatically switching networks, containing two power sources (1,2) connected via input switches (3,4) to the load, control unit (7), emergency mode sensors (8,9) connected to power sources and, respectively, to the first and second inputs of the control unit (7), the first and second outputs of which are connected to the control circuits of the input switches (3,4), as well as a switch in the form of a bipolar unit (10) of thyristors, the control input of which is connected to the third output of the unit (7) management, characterized in that Tel'nykh switch comprises a bipolar unit (11) thyristor control input of which is connected to the fourth output block (7) control, wherein blocks (10,11) are connected parallel thyristors main switch (3,4).