SU760307A1

SU760307A1 - Automatic switch of standby power supply unit

Info

Publication number: SU760307A1
Application number: SU782633162A
Authority: SU
Inventors: Anatolij S Dordij; Vladimir N Pavlov; Stanislav V Klishkovskij
Original assignee: Anatolij S Dordij; Vladimir N Pavlov; Stanislav V Klishkovskij
Priority date: 1978-06-19
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1980-08-30

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для потребителей, не допускаю щих перерыва питания.^- The invention relates to the field of electrical engineering and can be used for consumers that do not allow power interruption. ^-

Известны переключатели питания, позволяющие по сигналу от реле минимального напряжения переключать потребители на резервную сеть. Согласование действий этих переключателей с защитой осуществляется с помощью реле времени, время срабатывания которого выбирается на ступень селективности больше времени действия защиты. При исчезновении напряжения в основной сети срабатывает реле напряжения и подает сигнал на ’реле времени, которое через определенное время формирует сигнал на отключение выключателя основной сети. После его выключения происходит подключение потребителей к резервной сети. Недостатком таких устройств является низкое быстродействие.Known power switches, allowing the signal from the undervoltage relay to switch consumers on the backup network. The coordination of these switches with the protection is carried out using a time relay, the response time of which is selected at the selectivity level longer than the protection time. When the voltage in the main network disappears, the voltage relay triggers and sends a signal to the ’time relay, which after a certain time generates a signal to turn off the main network switch. After it is turned off, consumers are connected to the backup network. The disadvantage of such devices is low speed.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является автоматический переключатель, в котором для предотвращения Действия при повреждениях в потребителе предусмотрена блокировка по току, содержащее два реле минимальноThe closest in technical essence to the proposed device is an automatic switch, in which, in order to prevent Actions in case of damages, a current lock is provided in the consumer, which contains two relays minimum

•го напряжения основной и резервной сетей, схему управления, на два выхода которой включены два выходных . блока, формирующих сигналы управле5 ния коммутирующими элементами: два входа логической схемы управления подключены к выходам указанных реле напряжения’, а третий вход Подсое. динен к выходу, токовой защиты, пре’θ пятствующей действию переключателя• the main and backup networks voltage, control circuit, for two outputs of which two output are included. unit, forming control signals by switching elements: two inputs of the control logic circuit are connected to the outputs of the specified voltage relays ’, and the third Podsoy input. dinene to output, current protection, pre’θ of the action of the switch

при коротких замыканиях в потребителе.in case of short circuits in the consumer.

Недостатком таких переключателей является низкое быстродействие, обу15 словленное наличием принудительной выдержки времени, необходимой для распознавания токовой защитой короткого замыкания. Величина выдержки времени складывается из собственного го времени действия защиты и Ьремени нарастания тока до уставки ее срабатывания.The disadvantage of such switches is the low speed, due to the presence of a forced time delay, which is necessary for recognition by the current short circuit protection. The time lag is the sum of the intrinsic protection time and the rise time of the current to the setpoint for its operation.

Целью изобретения является повышение быстродействия.The aim of the invention is to increase speed.

25 Поставленная цель достигается тем что в автоматический переключатель резервного питания, содержащий коммутирующие элементы, два реле минимального напряжения, включенных на25 The goal is achieved by the fact that the automatic switch backup power supply, containing switching elements, two undervoltage relays included in

30 напряжения соответствующих сетей и30 voltages of the respective networks and

4four

33

760307760307

4four

логическую схему управления, к двум входам которой, подключены выходы реле минимального напряжения, к третьему входу - выход токовой защиты потребителя, а· к двум выходам подключены два выходных блока, формирующих сигналы управления коммутирующими элементами, введены последовательный ЬС-контур, датчик производной тока избирательный фильтр) настроенный на резонансную частоту последовательного контура и реагирующий орган, причем последовательный 1С-контур предназначен для подключения параллельно нагрузке, а последовательно - датчик производной тока, выход которого через избирательный фильтр и реагирующий орган соединен с четвертым входом схемы управления.control logic, to the two inputs of which, the undervoltage relay outputs are connected, the consumer’s current protection output is connected to the third input, and two output blocks that generate control signals for switching elements are connected to the two outputs; filter) tuned to the resonant frequency of the serial circuit and the reacting organ, the serial 1C circuit being designed to be connected parallel to the load, and sequentially the sensor derivative of the current, the output of which through a selective filter and responsive body is connected to a fourth input of the control circuit.

Схема переключателя представлена на чертеже, где изображены две сети 1,2^основная и резервная,нагрузка 3, коммутирующие элементы тиристоры 4,5, выходные блоки 6,7, формирующие сигналы управления ком-; мутирующими элементами, два реле минимального напряжения 3,9, включенные входами на напряжение соответствующих сетей, логическая схема управления 10, токовая защита,^выполненная на основе датчика тока 11 и реагирующего органа 12, датчик 13 производной тока нагрузки, избирательный фильтр 14, дополнительный реагирующий орган 15 и последовательный 1.Сконтур, состоящий из конденсатора 16 и индуктивности 17, включенный параллельно нагрузке 3 и датчику 13 производной тока.The switch circuit is shown in the drawing, which shows two networks 1,2 ^ main and backup, load 3, switching elements thyristors 4.5, output blocks 6,7, which generate control signals for com-; mutating elements, two undervoltage relays 3.9, connected by voltage inputs of the respective networks, control logic 10, current protection, ^ based on current sensor 11 and reacting element 12, sensor 13 derived load current, selective filter 14, additional responsive the body 15 and the serial 1. Circuit consisting of a capacitor 16 and inductance 17 connected in parallel to the load 3 and the sensor 13 of the derivative of current.

Принцип действия устройства основан на том, что высокочастотные составляющие, возникающие в спектре напряжения при коротком замыкании в питающей сети, шунтируются последовательным' 1_ С-контуром и не попадают· в нагрузку и в первичную обмотку датчика производной тока, а в случае короткого замыкания в нагрузке в первичной обмотке датчика производной тока происходит увеличение составляющих данной частоты в результате колебательного процесса, возникающего в контуре; конденсатор 16, первичная обмотка датчика 13, короткозамкнутая цепь нагрузки и индуктивность 17. Увеличение тока данной частоты фиксируется с помощью реагирующего органа 15, который срабатывает и выдает запрещающий сигнал на дополнительны^ вход логической схемы управления 10.The principle of operation of the device is based on the fact that high-frequency components arising in the voltage spectrum during a short circuit in the supply network are bridged by a series of '1_ C-circuit and do not fall into the load and into the primary winding of the current derivative sensor, and in the case of a short circuit in the load in the primary winding of the current derivative sensor, an increase in the components of a given frequency occurs as a result of the oscillatory process that occurs in the circuit; the capacitor 16, the primary winding of the sensor 13, a short-circuited load circuit and inductance 17. The increase in the current of this frequency is fixed by means of a reacting body 15, which is triggered and generates a inhibitory signal to the additional ^ input of the control logic circuit 10.

При коротком замыкании в нагрузке срабатывает реле минимального напряжения 8 и выдает сигнал в логическую схему управления 10 на переключение. Одновременно в контуре, образованном конденсатором 16, первичной обмоткой датчика 13, цепью короткого замыкания и индуктивностью 17, возникает колебательный процесс. Возникающий в этомWhen a short circuit in the load trips the undervoltage relay 8 and outputs a signal to the control logic 10 for switching. At the same time in the circuit formed by the capacitor 16, the primary winding of the sensor 13, the short circuit and the inductance 17, an oscillatory process occurs. Arising in this

контуре ток резонансной частоты ЬСконтура дифференцируется датчиком производной тока .13 и выделяется избирательным фильтром 14 уже в первый полупериод частоты (0,2 мсек) колебательного 1_С-контура (^д:5 кГц). Напряжение на выходе фильтра 14 пре—· вышает уставку срабатывания реагирующего органа 15, который срабатывает, и на дополнительном входе схемы 10 появляется сигнал, запрещающий переключение на резервную сеть. Этот запрещающий сигнал появляется значительно раньше, чем сигнал от токовой защиты потребителя, чем исключается необходимость в принудительной задержке времени. В случае устойчивого металлического короткого замыкания через определенное время срабатывает токовая защита (реагирующий орган 12), и на логическую схему управления 10 поступает дополнительный блокирующий сигнал, при этом схема вырабатывает сигнал только на выключение тиристоров 4.The contour current of the resonant frequency of the contour is differentiated by the sensor of the derivative of the current .13 and is distinguished by the selective filter 14 already in the first half-period of the frequency (0.2 ms) of the oscillatory 1_C-contour (^ d: 5 kHz). The voltage at the output of the filter 14 exceeds the setting of the response of the reacting body 15, which is triggered, and a signal appears at the auxiliary input of the circuit 10, which prohibits switching to the backup network. This prohibitory signal appears much earlier than the signal from the current protection of the consumer, which eliminates the need for a forced time delay. In the case of a stable metal short circuit, after a certain time, the overcurrent protection (reactive body 12) is triggered, and an additional blocking signal is supplied to the control logic 10, and the circuit produces a signal only to turn off the thyristors 4.

При коротком замыкании в питающей сети 1 также срабатывает реле напряжения 8 и выдает сигнал в логическую схему управления 10 на переключение. Возникающие при этом в спектре напряжения высокочастотные составляющие' шунтируются последовательным ЬС-контуром (конденсатор 16, индуктив ность 17). Напряжение на выходе избирательного фильтра 14 ниже уставки реагирующего органа 15, на дополнительном входе логической схемы управления 10 запрещающий сигнал отсутствует. Схема 10 формирует сигнал на выключение тиристоров 4 и включение тиристоров 5.In the event of a short circuit in the supply network 1, the voltage relay 8 also operates and issues a signal to the switching logic control circuit 10. The high-frequency components that appear in the voltage spectrum are shunted by a sequential HC circuit (capacitor 16, inductance 17). The voltage at the output of the selective filter 14 is below the setpoint of the reacting authority 15, there is no prohibitive signal at the auxiliary input of the control logic 10. Circuit 10 generates a signal to turn off thyristors 4 and turn on thyristors 5.

Таким образом, предложенное устройство в отличие от устройства-прототипа при коротком замыкании в нагрузке выдает сигнал блокировки уже в первый момент повреждения, при этом исключена необходимость в дополнительной выдержке времени после снижения напряжения в основной сети на распознавание короткого замыкания токовой защитой, чем обеспечивается высокое быстродействие переключателя.Thus, the proposed device, unlike the prototype device, during a short circuit in the load, generates a blocking signal already at the first moment of damage, while eliminating the need for additional time delay after reducing the voltage in the main network to detect short circuit current protection, which ensures high performance switch.

Наиболее эффективно применение предлагаемого устройства в системах резервирования электроснабжения ответ ственньк потребителей, не допускающих перерыва питания, особенно в автономных электроэнергетических системах, например, судовых.The most effective application of the proposed device is in power supply backup systems of responsible consumers who do not allow power interruption, especially in autonomous power supply systems, for example, in ships.

Claims

Claim

Automatic backup power switch, containing two undervoltage relays, intended for connection to the main and backup networks, control circuit, to the two inputs of which are connected the undervoltage relay outputs, to

760307

the third input is the output of the load current sensor, and two outputs are connected. two output blocks, the outputs of which are connected to switching elements, characterized in that, in order to improve performance, a sequential SC circuit, a current derivative sensor, a selective filter are introduced into it tuned to the resonant frequency of the serial circuit, and the reacting organ, the serial E-circuit being designed to be connected parallel to the load, and the sensor in series

5 is a derivative of the current, the output of which is connected to the fourth input of the control circuit through a selective filter and a reacting organ.