Пристрій для перемикання трифазних кіл

1. Пристрій для перемикання трифазних кіл, який приєднаний з одного боку принаймні до одного передавального трифазного кола електричної мережі або виводів обмоток трансформатора або автотрансформатора, а з другого боку приєднаний принаймні до одного приймального трифазного кола електричної мережі або виводів обмоток трансформатора або автотрансформатора, при цьому пристрій містить групи однополюсних ключів для комутації трифазних кіл та блок керування ключами, причому кожен ключ устаткований вхідним та вихідним виводами, кількість груп ключів 2 (19) 1 3 90475 4 тора, три вхідні виводи якого з'єднані між собою та три вихідні виводи якого з'єднані між собою. 5. Пристрій для перемикання трифазних кіл за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що кожен один ключ виконаний у вигляді одного або декількох послідовно, або/та паралельно ввімкнутих тиристорів. 6. Пристрій для перемикання трифазних кіл за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що кожен один ключ виконаний у вигляді паралельного з'єднання електромеханічного ключа з обмоткою керування та одного або декількох напівпровідникових ключів. 7. Пристрій для перемикання трифазних кіл за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що кожен один або декілька проводів однієї обмотки фільтра струмів нульової послідовності оточені одним або декількома проводами другої обмотки, причому названі обмотки розташовані на одному стрижні магнітопроводу. 8. Блок керування пристроєм для перемикання трифазних кіл, який містить обмотки електромеханічних ключів або/та керуючі виводи, або/та бази, або/та затвори напівпровідникових ключів, ланцюги формування вмикаючих та вимикаючих сигналів ключів, елементи логіки, контролер, вузол вимірювання параметрів трифазних джерел напруг та/або вузли ручного керування, який відрізняється тим, що ланцюги формування вмикаючих та вимикаючих сигналів ключів поділені на групи, кількість ланцюгів формування вмикаючих та вимикаючих сигналів в кожній групі дорівнює кількості лінійних фаз трифазної мережі, кількість груп ланцюгів формування вмикаючих та вимикаючих сигналів дорівнює кількості пар комутуючих трифазних кіл, кожен ланцюг формування вмикаючого та вимикаючого сигналу ключа однієї групи містить принаймні один елемент логіки НІ, вхід якого пов'язаний механічно, електрично, магнітно або оптично з відкритим або закритим станом ключа іншої групи, кожна одна група ланцюгів формування вмикаючих та вимикаючих сигналів містить принаймні два логічні елементи І, входи яких пов'язані механічно, електрично, магнітно або оптично з відкритим або закритим станом ключа іншої групи, кожна одна група ланцюгів формування вмикаючих та вимикаючих сигналів містить принаймні однин логічний елемент АБО, один із входів якого пов'язаний механічно, електрично, магнітно або оптично з відкритим чи закритим станом ключа тієї ж групи. Пристрій для перемикання трифазних кіл відноситься до електроенергетики та електротехніки і може бути використаний як для неперервного живлення відповідального приймача, наприклад, першої категорії, шляхом його перемикання до резервних джерел енергії, так і для регулювання та стабілізації напруг трифазного приймача. Надійність роботи розподільчих електричних мереж і відповідальних споживачів, зокрема, залежить від неперервності їх живлення. Неперервність живлення мереж та пристроїв забезпечується пристроями для перемикання трифазних кіл [1-4]. Аналоги та прототип за першим незалежним пунктом формули групи винаходів. Відомий пристрій для перемикання трифазних кіл від одного трифазного кола до другого [5 -12], який містить ключі першої групи, за допомогою яких приймач з'єднаний з передаючим трифазним колом, та містить ключі другої групи, за допомогою яких приймач може бути приєднаний до другого передаючого кола. Пристрій може включати трансформатори та автотрансформатори. Надійність роботи пристрою для перемикання трифазних кіл залежить від типу ключів. Електромеханічні ключі, наприклад, масляні, єлегазові та вакуумні вимикачі, контактори та пускачі, мають малу швидкодію, тому при перемиканні трифазного приймача виникають провали напруг, тривалість яких досягає 0,2-0,5 секунди. Тиристорні ключі забезпечують менший час перемикання - 30-60 мілісекунд при допустимій тривалості провалу напруги 10 мілісекунд. Недоліком тиристорних ключів є також порівняно велике падіння напруги на ключі, яке складає 2,0-2,5 вольти, що приводить до втрат енергії. Такі ключі потребують водяного охолодження. Крім того, ключі всіх відомих типів створюють у трифазних мережах післякомутаційні перехідні процеси, які характеризуються недопустимими коливаннями потужностей та напруг в розподільчих мережах, що приводить до виникнення коливань роторів крупних синхронних машин. Такі імпульсні накиди потужностей знижують стійкість роботи трифазних електричних кіл. Відомий пристрій гарантованого живлення трифазного приймача, наприклад, типу BACKUPS, який працює в режимі «оф лайн», тобто з перемиканням джерела. Обов'язковими елементами пристрою є акумулятор та напівпровідникові ключі. У випадку зникнення напруги в мережі транзисторні ключі перемикають приймач на інвертор, який живиться від акумулятора. Час перемкнення однофазних та трифазних кіл складає одиниці мілісекунд. Недоліки пристрою - велика вартість, малий коефіцієнт корисної дії, мала надійність роботи в розподільчих мережах та малий час роботи від акумулятора, що стримує їх застосування в енергетиці. Відомий пристрій для перемикання трифазних кіл - прототип [16], який містить затискачі принаймні одного передаючого трифазного кола, затискачі принаймні одного приймального трифазного кола, групи ключів для комутації трифазних кіл, блок керування ключами, причому кожен ключ устаткований вхідним та вихідним виводами, кількість фаз у передаючих та приймальних колах рівні між собою і дорівнюють кількості ключів у групі, а кількість груп ключів дорівнює кількості комутованих пар трифазних кіл, при цьому вхідний вивід ключа кожної групи по одному приєднаний до од 5 ного затискача лінійної фази передаючого трифазного кола, кожен вихідний вивід ключа кожної групи по одному приєднаний до одного затискача лінійної фази приймального трифазного кола. Недолік прототипу за першим пунктом формули групи винаходів - принципова неможливість забезпечення неперервності електропостачання при перемиканні приймального потужного трифазного кола від одного передаючого трифазного кола до другого та при регулюванні або стабілізації напруги приймального трифазного кола. У зв'язку з цим була поставлена задача - зменшити коливання амплітуд напруг та струмів у перехідних процесах після комутації та забезпечити неперервність передачі енергії під час комутації, призначеної для перемикання трифазних кіл і при регулюванні та стабілізації напруг приймальних трифазних кіл. Поставлена задача вирішена шляхом живлення однієї від'єднаної фази трифазного кола від додаткового джерела енергії, приєднаного до двох невід'єднаних лінійних та однієї нульової фази, а саме тим, що: до пристрою для перемикання трифазних кіл, який містить затискачі принаймні одного передаючого трифазного кола, затискачі принаймні одного приймального трифазного кола, групи ключів для комутації трифазних кіл, блок керування ключами, причому кожен ключ устаткований вхідним та вихідним виводами, кількість фаз у передаючих та приймальних колах рівні між собою і дорівнюють кількості ключів у групі, а кількість груп ключів дорівнює кількості комутованих пар трифазних кіл, при цьому вхідний вивід ключа кожної групи по одному приєднаний до одного затискача лінійної фази передаючого трифазного кола, кожен вихідний вивід ключа кожної групи по одному приєднаний до одного затискача лінійної фази приймального трифазного кола, додано однополюсні ключі та фільтр струмів нульової послідовності, причому вивід лінійних фаз фільтру приєднаний по одному до одного вихідного виводу однополюсного ключа групи, а вивід нульової фази фільтру, а також затискачі нульових фаз обох трифазних кіл з'єднані між собою, при цьому виходи блоку керування механічно, електрично, магнітно або оптично з'єднані з кожним однополюсним ключем; додано додатковий фільтр струмів нульової послідовності, виводи лінійних фаз якого по одному приєднані до одного вхідного виводу ключа групи, а нульова фаза фільтру приєднана до нульової фази передаючого трифазного кола; передаюче трифазне коло утворене розподільчою трифазною мережею; приймальне багатофазне коло утворене трифазною мережею приймача; з метою регулювання та стабілізації напруг трифазної мережі приймача додано трифазний автотрансформатор або трансформатор з проміжними виводами обмоток, причому цей автотрансформатор або трансформатор вхідними виводами приєднаний до розподільчої мережі, а виводи його обмоток утворюють групи затискачів передаючих 90475 6 кіл, причому кожна група затискачів характеризується однаковим рівнем фазної напруги; з метою регулювання та стабілізації напруг трифазної мережі приймача додано трифазний автотрансформатор або трансформатор з проміжними виводами обмоток, причому цей автотрансформатор або трансформатор вихідними виводами приєднаний до мережі приймача, а виводи його обмоток утворюють групи затискачів приймальних кіл, причому кожна одна група затискачів виводів характеризується однаковим рівнем фазної напруги; фільтр струмів нульової послідовності суміщений з автотрансформатором або трансформатором; автотрансформатор або трансформатор суміщений з додатковим фільтром струмів нульової послідовності; кожен один однополюсний ключ виконаний у вигляді електромеханічного ключа з обмоткою керування, наприклад, однополюсного контактора. кожен один однополюсний ключ виконаний у вигляді триполюсного електромеханічного ключа зі спільною обмоткою керування, наприклад, триполюсного контактора, три вхідні виводи якого з'єднані між собою та три вихідні виводи якого також з'єднані між собою; кожен один ключ виконаний у вигляді одного або декількох послідовно або паралельно ввімкнутих тиристорів; кожен один ключ виконаний у вигляді паралельного з'єднання електромеханічного ключа з обмоткою керування та одного або декількох напівпровідникових вимикачів; кожен один або декілька проводів однієї обмотки фільтру струмів нульової послідовності оточений одним або декількома проводами другої обмотки, причому названі обмотки розташовані на одному стрижні магнітопроводу. Аналоги та прототип за другим незалежним пунктом формули групи винаходів. Відомий блок керування пристрою для перемикання трифазних кіл [7,16], який містить вузли вимірювання трифазних напруг, обмотки триполюсних електромеханічних розщеплювачів, наприклад, контакторів, вузли порівняння та ручного керування. Недолік блоку керування - неможливість керування однополюсними ключами при циклічному перемиканні для забезпечення неперервного живлення трифазних приймальних кіл. Відомий блок керування пристрою для перемикання трифазних кіл [5,6], який містить вузли вимірювання трифазних напруг, керуючі виводи тиристорів, логіку ТТЛ та вузли ручного керування. Недолік блоку керування - неможливість керування однополюсними ключами при циклічному перемиканні для забезпечення неперервного живлення трифазних приймальних кіл. Відомий блок керування [3,4,13-15] пристрою для перемикання трифазних кіл -який містить обмотки електромеханічних ключів, або/та керуючі виводи, або/та бази, або/та затвори напівпровідникових ключів, ланцюги формування включаючих та виключаючих сигналів ключів, елементи логіки, контролер, вузол вимірювання параметрів трифа 7 зних джерел напруг та/або вузли ручного керування. Недолік прототипу - неможливість керування однополюсними ключами при циклічному перемиканні для забезпечення неперервного живлення трифазних приймальних кіл. У зв'язку з цим була поставлена задача - поділити процес перемикання приймального трифазного кола від одного передаючого трифазного кола до другого на три етапи, під час кожного з них відключати однополюсний ключ однієї групи та потому включати однойменний по фазі однополюсний ключ другої групи. Поставлена задача вирішена шляхом формування послідовно-контрольованої програми автоматичного формування команд роботи ключів, а саме тим, що: в блоці керування пристроєм для перемикання трифазних кіл, який містить обмотки електромеханічних ключів, або/та керуючі виводи, або/та бази, або/та затвори напівпровідникових ключів, ланцюги формування включаючих та виключаючих сигналів ключів, елементи логіки, контролер, вузол вимірювання параметрів трифазних джерел напруг та/або вузли ручного керування, ланцюги формування включаючих та виключаючих сигналів ключів поділені на групи, кількість ланцюгів формування включаючих та виключаючих сигналів в кожній групі дорівнює кількості лінійних фаз трифазної мережі, кількість груп ланцюгів формування включаючих та виключаючих сигналів дорівнює кількості пар комутуючих трифазних кіл, кожен ланцюг формування включаючого та виключаючого сигналу ключа одної групи містить принаймні один елемент логіки «НІ», вхід якого пов'язаний механічно, електрично, магнітно або оптично з відкритим або закритим станом ключа іншої групи, кожна одна група ланцюгів формування включаючих та виключаючих сигналів містить принаймні два логічні елементи «І», входи яких пов'язані механічно, електрично, магнітно або оптично з відкритим або закритим станом ключа іншої групи, кожна одна група ланцюгів формування включаючих та виключаючих сигналів містить принаймні однин логічний елемент «АБО», один із входів якого пов'язаний механічно, електрично, магнітно або оптично з відкритим чи закритим станом ключа тієї ж групи. Розглянемо графічні матеріали. На фіг.1 подана блок-схема пристрою для перемикання приймального трифазного кола мережі приймача від одного передаючого трифазного кола до другого. На фіг.2 подана блок-схема пристрою для регулювання або стабілізації напруги мережі приймача шляхом перемикання приймального трифазного кола до різних передаючих трифазних кіл, утворених з допомогою автотрансформатора або трансформатора, приєднаного вхідними виводами до передаючого трифазного кола. На фіг.3 подана блок-схема пристрою для регулювання або стабілізації напруги мережі приймача шляхом перемикання передаючого трифаз 90475 8 ного кола до різних приймальних трифазних кіл з допомогою автотрансформатора або трансформатора, приєднаного вихідними виводами до мережі приймача. На фіг.4 подана блок-схема пристрою для перемикання та регулювання або стабілізації напруги мережі приймача шляхом перемикання передаючого трифазного кола до різних приймальних трифазних кіл з допомогою автотрансформатора або трансформатора, приєднаного вихідними виводами до мережі приймача та суміщеного з фільтром струмів нульової послідовності. На фіг.5 подана блок-схема блоку керування пристрою для перемикання приймального трифазного кола мережі приймача від одного передаючого трифазного кола до другого. На фіг.6 показана блок-схема блоку керування пристрою для перемикання приймального трифазного кола мережі приймача від одного передаючого трифазного кола до двох інших, або/та для регулювання або стабілізації напруг мережі приймача. На фіг. 1 позначено: 1,2- передаючі трифазні кола, представлені розподільчими мережами №1 та №2 відповідно; 3 - приймальне трифазне коло, представлене мережею приймача; 4 та 5 - дві групи ключів; 6 - блок керування двома групами ключів; 7 - фільтр струмів нульової послідовності; 8 13 - виходи блоку керування, пов'язані механічно, електрично, магнітно або оптично з керуючими органами ключів; А1, В1, С1, 01 -затискачі передаючого трифазного кола, представленого розподільчою мережею №1; А2, В2, С2, 02 - затискачі передаючого трифазного кола, представленого розподільчою мережею №2; A3, В3, С3, 03 - затискачі приймального трифазного кола, представленого мережею приймача; А7, В7, С7, 07 - виводи фільтру струмів нульової послідовності; 1А, 1В, 1С - ключі першої групи; 2А, 2В, 2С - ключі другої групи. На фіг.2 позначено: 14 - автотрансформатор або трансформатор, суміщений з додатковим фільтром струмів нульової послідовності та приєднаний вхідними виводами до передаючого трифазного кола; 15 - блок керування трьома групами ключів; 16 - множина виходів блоку керування, пов'язаних механічно, електрично, магнітно або оптично з керуючими органами ключів; ЗА, ЗВ, ЗС - ключі третьої групи; А11, В11, С11 - вхідні виводи ключів першої групи 1А, 1В, 1С відповідно; А21, В21, С21 - вхідні виводи ключів другої групи 2А, 2В, 2С відповідно; А31, В31, С31 - вхідні виводи ключів третьої групи 3А, 3В, 3С відповідно; 08 вивід нульової фази автотрансформатора або трансформатора, суміщеного з додатковим фільтром струмів нульової послідовності; решта позначень співпадає з позначеннями фіг. 1. На фіг.3 позначено: 17 - автотрансформатор або трансформатор, суміщений з фільтром струмів нульової послідовності та приєднаний вихідними виводами до приймального трифазного кола; 18 - блок керування пристрою у випадку приєднання вхідних виводів ключів до затискачів передаючого трифазного кола; А12, В12, С12 -вихідні виводи ключів першої групи 1А, 1 В, 1С відповідно; 9 А22, В22, С22 - вихідні виводи ключів другої групи 2А, 2В, 2С відповідно; А32, В32, С32 - вихідні виводи ключів третьої групи ЗА, ЗВ, ЗС відповідно; 09 - вивід нульової фази автотрансформатора або трансформатора, суміщеного з фільтром струмів нульової послідовності; решта позначень співпадає з позначеннями фіг. 1. На фіг.4 позначено: 19 - додаткова група однополюсних ключів, позначених 4А, 4В, 4С; 20 триполюсний контактор зі спільною обмоткою керування, ключі 5А, 5В, 5С якого включаються одночасно; решта позначень співпадає з позначеннями фіг. 1-3. На фіг.5 позначено: 21 - контролер блоку керування; 22 - вузол вимірювання напруг двох передаючих кіл, поданих розподільчими мережами №1 та №2; 11 А, 11В, 11С - обмотки та блокконтакти першої групи ключів 1А, 1В, 1С (фіг.1) відповідно; 12А, 12В, 12С - обмотки та блокконтакти другої групи ключів; 11РП та 12РП - обмотки та блок-контакти проміжних реле; Φта 0 затискачі мережі живлення блоку керування; решта позначень співпадає з позначеннями фіг. 1 та фіг.4. На фіг.6 позначено: 23 - контролер блоку керування для регулювання рівню напруг приймального трифазного кола шляхом його перемкнення від одної групи трьох виводів автотрансформатора або трансформатора до іншої групи; 24 - вузол вимірювання напруг передаючого кола, представленого розподільчою мережею №1; 13А, 13В, 13С - обмотки та блок-контакти першої групи ключів; 14А, 14В, 14С - обмотки та блок-контакти другої групи ключів; 15А, 15В, 15С - обмотки та блокконтакти третьої групи ключів (фіг.2-фіг.4, фіг.6); 13РП, 14РП та 15РП - обмотки та блок-контакти проміжних реле; решта позначень співпадає з позначеннями фіг. 1-фіг.5. Склад і будова пристрою за першим незалежним пунктом формули групи винаходів. Пристрій для перемикання трифазних кіл з метою переключення приймального трифазного кола 3 від першого передаючого трифазного кола 1 до другого передаючого кола 2 містить (фіг.1): затискачі А1, В1, С1, 01 одного передаючого трифазного кола 1 та затискачі А2, В2, С2, 02 другого передаючого трифазного кола 2; затискачі A3, В3, С3, 03 приймального трифазного кола 3; першу групу ключів 4, однополюсні ключі якої позначені 1А, 1В, 1С; другу групу ключів 5, однополюсні ключі якої позначені 2А, 2В, 2С; блок керування 6 та фільтр струмів нульової послідовності 7. Кожен ключ устаткований вхідним та вихідним виводами. Кількість фаз у передаючих та приймальних колах рівні між собою і дорівнюють кількості ключів у групі. Кількість груп (дві) ключів дорівнює кількості комутованих пар трифазних кіл 1-3 та 2-3. Вхідний вивід ключа груп 4 та 5 по одному приєднаний до одного затискача лінійної фази передаючих трифазних кіл 1 та 2. Кожен вихідний вивід ключа кожної групи по одному приєднаний до одного затискача лінійної фази приймального трифазного кола. Виводи А7, В7, С7 лінійних фаз фільтру приєднані по одному до одного вихідного виводу однополюсного ключа груп 1 та 2. Вивід нульової фази 07 90475 10 фільтру, а також затискачі нульових фаз передаючих трифазних кіл (01 та 02) та приймального трифазного кола 03 з'єднані між собою. Виходи 813 блоку керування 6 механічно, електрично, магнітно або оптично з'єднані з кожним однополюсним ключем. Пристрій для перемикання трифазних кіл з метою регулювання або стабілізації рівня напруг приймального трифазного кола 3 при живленні від передаючого трифазного кола 1 за першим варіантом реалізації містить (фіг.2): затискачі А1, В1, С1, 01 цього передаючого кола 1, затискачі A3, В3, С3, 03 приймального трифазного кола 3; три групи однополюсних ключів, позначених 1А, 1В, 1С (перша група), 2А, 2В, 2С (друга група), 3А, 3В, 3С (третя група); фільтр струмів нульової послідовності 7; автотрансформатор або трансформатор14, суміщений з додатковим фільтром струмів нульової послідовності, та блок керування 15. Нульові фази передаючого 1 та приймального 3 трифазних кіл приєднані до нульової фази 08 автотрансформатора або автотрансформатора, суміщеного з додатковим фільтром нульової послідовності 14, та до нульової фази 07 фільтру струмів нульової послідовності. Виводи лінійних фаз автотрансформатора або автотрансформатора 14, суміщеного з додатковим фільтром нульової послідовності, приєднані до затискачів А1, В1, С1 лінійних фаз передаючого трифазного кола 1. Проміжні виводи А11, В11, С11, А21, В21, С21, А31, В31, С31 обмоток автотрансформатора або автотрансформатора 14, суміщеного з додатковим фільтром нульової послідовності, приєднані по одному до одного вхідного виводу однополюсного ключа першої, другої або третьої групи. Вихідні виводи однополюсних ключів по одному приєднані до однойменних по фазі затискачів приймального трифазного кола A3, В3, С3. До цих же затискачів приєднані виводи лінійних фаз фільтру струмів нульової послідовності 7. Блок керування 15 призначений для керування трьома рівнями напруг приймального трифазного кола 3. Множина виходів 16 блоку керування 15 пов'язані механічно, електрично, магнітно або оптично з керуючими органами трьох груп ключів. Пристрій для перемикання трифазних кіл з метою регулювання або стабілізації рівня напруг приймального трифазного кола 3 при живленні від передаючого трифазного кола 1 за другим варіантом реалізації у відповідності до фіг.3 містить: затискачі А1, В1, С1, 01 передаючого кола 1; затискачі A3, В3, С3, 03 приймального трифазного кола 3; три групи однополюсних ключів, позначених 1А, 1В, 1С (перша група), 2А, 2В, 2С (друга група), 3А, 3В, 3С (третя група); автотрансформатор або трансформатор 17, суміщений з фільтром струмів нульової послідовності та блок керування 18. Нульові фази передаючого 1 та приймального 3 трифазних кіл приєднані до нульової фази 09 автотрансформатора або автотрансформатора 17, суміщеного з фільтром нульової послідовності. Виводи лінійних фаз автотрансформатора або автотрансформатора 17, суміщеного з фільтром нульової послідовності, приєднані до затискачів A3, В3, С3 лінійних фаз приймального трифазного 11 кола 3. Проміжні виводи А12, В12, С12, А22, В22, С22, А32, В32, С32 обмоток автотрансформатора або автотрансформатора 17, суміщеного з фільтром нульової послідовності, приєднані по одному до одного вихідного виводу однойменного по фазі однополюсного ключа першої, другої або третьої групи. Перша цифра позначення ключа вказує на порядковий номер групи виводів. Система напруг на виводах однієї групи - симетрична. Вхідні виводи однополюсних ключів по одному приєднані до однойменних по фазі затискачів передаючого трифазного кола 1. Блок керування 15 призначений для керування трьома рівнями напруг приймального трифазного кола 3. Виходи 16 блоку керування 15 пов'язані механічно, електрично, магнітно або оптично з керуючим органом кожної групи ключів. Зазначимо, що програми роботи блоків 15 (фіг.2) та 18 (фіг.3) не співпадають, через що мають різні позначення, на відміну від будови та режиму роботи множин виходів 16, позначення яких на фіг.2 та фіг.3 співпадають. Третій варіант реалізації пристрою для перемикання трифазних кіл з метою регулювання або стабілізації рівня напруг приймального трифазного кола 3 при живленні від передаючого трифазного кола 1 показаний на фіг.4. Будова цього варіанту близька до будови пристрою за фіг.З. Відмінність полягає в тому, що пристрій за фіг.4 містить додаткову групу 19 однополюсних ключів 4А, 4В, 4С та додатковий триполюсний контактор 20 зі спільною обмоткою керування ключів контактора. Призначення пристрою перемикання полягає в тому, що за умови профілактики, ремонту, збою у роботі пристрою, виходу з ладу або інших форс мажорних обставин, група 19 однополюсних ключів разом з блоком керування забезпечують переключення приймального трифазного кола 3 безпосередньо до передаючого трифазного кола 1. За умови наступного виключення триполюсного контактора 20 автотрансформатор або трансформатор 17, суміщений з фільтром нульової послідовності, може бути ізольованим від напруг передаючого трифазного кола 1. Склад і будова пристрою за другим незалежним пунктом формули групи винаходів. На фіг.5 показаний один з варіантів електромеханічного виконання блоку керування пристрою для перемикання приймального трифазного кола мережі приймача. Блок керування пристрою, призначеного для перемикання приймального трифазного кола від одного передаючого трифазного кола до іншого, містить (фіг.5): обмотки електромеханічних однополюсних ключів 11А, 11В, 11С та 12А, 12В, 12С; проміжні реле 11РП та 12РП; ланцюги формування включаючих та виключаючих сигналів ключів, кожен з яких містить одну обмотку електромеханічного ключа, наприклад 11 А; частину ланцюга складає паралельне з'єднання нормально відкритих блок-контактів 11РП та 11С, 12РП та 12C, які є елементами логіки «АБО»; контролер 21 та вузол вимірювання 22. Блок керування живиться від мережі, затискачі якої позначені як Φ та 0. Ланцюги формування включаючих та виключаючих сигналів ключів поділені на дві групи, які позначені індексами 11 та 12 в позначеннях обмо 90475 12 ток ключів, наприклад, 11А. Кількість ланцюгів формування включаючих та виключаючих сигналів в кожній групі дорівнює кількості лінійних фаз трифазної мережі, тобто трьом. Кількість груп ланцюгів формування включаючих та виключаючих сигналів дорівнює кількості пар комутуючих трифазних кіл, тобто двом, причому це відповідає кількості комутованих пар трифазних кіл: передаюче коло 1 комутує з приймальним колом 3, а приймальне коло 3 комутує з передаючим колом 2. Кожен ланцюг формування включаючого та виключаючого сигналу ключа одної групи, наприклад 11, містить принаймні один елемент логіки «НІ», наприклад, нормально закритий блок-контакт 12А, вхід якого пов'язаний механічно з відкритим та закритим станом ключа іншої групи 12. Кожна одна група (наприклад, 11) ланцюгів формування включаючих та виключаючих сигналів містить принаймні два логічні елементи «І», наприклад, два нормально закриті блок-контакти 12РП та 12А котушки 11 А, входи яких пов'язані механічно з відкритим або закритим станом ключа іншої групи 12. Кожна одна група, наприклад, група 12, ланцюгів формування включаючих та виключаючих сигналів містить принаймні один логічний елемент «АБО», наприклад, паралельне з'єднання блокконтактів 12РП та 12С, один із входів якого пов'язаний механічно з відкритим та закритим станом ключа тієї ж групи 12 (12С). Входи вузла вимірювання 22 приєднані до передаючих трифазних кіл 1 та 2, які представлені розподільчими мережами №1 (А1, В1, С1,01) та №2 (А2, В2, С2, 02). Вихід вузла вимірювання 22 приєднаний до входу контролера 21, множина виходів (два виходи), якого приєднана до проміжних реле 11РП та 12РП. Вузол вимірювання 22 призначений для приведення амплітуд та полярності напруг мереж №1 та №2 до форми, необхідної для виконання операцій контролера 21. Контролер 21 перемикає контакти в колі живлення проміжних реле 11РП та 12РП (на фіг.5 не показано). На фіг.6 подано другий варіант електромеханічного виконання блоку керування пристрою для перемикання як рівню напруг приймального трифазного кола мережі приймача, так і перемикання передаючого трифазного кола. Блок має 9 ланцюгів формування включаючих та виключаючих сигналів відповідно до кількості обмоток ключів (13А, 13В, 13С, 14А, 14В, 14С, 15А, 15В, 15С). Ланцюги поділені на три групи 13,14,15 по три ланцюги в кожній. Цей блок керування містить три проміжних реле 13РП, 14РП та 15РП. Входи проміжних реле приєднані до множини (трьох) виходів контролера 23, входом приєднаним до вузла вимірювання 24. У випадку, коли блок керування призначеного для регулювання рівня напруг приймального електричного кола 3, вузол вимірювання 24 має один вхід, призначений для приведення амплітуд та полярності напруг мережі №1 до форми, необхідної для виконання операцій контролером 23. Затискачі Ф, 0 мережі живлення можуть бути приєднані як до розподільчої мережі А1, В1, С1, 01, так і до пристрою гарантованого живлення (UPS). 13 Робота пристрою за першим незалежним пунктом формули групи винаходів. Неперервне живлення приймального трифазного кола мережі приймача під час його перемикання від одного трифазного джерела до іншого принципово не може бути виконано, якщо під час перемикання не використовується додаткове джерело енергії. Кожен з відомих силових ключів має певний час його вимикання та ввімкнення. В електромеханічних ключах час вимикання визначається тривалістю горіння дуги, яка обов'язково виникає на контактах, які розмикаються. В тиристорному ключі час закриття визначається сумою тривалості зменшення струму в ключі та тривалості розсмоктування зарядів. В ключі, виконаному на польовому транзисторі, тривалість закриття найменша і визначається лише часом розсмоктування зарядів в напівпровідниках. Тому всі засоби перемикання повинні мати додаткові джерела енергії. Другою умовою перемикання трифазного приймача є вимога параметричного (тобто миттєвого і не пов'язаного з комутацією значних струмів) приєднання трифазного приймача до цього додаткового джерела енергії на час, пов'язаний з відключенням одного ключа та ввімкнення другого. Цим двом принциповим вимогам задовольняє пристрій для перемикання трифазного приймального кола від першого передаючого кола до другого, який описано в даному описі патенту. Дійсно, якщо провести такий експеримент, при якому затискачі передаючого трифазного кола з'єднати чотирма проводами із затискачами приймального трифазного кола, причому до затискачів приймального трифазного кола приєднати фільтр струмів нульової послідовності, а до затискачів передаючого трифазного кола приєднати додатковий фільтр струмів нульової послідовності, то режим приймального трифазного кола практично не зміниться при обриві одного з чотирьох вказаних проводів. При обриві одного з лінійних проводів живлення приймального трифазного кола відбувається з допомогою двох проводів лінійних фаз та одного проводу нульової фази. Системи перетворення із фільтрами нульової послідовності мають таку властивість: не змінювати режими передаючого та приймального кола при обриві одного із проводів. Саме ця властивість трифазних кіл з двома фільтрами нульової послідовності використовується в даному пристрої. Розглянемо початкове положення пристрою перед перемиканням (фіг.1), при якому приймальне коло 3 живиться від передаючого 1 (етап 1 в таблиці 1): - ключі 1А, 1В, 1С - ввімкнені, а ключі 2А, 2В, 2С - розімкнені; - у колі обмотки 11А (фіг.5) ключа 1А ввімкнені такі блок-контакти: 11С, 12РП, 12А; - у колі обмотки 11В ключа 1В ввімкнені такі блок-контакти: 11С, 12В, 12А; 90475 14 - у колі обмотки 11С ключа 1С ввімкнені такі блок-контакти: 11С, 12В, 12С; - уколі обмоток 11 А, 11В, 11С ключів 1А, 1В, 1С блок-контакт 11РП розімкнений; - у колі обмоток 12А, 12В, 12С ключів 2А, 2В, 2С всі блок-контакти розімкнені, крім одного блокконтакту 11РП. Процес перемикання трифазного приймача під навантаженням від мережі №1 до мережі №2 відбувається так: - контролер 21 (фіг.5) видає сигнал на переключення трифазного приймача від мережі №1 до мережі №2; за цією командою вмикається проміжне реле 12РП шляхом замикання кола живлення його обмотки контролером 21; - після ввімкнення реле 12РП нормально відкритий його блок-контакт 12РП в колі обмотки 12А ключа 2А замикається, але не може подати напругу на обмотку 12А, оскільки блок-контакт 11А в цьому колі розімкнений; - реле 12РП при ввімкненні розриває нормально замкнений блок-контакт 12РП в колі обмотки 11 А, від чого остання знеструмлюється, а це приводить до роз'єднання ключа 1А в колі лінійної фази А1 розподільчої мережі №1 (етап 2 таблиці 1); - при відсутності фільтру нульової послідовності напруга на лінійній фазі A3 приймального трифазного кола 3 зникає; але за умови приєднання до приймача фільтру нульової послідовності цей фільтр стає генератором напруги у лінійній фазі A3 приймального трифазного кола; генерація напруги в обірваній фазі A3 пояснюється тим, що на фільтр подаються дві лінійні фази В1 та С1, які ще не від'єднанні від розподільчої мережі №1, і за наявності нульової фази 01 в фільтрі нульової послідовності відбувається звичайна трансформація двох фазних напруг, зсунутих по фазі на кут 2 /3, в третю фазну напругу відімкненої фази A3; завдяки цій властивості на відімкненій фазі приймача напруга не зникає; при цьому трифазний приймач не відчуває, що одна із лінійних фаз є відімкненою, або відірваною від живильної мережі №1; - після знеструмлення обмотки 11А (фіг.5) ключа 1А (фіг.1) замикається його блок-контакт 11 А, який подає напругу на обмотку 12А (фіг.5) ключа 2А (фіг.1); - ключ 2А спрацьовує і приєднує відімкнену від мережі фазу A3 приймального трифазного кола 3 до фази А2 мережі № 2; в результаті трифазний приймач приймального кола одержує енергію від двох мереж: фази В3 та С3 - від мережі №1 та фаза A3 - від мережі №2; при цьому фільтр струмів нульової послідовності 7 відновлює режим холостого ходу і не впливає на режим трифазних кіл до наступного відімкнення однієї з фаз від мережі (етап 3 в таблиці 1); 15 - спрацювання ключа 2А приводить до розімкнення його нормально замкненого блок-контакту 12А (фіг.5) в колі обмотки 11В; знеструмлення обмотки 11В приводить до закриття ключа 1В (фіг. 1); в результаті фаза В3 трифазного приймача відключається від мережі №1 (етап 4 в таблиці 1); знову параметрично включається в дію фільтр струмів нульової послідовності 7, який генерує фазу В3 в приймальному трифазному колі «на підхваті», тобто одномоментно з закриттям ключа 1В; - закриття ключа 1В (фіг. 1) приводить до замикання нормально замкненого блок-контакту 11В (фіг.5) в колі обмотки 12В ключа 2В (фіг.1); в результаті фаза В3 трифазного приймача приєднується до фази В2 мережі № 2 (етап 5 таблиці 1); після цього фільтр нульової послідовності 7 відновлює режим холостого ходу і не впливає на режим мереж та приймача до наступного відімкнення однієї з фаз від мережі; - спрацювання ключа 2В приводить до розімкнення його нормально замкненого блок-контакту 12В (фіг.5) в колі обмотки 11С; знеструмлення обмотки 11С приводить до закриття ключа 1С (фіг.1); в результаті фаза С3 трифазного приймача відключається від мережі №1 (етап 6 в таблиці 1); при цьому знову параметрично включається в дію фільтр нульової послідовності 7, який генерує фазу С3 трифазного приймача «на підхваті», тобто одномоментно з закриттям ключа 1С; - закриття ключа 1С (фіг.1) приводить до замикання нормально замкненого блок-контакту 11С в колі обмотки 12С (фіг.5) ключа 2С (фіг.1); в результаті фаза С3 приймального трифазного кола приєднується до фази С2 мережі № 2 (етап 7 в таблиці 1); після цього всі фази трифазного приймача живляться від розподільчої мережі №2, а фільтр струмів нульової послідовності 7 відновлює режим холостого ходу. Сумарний час перемикання приймального трифазного кола від одного передаючого кола до другого складає: при застосуванні електромеханічних ключів - від 0,6 с до 1,0 с, а при використанні комбінованих з'єднань електромеханічних та напівпровідникових ключів - від 0,02 с до 0,04 с Відмінність роботи пристроїв для перемикання трифазного приймача, показаних на фіг.2, фіг.3 та фіг.4, від роботи такого пристрою за фіг.1 полягає в застосуванні пристрою за новим призначенням регулювання або стабілізація рівню напруг приймального трифазного кола. У пристрої за фіг.2 90475 16 вхідні виводи автотрансформатора або трансформатора, суміщеного з додатковим фільтром струмів нульової послідовності 14, приєднані до трифазного передаючого кола 1. Проміжні виводи його обмоток А11, B11, C11, A21, B21, C21, A31, B31.C31 приєднані до перших виводів ключів, позначених першим індексом. Блок керування 15 (фіг.2) може бути виконаний за блок-схемою, показаною на фіг.6. За даними, що надходять від вузла вимірювання 24 фазних напруг розподільчої мережі №1, контролер 23 формує команду для ввімкнення одного із проміжних реле 13РП, 14РП або 15РП. Якщо в початковому положенні була ввімкнена друга група ключів 2А, 2В, 2С (фіг.2) і контролер 23 видав команду на підвищення напруги на приймальному трифазному колі 3, то в цьому разі спрацює проміжне реле 13РП (фіг.6), яке нормально закритим контактом 13РП розірве коло обмотки 14А ключа 2А (фіг.2). Далі наступає процес автоматичного перемикання ключів по етапах, вказаних у таблиці 1. У результаті мережа приймача 3 перемкнеться з допомогою ключів першої групи 1 А, 1 В, 1С до виводів А11, В11, С11, які мають вищі рівні напруг (фіг.2). Нагадаємо, що включення одного з проміжних реле 13РП, 14РП або 15РП є стартом до циклічного спрацювання шести ланцюгів формування включаючих та виключаючих сигналів, що приводить до перемикання приймального трифазного кола до передаючих трифазних кіл з різним рівнем напруг. Тут мають місце три передаючі трифазні кола, виводами яких є: А11, В11, С11 (перше передаюче коло); А21, В21, С21 (друге передаюче коло); А31, В31, С31 (третє передаюче коло). З токи зору економічності найбільш перспективними є пристрої, показані на фіг.3 та фіг.4. Особливістю цих пристроїв є те, що вони обладнані, крім ключів, одним силовим елементом - автотрансформатором або трансформатором, суміщеним з фільтром струмів нульової послідовності 17. Блок керування 18 може бути виконаний за блок-схемою фіг.6. Робота пристрою полягає в наступному. Якщо у попередньому положенні відкриті однополюсні ключі 3А, 3В, 3С, а рівні напруг передаючого трифазного кола 1 завищені, то в цьому разі контролер 23 (фіг.6) включає проміжне реле 14РП, яке в ланцюгу формування включаючих та відключаючих сигналів обмотки 15А (фіг.6) ключа 3А (фіг.3) розриває свої нормально закриті контакти 14РП. Котушка 15А знеструмлюється, ключ 3А закривається. Закриття ключа 3А є стар 17 том для автоматичного перемикання затискачів передаючого кола А1,В1,С1 від виводів А32, В32, С32 автотрансформатора або трансформатора 17, суміщеного з фільтром струмів нульової послідовності, до виводів А22, В22, С22. В результаті напруга в мережі приймача 3 знижується. Пристрій, виконаний за блок-схемою фіг.4, має одну додаткову групу однополюсних ключів 4А, 4В, 4С, яка приєднує приймальне трифазне коло 3 безпосередньо до передаючого кола 1. Ця група ключів використовується в двох режимах. Перший - розширення можливостей регулювання або стабілізації напруг мережі споживача 3; другий - у форс-мажорних режимах, пов'язаних зі штатними та аварійними режимами. В останньому випадку спрацьовує триполюсний контактор 20, який виводить пристрій з роботи шляхом приєднання мережі приймача 3 безпосередньо до розподільчої мережі 1. Робота блоку керування пристрою для перемикання трифазних кіл за другим незалежним пунктом формули групи винаходів. Такі блоки можуть бути виконані або на основі електромеханічних або напівпровідникових ключів. Для кращого розуміння суті роботи блоку керування розглянемо блок-схеми таких блоків, показаних на фіг.5 та фіг.6., виконаних на основі електромеханічних ключів. Блок керування виконує циклічні перемикання груп ключів. У залежності від вузла вимірювання блок керування може використовуватись за двома призначеннями. Перше - формування команд при перемиканні приймального кола від одного передаючого кола до іншого. Друге - формування команд при регулюванні або стабілізації напруг приймального кола. Розглянемо роботу блоку керування на прикладі створення керуючих команд, які забезпечують роботу однополюсних ключів пристрою при перемиканні приймальної трифазної мережі приймача від однієї трифазної мережі до другої (фіг.5). Вузол вимірювання 22, входи якого приєднані до розподільчих мереж №1 та №2, вимірює миттєве значення фазних напруг обох мереж і у вигляді аналогових сигналів передає на вхід контролера 21. Контролер 21 порівнює аналогові сигнали блоку вимірювання і видає відповідні команди у вигляді сигналів через проміжні реле на ланцюги формування включаючих та виключаючих сигналів ключів. Блок керування містить шість ланцюгів формування включаючих та виключаючих сигналів. За початкове положення приймемо таке: мережа приймача приєднана до розподільчої мережі №1. У прийнятому положенні ключі 1А, 1В, 1С відкриті (фіг.1). Всі блок-контакти в колах обмоток 11 А, 11В, 11С (фіг.5) замкнені крім блок-контакту 11РП. Всі блок-контакти в колах обмоток 12А, 12В, 12С розімкнені крім блок-контакту 12РП, який знаходиться у замкненому стані. У випадку, якщо якість напруг мережі №1 не відповідає, а якість напруг мережі №2 відповідає вимогам стандартів, наприклад, ГОСТ 13109-97, то контролер 21 видає сигнал (команду) на відключення передаючого кола 1 і приєднання прий 90475 18 мального кола до передаючого 2. За цією командою контролер 21 (фіг.5) приєднує обмотку проміжного реле 12РП до напруги живлення блоку керування. В результаті реле 12РП спрацьовує і розмикає нормально закритий блок-контакт 12РП у ланцюгу обмотки 11А і замикає нормально відкритий контакт 12РП у ланцюгах обмоток 12А, 12В, 12С. Обмотка 11А знеструмлюється. Ключ 1А (фіг. 1) розмикається. Через це замикаються нормально закриті контакти 11А у ланцюгу обмотки 12А. На обмотку 12А подається напруга і включається ключ 2А. Після ввімкнення ключа 2А розмикається нормально закритий блок-контакт 12А в колі обмотки 11В і знеструмлює її. В результаті ключ 1В розмикається. Нормально закритий блок-контакт 11В ключа 1В замикається в ланцюгу обмотки 12В і подає напругу живлення на неї, оскільки блокконтакт 11А замкнений. В результаті включається ключ 2В. Нормально закритий блок-контакт 12В ключа 2В розривається і знеструмлює обмотку 11С ключа 1С. Ключ 1С відключається і своїм нормально закритим блок-контактом 11С подає напругу на обмотку 12С, у наслідок чого вмикається ключ 2С. Його нормально відкритий блокконтакт12С блокує живлення всіх обмоток другої групи ключів від розмикання блок-контакту 12РП, в результаті чого група ключів 12А, 12В, 12С може залишатися ввімкненою при аваріях вузла вимірювання або контролера, оскільки кола формування включаючих та виключаючих сигналів залишаються відімкненими від контролера при розриві блокконтактів 12РП. Включення ключа 2С завершує цикл перемикання приймального кола (мережі приймача) від передаючого кола (розподільчої мережі №1) до іншого приймального кола (розподільчої мережі №2). Блок керування, блок-схема якого показана на фіг.6, працює подібним чином. Блок розрахований на переключення приймального кола до трьох розподільчих мереж або ж на керування трьома рівнями напруг приймального кола. Тому в блоці керування міститься дев'ять ланцюгів формування включаючих та виключаючих сигналів обмоток, які керують однополюсними ключами. Переключення груп ключів виконується відповідно до описаного вище, якщо в початковому положенні замкнені ключі першої групи: контролер 23 вмикає проміжне реле 14РП, яке розриває коло обмотки 13А ключа 1А (фіг.2-фіг.4); ключ 1А відключається і нормально закритим блок-контактом 13А подає напругу на обмотку 14А, у наслідок чого вмикається ключ 2А; нормально закритий блок-контакт 14А ключа 2А розриває коло обмотки 13В, що веде до розімкнення ключа 1В, блок-контакт 13В якого подає напругу на обмотку 14В, яка включає ключ 2В; нормально закритий блок-контакт 14В ключа 2В розриває коло обмотки 13С, що веде до розімкнення ключа 1С, блок-контакт 13С якого подає напругу на обмотку 14С, яка включає ключ 2С. Пристрій може бути поширений на багатофазні кола і мережі при числі фаз більше трьох. Пристрій для перемикання трифазних кіл та його блок керування пройшли лабораторні випробування, які показали задовільні результати. 19 Пристрій забезпечує неперервність живлення приймачів при перемиканнях і не викликає істотних коливань напруг та потужності у післякомутаційний період. Даний пристрій може бути застосований як у високовольтних, так і низьковольтних мережах і як для неперервного живлення мережі приймача при його перемиканні від одного джерела напруги до другого, так і для регулювання та стабілізації напруг мережі приймача. Перелік посилань 1. Sabol L. A. Load-transfer system protects important loads, "Transmiss. And Disthb.",1986, 38, №5, С 28,30. 2. Donati F., Strozzi L. Unterbrechungsfreie Stromversorgung. „Bull. Schweiz. Electrotechn. Ver.", 1986, 77, N19, С 1218-1221. 3.Hanahan B.A., Lanus M.S., Sayre E.P. Highly available power distribution system. Patent USA No 7 141 893, МПК H02J 7/00, 9/00. Виданий 28.11.2006 4.Rasmussen et al. Спосіб та пристрій для перемикання трифазного приймального кола від основного передаючого кола до резервного передаючого кола. Patent USA No 7 142 950 МПК H02J 7/00. Виданий 28.11.2006 5.Белов Б.В. Устройство для автоматического переключения однофазных сетей. Авторське свідоцтво СРСР № 1 377 960, МПК H02J 9/06. 1988, Бюлл. Изобр. № 8. 6.Григорьев В.А., Игнатов А.А., Винокуров В.М. Устройство для автоматического переключения нагрузки с одного источника питания на другой. Авторське свідоцтво СРСР № 1 654 921, МПК H02J 9/06. 1991, Бюлл. Изобр. № 21. 90475 20 7.Липковский К.А., Тонкаль В.Е., Музыченко А.Д., Озерянский А.А. Устройство для регулирования переменного напряжения. Авт. свид. СРСР № 428366, МПК G05F 1/14, Опубл. 24.04.1975. 8.Bilger Η., Ravot J.-F. Three-phase transformer with in Phase Regulating Winding for the Regulation of phase Voltages. Патент США № 5 977 761, МПК H01F 30/12. Виданий 02.11.1999. 9.Andrei R.G. Three-phase Autotransformer with two Tap Changers for ratio and Phase-Angle Control. Патент США № 6 011 381, МПК G05 F 1/14. Виданий 04.01.2000. 10.Hammond P. Variable output three-phase transformer. Патент США № 6 087738, МПК H01F 17/02, Клас США 307/17, виданий 11.07.2000. 11.Hammond P. Hybrid tap-carging transformer with full range of control and high resolution. Patent USA. No 6 472 851. Виданий 29.10.2002. 12.Dohnal D., Viereck K. Tap changing assembly for power transformer. Patent USA No 6 965 217. MnKG05F 1/153. Виданий 15.11.2005. 13.Tez E.S. Microprocessor-based controller for tap-changing transformers. "Control 85: Int. Conf. Cambridge, 9-11 July, 1985, Vol. 2". London, New York, 1985, p. 609-613. 14.Lanni T.W. Programmable power supply. Patent USA No 7 145 787. МПК Н02М 3/00. Виданий 5.12.2006. 15.Matsumura K. Switching power supply control device and switching power supply. Patent USA No 7 132 818. МПК G05F 1/10; 1/652. Виданий 7.11.2006. 16.Шаповалов И.Ф. Справочник по расчету электрических сетей, Видавництво «Будівельник», Київ, 1974, 237 с. 21 90475 22 23 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 90475 Підписне 24 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601