Пристрій автоматичного включення резервного джерела електроживлення

1 Пристрій автоматичного включення резервного джерела електроживлення, що містить, щонайменше, два контактори з основними і додатковими модулями керування, у ланцюг живлення котушки кожного з яких включені контакти його основного модуля керування, нормально замкнуті блок контакти від усіх інших контакторів, який відрізняється тим, що основні модулі керування оснащені додатковими контактами, причому додаткові контакти, щонайменше, одного з основних модулів керування включені в ланцюг живлення іншого модуля керування безпосередньо або через додаткові модулі керування 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що як основний модуль керування використано реле 3 Пристрій за пп 1 і 2, який відрізняється тим, що як основний модуль керування використано реле часу 4 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що як основний модуль керування використано реле контролю параметрів напруги і/або порядку чергування фаз джерел електроживлення 5 Пристрій за пп 1, 2 і 3, який відрізняється тим, що як додатковий модуль керування використано реле 6 Пристрій за пп 1, 2, 3 і 4, який відрізняється тим, що як додатковий модуль керування використано реле часу 7 Пристрій за пп 1, 2, 3, 4 і 5, який відрізняється тим, що як додатковий модуль керування використано реле контролю параметрів напруги і/або порядку чергування фаз джерел електроживлення 8 Пристрій за пп 1, 2 3, 4, 5 і 6, який відрізняється тим, що як додатковий модуль керування використані нормально відкриті контакти перемикача пріоритету, які включені паралельно додатковим контактам основних модулів керування 9 Пристрій за пп 1, 2 3, 4, 5, 6 і 7, який відрізняється тим, що, принаймні, між двома контакторами встановлене механічне блокування СО Винахід відноситься до пристроїв автоматичного включення резерву (АВР), зокрема до пристроїв автоматичного включення резервного джерела електроживлення, у яких комутуючими пристроями є контактори, і може бути використаний для аварійного або резервного електроживлення ВІДОМІ пристрої аварійного або резервного електроживлення, у яких комутуючими пристроями є контактори (В Д Козлов Устройства АВР Электропанорама № 2 - 6, 2001) Електричним схемам, що реалізуються в цих пристроях, властива гнучкість при їхній адаптації під конкретні вимоги шляхом введення додаткових елементів керування в ланцюги живлення котушок контакторів Такими елементами керування можуть бути реле часу, контакти дистанційного керування, ручні перемикачі і т д Там же (№ 4) приведена схема пристрою автоматичного включення резерву (АВР) на вводі, у якому нормально замкнуті (НЗ) блок контакти електричного блокування контактора, що забезпечує електроживлення від основного (пріоритетного) джерела, включені в ланцюг живлення котушки контактора, що забезпечує електроживлення від резервного джерела Тим самим виконується електричне блокування включення контактора резервного джерела Подібне може бути виконано і стосовно контактора основного джерела У результаті одержимо схему пристрою без пріоритету між джерелами, у якості яких можуть бути, наприклад, дві різних трансформаторних підстанції, трансформаторна підстанція (ТП) і дизельна електростанція (ДЕС) При необхідності, у цьому пристрої встановлюється механічне блокування між контакторами Недоліком цього пристрою є його низька на го Ю 53344 ДІЙНІСТЬ, яка виявляється в тім, що після роботи (від резервного джерела електроживлення) при зворотному переключенні від резервного джерела електроживлення до основного, коли ще включений контактор резервного джерела, але вже подається живлення на котушку контактора основного джерела, можливе виникнення аварійної ситуації Це можливо в силу, наприклад, механічних проблем у контакторі резервного джерела Тоді, при відсутності механічного блокування між контакторами, відбудеться зустрічне включення двох джерел, а при наявності механічного блокування - відбудеться перегоряння котушки контактора основного джерела електроживлення Цей недолік усунутий у пристрої автоматичного включення резервного джерела електроживлення (типова схема АВР-10ДО), обраному як прототип, що виробляється підприємством «ЕЛЕТОН» (ЕЛЕТОН Каталог продукції, що випускається Київ, 2000) Цей пристрій містить два контактори з основними і додатковими модулями керування, у ланцюг живлення котушки кожного з яких включені контакти його основного модуля керування, нормально замкнуті контакти від іншого контактора і контакти додаткових модулів керування Цей пристрій характеризується недостатньою надійністю, тому що він містить велику КІЛЬКІСТЬ контактних груп у ланцюзі керування котушками контакторів і через ці контактні групи протікає відносно високий струм У цих пристроях у ролі основного модуля керування використовують реле контролю параметрів напруги і/або порядку чергування фаз (РКНіЧФ) основного джерела електроживлення, що є пріоритетним Таке реле повинне мати одну групу нормально замкнутих контактів у ланцюзі живлення котушки контактора резервного джерела й одну групу нормально відкритих контактів у ланцюзі живлення котушки контактора основного джерела електроживлення Ця обставина вносить обмеження на вибір комплектуючих, тому що більшість реле контролю параметрів напруги і/або порядку чергування фаз мають тільки одну перемикаючу групу контактів Важливою особливістю даної схеми є те, що в ланцюзі живлення кожної котушки контакторів послідовно з'єднані 3 - 4 контактні групи, що будуть замкнутими при ВІДПОВІДНИХ їм умовам на включення контактора Це є істотним недоліком схемного рішення пристрою Так, при порівнянні величин струму, що протікає через котушку контактора і котушку стандартного реле тієї ж номінальної напруги, очевидно, що струми відрізняються, у залежності від величини контактора, у кілька разів, а в момент включення - на порядок і більше Отже, контактні групи, включені в ланцюг живлення котушки контактора повинні відповідати більш високим вимогам, тобто необхідно застосовувати більш дорогі реле Очевидно також, що імовірність відмовлення послідовного ланцюга контактних груп зростає зі збільшенням їхньої КІЛЬКОСТІ в ланцюги і величини струму, що комутується ними Таким чином, дана схема пристрою характеризується відносно низкою надійністю, що і спостерігається на практиці На додаток, ця схема має фіксований пріоритет основного джерела електроживлення Тому для ручного переключення на резервне джерело буде потрібно, наприклад, за допомогою автомата захисту ланцюгів керування знеструмити ланцюг живлення котушки контактора основного джерела, завдяки чому він відключиться і включиться контактор резервного джерела Після цього не можна відновлювати живлення котушки контактора основного джерела електроживлення протягом того часу, під час якого потрібно працювати від резервного джерела електроживлення, інакше пристрій повернеться в первісний стан Тобто, протягом цього часу відсутнє автоматичне резервування джерела електроживлення, що в підсумку знижує надійність роботи споживачів Ще одним немаловажним недоліком є проблема розміщення автоматів захисту ланцюгів керування Якщо їх установити на передній панелі щита, у якому розміщений пристрій АВР, то існує імовірність помилкового відключення персоналом обох контакторів Але якщо установити автомати захисту усередині щита, те це переключення повинні виконувати не менш двох чоловік, якщо в щиті доступні відкриті струмоведучі частини В основу даного винаходу поставлена задача розробки такого пристрою автоматичного включення резервного джерела електроживлення, який забезпечував би високий ступінь надійності роботи за рахунок скорочення КІЛЬКОСТІ контактних груп, через які протікає відносно високий струм, а також зниження величини струму, що протікає через контактні групи Для вирішення поставленої задачі в пристрої автоматичного включення резервного джерела електроживлення, який містить, щонайменше, два контактори з основними і додатковими модулями керування, у ланцюг живлення котушки кожного з який включені контакти його основного модуля керування, нормально замкнуті контакти від всіх інших контакторів, пропонується основні модулі керування оснастити додатковими контактами, причому додаткові контакти, щонайменше, одного з основних модулів керування включити в ланцюг живлення іншого модуля керування безпосередньо або через додаткові модулі керування, що розширюють функції основних модулів У пристрої, що заявляється, як основний модуль керування може бути використано реле У пристрої, що заявляється, як основний модуль керування може бути використано реле часу У пристрої, що заявляється, як основний модуль керування може бути використано реле контролю параметрів напруги і/або порядку чергування фаз джерел електроживлення У пристрої, що заявляється, як додатковий модуль керування може бути використано реле У пристрої, що заявляється, як додатковий модуль керування може бути використано реле часу У пристрої, що заявляється, як додатковий модуль керування може бути використано реле контролю параметрів напруги і/або порядку чергування фаз джерел електроживлення У пристрої, що заявляється, як додатковий модуль керування можуть бути використані нормально відкриті контакти перемикача пріоритету, що включені паралельно додатковим контактам основних модулів керування 53344 У пристрої, що заявляється, принаймні, між двома контакторами може бути встановлене механічне блокування Надалі, під «основним модулем керування» маються на увазі реле, реле часу або ІНШІ комутаційні пристрої (або їхнє сполучення), що безпосередньо керують контакторами і впливають на ІНШІ ОСНОВНІ модулі керування безпосередньо або через їхні додаткові модулі керування Під «додатковим модулем керування» маються на увазі реле, реле часу або ІНШІ комутаційні пристрої (або їхнє сполучення), що керують контакторами одного джерела електроживлення через основні модулі керування, розширюючи їхні функції Винахід, що заявляється, пояснюється кресленнями, де на фіг 1 схематично представлений пристрій автоматичного включення резервного джерела електроживлення з пріоритетом основного джерела електроживлення, а на фіг 2 - варіант пристрою з розширеними функціональними можливостями Пристрій автоматичного включення резервного джерела електроживлення включає ланцюг живлення котушки контактора 1 основного джерела електроживлення 2, що своїми контактами 3 підключає електроживлення до споживачів 4, і ланцюг живлення котушки контактора 5 резервного джерела електроживлення 6, що своїми контактами 7 підключає електроживлення до споживачів 4 Між контакторами 1, 5 можливе, при необхідності, встановлення механічного блокування 8 Нормально замкнуті блок контакти 9 електричного блокування контактора 1 основного джерела електроживлення 2 включені в ланцюг живлення котушки контактора 5 резервного джерела електроживлення 6, а нормально замкнуті блок контакти 10 електричного блокування контактора 5 включені в ланцюг живлення котушки контактора 1 для електричного блокування контакторів 1, 5 від одночасного включення У ланцюг живлення котушки контактора 1 включені нормально відкриті контакти 11 реле 12, що використовується як основний модуль керування 13 контактором 1 основного джерела електроживлення 2 У ланцюг живлення котушки контактора 5 резервного джерела електроживлення 6 включені контакти 14 реле 15, що використовується як основний модуль керування 16 контактором 5 резервного джерела електроживлення 6 При цьому нормально замкнуті контакти 17 реле 12 (додаткові контакти основного модуля керування 13) включені в ланцюг живлення реле 15 для його електричного блокування Ланцюг живлення реле 12 не містить контактів, що блокують, тому що в даному варіанті встановлено фіксований пріоритет основного джерела електроживлення 2 Для реалізації схеми без пріоритету джерел електроживлення 2, 6 буде потрібно включити невикористані нормально замкнуті контакти реле 15 (на фіг 1 не показані) у ланцюг живлення реле 12 Одним з варіантів пристрою, що заявляється, є варіант (фіг 2),що містить додаткові модулі, які розширюють функціональні можливості основних модулів керування Так, нормально замкнуті контакти 18 реле 15 (додаткові контакти основного модуля керування 16) включені в ланцюг живлення реле 12 для реалізації схеми пристрою АВР без пріоритету джерел електроживлення 2, 6 Крім цього, параметри вхідної напруги від джерел електроживлення 2 і 6, контролюються за допомогою реле контролю параметрів напруги і/або порядку чергування фаз (РКНіЧФ) 19 і 20, ВІДПОВІДНО Нормально відкриті контакти 21 РКНіЧФ 19 включені в ланцюг живлення реле 12, а нормально відкриті контакти 22 РКНіЧФ 20 включені в ланцюг живлення реле часу 23, що своїми контактами 24 включає живлення реле 15 з тимчасовою затримкою При необхідності аналогічне реле часу повинно бути встановлене для основного джерела електроживлення 2 Для забезпечення оперативного вибору основного джерела електроживлення 2 у якості пріоритетного нормально відкриті контакти 25 (які використовуються як додатковий модуль керування до основного модуля керування 13) перемикача пріоритету 26 включені паралельно нормально замкнутим контактам 18 реле 14 Тоді, як для забезпечення оперативного вибору резервного джерела електроживлення 6 у якості пріоритетного, нормально відкриті контакти 27 (які використовуються як додатковий модуль керування до основного модуля керування 16) включені паралельно нормально замкнутим контактам 17 реле 12 Нормально відкриті контакти 25 і 27 керуються одним перемикачем пріоритету 26, тобто вони зблоковані механічно Перемикач пріоритету 26 доцільно застосувати на 3 фіксовані положення - «Пріоритет основного джерела електроживлення - Без пріоритету - Пріоритет резервного джерела електроживлення)) Зазначені Ркнічф 19 і 20, реле часу 23, нормально відкриті контакти 25 і 27 перемикача пріоритету 26 використовуються як додаткові модулі керування 28 Дана схема здатна охопити два і більш джерела електроживлення Так, для включення контактора третього джерела електроживлення (на фіг 2 не показаний) буде потрібно нормально замкнуті блок контакти 29 і ЗО електричного блокування цього контактора ВІДПОВІДНО ВКЛЮЧИТИ В ланцюг живлення котушок контакторів 1 і 5, ВІДПОВІДНО Безумовно, додаткові нормально замкнуті блок контакти електричного блокування від контакторів 1 і 5, не показані на фіг 2, повинні бути включені в ланцюг живлення котушки контактора третього джерела Звичайно ж, нормально замкнуті контакти 31 і 32 основного модуля керування контактором третього джерела, повинні бути включені в ланцюг живлення реле 12 і 15, керуючих контакторами основного і резервного джерел електроживлення ВІДПОВІДНО Безумовно, нормально замкнуті контакти реле 12 і 15, не показані на фіг 2, повинні бути послідовно включені в ланцюг живлення реле модуля керування, що керує контактором третього джерела, паралельно яким будуть включені додаткові нормально відкриті контакти, не показані на фіг 2, того ж перемикача пріоритету 26 В такому пристрої можливе встановлення механічного блокування 8 між парами сусідніх контакторів У ланцюг живлення реле 12 і 15 можливо включити контакти 33 і 34, ВІДПОВІДНО, ВІД ІНШИХ пристроїв, наприклад, ДЕС або блоку дистанційно 53344 го керування, не показані на фіг 2 Можливі також ІНШІ варіанти виконання пристрою, що заявляється, у яких реалізується основний пункт формули винаходу Пристрій, що заявляється, по першому варіанту (фіг 1) працює в такий спосіб Вихідним є стан, коли напругу від джерел електроживлення відключено Контакти знаходяться в стані, показаному на фіг 1 При включенні напруги, припустимо, спочатку від резервного джерела електроживлення 6 відбудеться включення реле 15 основного модуля керування 16 контактором 5 завдяки нормально замкнутим контактам 17 реле 12 (додатковим контактам основного модуля керування 13) Реле 15 основного модуля керування 16 контактором 5 своїми нормально відкритими контактами 14 включить живлення котушки контактора 5 резервного джерела електроживлення 6 через нормально замкнуті блок контакти 9 електричного блокування контактора 1, що не включений через відсутність напруги від основного джерела електроживлення 2 Контактор 5 резервного джерела електроживлення 6 своїми контактами 7 підключить споживачів 4 до резервного джерела електроживлення 6 і своїми нормально замкнутими блок контактами 10 розімкне ланцюг живлення котушки контактора 1 основного джерела електроживлення Після закінчення деякого часу буде подана напруга від пріоритетного основного джерела електроживлення 2, що приведе до спрацьовування реле 12 основного модуля керування 13 контактором 1, що одночасно своїми нормально відкритими контактами 11 підготує (ще розімкнутий блок контакти 10 електричного блокування контактора 5) до включення ланцюг живлення контактора 1 і нормально замкнутими контактами 17 відключить живлення реле 15 основного модуля керування 16 контактором 5 За цим піде відключення живлення котушки контактора 5 за допомогою контактів 14 реле 15, що приведе до відключення споживачів 4 від резервного джерела електроживлення 6 розмиканням його контактів 7 Після цього нормально замкнуті блок контакти 10 електричного блокування контактора 5 включать живлення котушки контактора 1, що приведе до підключення споживачів 4 до основного джерела електроживлення 2 замиканням його контактів Додаткові модулі керування, введені в схему пристрою за другим варіантом виконання (фіг 2) розширюють його функціональні можливості Як додаткові модулі керування можуть використовуватися реле, реле часу, Ркнічф При цьому слід зазначити, що їхні контакти не включаються в ланцюг живлення котушок контакторів 1 і 5 Так, Ркнічф 19 і 20 призначені для контролю параметрів напруги і/або порядку чергування фаз джерел електроживлення 2 і 6, ВІДПОВІДНО, що дозволяє гарантувати електроживлення споживачів напругою з заданими параметрами На фіг 2 показані варіанти використання Ркнічф Так, нормально відкриті контакти 21 Ркнічф 19 дозволяють включення реле 12 основного модуля керування 13 контактором 1, при ЯКІСНІЙ напрузі від джерела 2, тоді як нормально відкриті контакти 22 Ркнічф 20 подають живлення до реле часу 23, що своїми контактами 24 дозволить включення реле 15 і, як наслідок, контактора 5 по 8 закінченню тимчасової затримки Така тимчасова затримка дозволяє використовувати резервне джерело електроживлення 6 тільки після того, як стабілізуються параметри його напруги протягом тимчасової затримки Реле часу можливо використовувати і для формування тимчасової затримки на вимикання реле 12 Для цього буде потрібно включити нормально замкнуті контакти 17 реле 12 (разом з нормально відкритими контактами 25 перемикача пріоритету 26) у ланцюг живлення реле часу 23, тобто додаткового модуля керування 28 Це дозволить включити реле 15 контактами 24 з тимчасовою затримкою після відключення реле 12, і, отже, внести тимчасову затримку переключення від основного джерела електроживлення 2 до резервного джерела електроживлення 6 Роль перемикача пріоритету 26 полягає в наступному Наприклад, при роботі споживачів від резервного джерела електроживлення 6, коли розімкнул нормально замкнуті контакти 18 і 10, буде потрібно переключити споживачів до основного джерела електроживлення 2 за умови спрацьовування РКНіЧФ 19, що своїми нормально відкритими контактами 21 підготує до включення реле 12 Для цього необхідно замкнути нормально відкриті контакти 25 і тим самим шунтувати відкриті контакти 18 У результаті напругу буде подано на реле 12, яке одночасно своїми нормально відкритими контактами 11 підготує (ще розімкнутий нормально замкнуті блок контакти 10 електричного блокування контактора 5) до включення ланцюг живлення контактора 1 основного джерела електроживлення 2 і нормально закритими контактами 17 відключить живлення реле 15 За цим відбудеться відключення котушки контактора 5 контактами 14 реле 15 основного модуля керування 16 контактором 5, що приведе до відключення споживачів 4 від резервного джерела електроживлення 6 його контактами 7 При цьому нормально замкнуті блок контакти 10 електричного блокування контактора 5 включать живлення котушки контактора 1, що приведе до підключення споживачів 4 до основного джерела електроживлення 2 його контактами З Таким чином, як випливає з вищесказаного, основною особливістю пристрою, що заявляється, є те, що в ланцюг живлення котушок контакторів включені, щонайменше, тільки дві контактні групи нормально замкнуті блок контакти електричного блокування інших контакторів і нормально відкриті контакти свого основного модуля керування, - які відповідають, як і колись, високим вимогам за токовим навантаженням Уже тільки завдяки зменшенню КІЛЬКОСТІ послідовно з'єднаних контактних груп у ланцюзі живлення котушки контактора імовірність відмовлення цього послідовного ланцюга контактних груп знизиться в 1,5 - 2 рази в порівнянні з прототипом Як основний модуль керування можливо використовувати реле і реле часу Крім того, контактні групи інших додаткових модулів керування, у якості яких можливо використовувати реле, реле часу, реле контролю параметрів напруги і/або порядку чергування фаз ВІДПОВІДНИХ джерел електроживлення й ш , включені, наприклад, у ланцюг живлення котушки реле основного модуля керування Це дозволяє, крім зниження величини струму, який 53344 протікає через контактні групи, що забезпечує зниження імовірності відмовлення пристрою, також удосконалити алгоритм роботи схеми АВР тому, що узагальнення всіх керуючих сигналів від додаткових модулів керування відбувається при малих струмах у ланцюзі живлення котушки реле цього модуля керування, і тільки після цього приймається рішення на включення або відключення контакторів Тому переключення з резервного джерела електроживлення на пріоритетний на етапі перекомутацм реле не може викликати конфлікт у силових ланцюгах, тому що переключення контакторів відбудеться після переключення контактів реле основних модулів керування Отже пристрій, що заявляється, має двоступінчастий алгоритм керування контакторами на відміну від прототипу Це дозволяє розширити функціональні можливості пристрою в цілому Наприклад, у схему пристрою можливо включити контакти перемикача пріоритету Цей перемикач буде встановлений на передній панелі керування, що перешкоджає доступу персоналу до струмоведучих частин 3 іншого боку, можлива оперативна зміна пріоритету джерел електроживлення зі збереженням автоматичного резервування електроживлення Ця функція не властива прототипові 10 Таким чином, у порівнянні з прототипом, пристрій, що заявляється, забезпечує більш високу надійність за рахунок зменшення КІЛЬКОСТІ ПОСЛІДОВНО з'єднаних контактів у ланцюгах з великими струмами, а також за рахунок зниження величини струму в ланцюгах керування і використання двоступінчастого алгоритму в схемі пристрою Крім того, пристрій, що заявляється, дозволяє підвищити захист персоналу при виконанні оперативних переключень шляхом створення нових органів керування і винесення їх за межі зони з відкритими струмоведучими елементами Пристрій, що заявляється, технологічно простий, він може бути виготовлений в звичайних виробничих умовах з використанням стандартних комплектуючих і не вимагає унікальні технологи, устаткування, оснащення та залучення висококваліфікованих фахівців Пристрої АВР використовуються в електроустановках підприємств, офісних будинків і т п , які вимагають надійного електроживлення з автоматичним резервуванням джерел електроживлення Пристрій, що заявляється, завдяки його актуальності, знайде широке застосування при будівництві, модернізації, реконструкції електроустановок споживачів 12 10 14 1 17 15 Некпмль М 11 12 53344 10 2 5 із] 21 I 34 I 1 7 32 ft 1 Q 11 12 r 24 29 33 1 5 n 2 3 2 2 20 ФІГ. 2 TOB "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24