Устройство для защиты агрегата бесперебойного питания

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Устройство состоит из двух идентичных каналов, каждый из которых содержит узел 1, 2 задержки и блокировки с блокировочным и отключающим выходами, первый элемент И-НЕ 3, 4, выходом подключенный к первому входу второго элемента И-НЕ 5, 6, второй вход которого подключен к блокировочному выходу узла 1, 2 задержки и блокировки, третьего элемента И-НЕ 7, 8, первый вход которого подключен к выходу второго элемента И-НЕ 5, 6, а второй вход - к отключающему выходу узла 1, 2 задержки и блокировки, четвертый элемент И-НЕ 9, 10, первый вход которого подключен к выходу третьего элемента И-НЕ 7, 8, элемент 11, 12 развязки, вход которого подключен к выходу второго элемента И-НЕ 5, 6, формирователь 13, 14 блокирующих импульсов, вход которого подключен к выходу элемента развязки 11, 12, а выходы формирователей 13, 14 блокирующих импульсов первого и второго каналов подключены к вторым входом четвертых элементов И-НЕ 10, 9 соответственно второго и первого каналов. Выходы четвертых элементов И-НЕ 9, 10 являются выходами устройства, а входы первых элементов И-НЕ 3 и 4 узлов задержки 1 и 2 и блокировки являются входами устройства. Устройство имеет повышенную надежность за счет исключения общих элементов для каждых из двух каналов и введения элементов развязки, что позволяет проводить профилактические работы на отдельных каналах. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 02 Н 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4388598/24-07 (22) 09.03.88 (46) 07.10.90. Бюл. hb 37 (71) Научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники (72) А.П, Борисов (53) 621.316,925.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 888263, кл. Н 02 Н 7/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР

hh 1264261. кл, Н 02 Н 7/10, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ АГРЕГАТА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение надежности, Для этого устройство состоит из двух идентичных каналов, каждый из которых содержит узел 1, 2 задержки и блокировки с блокировочным и отключающим выходами, первый элемент И вЂ” НЕ 3, 4, выходом подключенный к первому входу второго элемента И вЂ” НЕ 5, 6, второй вход которого подключен к блокировочному выходу узла 1, 2 задержки.и блокировки, третий элемент

„„5U,, 1598030 А1

И вЂ” НЕ 7, 8, первый вход которого подключен к выходу второго элемента И-НЕ 5, 6, а второй вход — к отключающему выходу узла

1, 2 задержки и блокировки, четвертый элемент И вЂ” НЕ 9, 10, первый вход которого подключен к выходу третьего элемента И-НЕ 7, 8, элемент 11, 12 развязки, вход которого подключен к выходу второго элемента И вЂ” НЕ

5, 6, формирователь 13, 14 блокирующих импульсов, вход которого подключен к выходу элемента развязки 11, 12, а выходы формирователей 13, 14 блокирующих импульсов первого.и второго каналов подключены к вторым входам четвертых элементов

И вЂ” НЕ 10, 9 соответственно второго и первого каналов. Выходы четвертых элементов

И вЂ” НЕ 9, 10 являются выходами устройства, а входы первых элементов И вЂ” Н Е 3 и 4 узлов задержки 1 и 2 и блокировки являются входами устройства. Устройство имеет повышенную надежность за счет исключения общих элементов для каждых из двух каналов и введения элементов развязки, что позволяет проводить профилактические работы на отдельных каналах. 4 ил.

1598030

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах защиты резервированных автономных ис. точников на основе инверторов тока.

Цель изобретения — повышение надежности.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для защиты агрегата бесперебойного питания; на фиг. 2 — структурная схема ограничителя длительности перегрузки; на фиг. 3 — диаграммы работы устройства при коротком замыкании в нагрузке; на фиг. 4 — то же, при аварии в инверторе второго канала агрегата бесйе- ребойного питания.

Устройство (фиг. 1) состоит,из двух идентичных каналов, каждый из которых содержит ограничитель 1 (2) длительности перегрузки с первым запоминающим сигнал перегрузки и вторым формирующим сигнал об окончании работы на перегрузку выходами, первый элемент И-НЕ 3 (4), выходом подключенный к первому входу второго элемента И вЂ” НЕ 5 (6), второй вход которого подключен к первому выходу ограничителя 1 (2) длительности перегрузки, третий элемент

И вЂ” НЕ 7 (8), первый вход которого подключен к выходу второго элемента И-НЕ 5 (6), а второй вход — к второму выходу ограничителя 1 (2) длительности перегрузки, четвертый элемент И вЂ” НЕ 9 (10), первый вход которого подключен к выходу третьего элемента ИНЕ 7 (8), элемент 11 (12) развязки, вход которого подключен к выходу второго .элемента И вЂ” НЕ 5 (6), формирователь 13 (14) блокирующих импульсов, вход которого подключен к выходу элемента 11 (12) развязки, а выход формирователей 13 и 14 первого и второго каналов подключены к вторым входам четвертых элементов И-НЕ

10 и 9 cooTBBTGTBBHHo второго и первого каналов. Выходы четвертых элементов ИНЕ 9. и 10 являются выходами устройства, а входы первых элементов И вЂ” КЕ 3 и 4 и входы ограничителей 1 и 2 длительности перегрузки являются входами устройства.

Ограничитель 1 (2) длительности перегрузки (фиг. 2) каждого канала содержит триггер 15, первый выход которого подключен к первому элементу 16 задержки, а второй выход является первым выходом ограничителя 1 (2) длительности перегрузки, элемент И вЂ” Н Е 17, первый вход которого . подключен к выходу элемента 16 задержки, а второй вход подключен к выходу элемента

Н Е 18, второй элемент 19 задержки с инвертирующим выходом, вход которого подключен к выходу блока 16 задержки, а инвертирующий выход — к входу сброса триггера 15, вход элемента НЕ 18 подключен к информационному входу триггера 15, причем информационный вход триггера 15 является входом, а выход элемента И вЂ” НЕ

17 — вторым выходом ограничителя 1. (2) длительности перегрузки.

Устройство работает следующим образом.

На первые входы элементов И-НЕ 3 и 4 поступают сигналы !цх.1, !дх.z с пороговых элементов, контролирующих входные токи соответственно первого и второго параллельно работающих каналов агрегата бесперебойного питания, каждый из каналов которого состоит из выпрямителя, инверто5

20 ра и быстродействующего контактора. На вторые входы элементов И-НЕ 3 и 4 поступают обобщенные сигналы отказов инверторов 0выхл, Овых.г соответственно первого и второго каналов агрегата бесперебойного питания. Для выработки этих сигналов используются пороговые элементы, контролирующие напряжение на коммутирующих конденсаторах инверторов и датчики состояния тиристоров, контролирующие праНа входы ограничителей 1 и 2 поступают сигналы 4 с пороговых элементов, контролирующих ток в нагрузке.

1 °

В нормальном режиме на первых

30 (фиг. За), на вторых (фиг, Зб) входах элементов И вЂ” НЕ 3 и 4, на входах (фиг, Зв) и на первых (фиг. Зд) и вторых (фиг. Зк) выходах ограничителей 1 и 2, на выходах элементов

И вЂ” НЕ 5 и 6 (фиг. Зи) формируются сигналы

"1", Сигнал "1" формируется и на выходах элементов И-НЕ 9 и 10 (фиг. Зн), При коротком замыкании в нагрузке в момент времени t> на информационный вход триггера 15

35 обоих ограничителей 1 и 2 поступают нулевые (при однофазном коротком замыкании импульсные) сигналы (фиг. Зв). Триггер 15 в обоих ограничителях 1 и 2 изменяет свое состояние, на.первом его выходе формируется "1" (фиг, Зе), на втором "0" (фиг. Зд).

Сигнал "0" с второго выхода триггера 15 поступает на вторые входы элементов И вЂ” HE

6 и 5 и блокирует прохождение на выход устройства аварийных сигналов "0".14 хл, 40

45 живых.2 (фиг. Зб), поступивших в момент времени t на вторые входы элементов И вЂ” НЕ 3 и 4 и инвертированных элементами И вЂ” НЕ 3 и 4 (фиг, Зг). Сформированный на первом выходе триггера 15 сигнал "1" (фиг, 3e) за50

55 держивается в течение времени t> — тз элементом 16 задержки и в момент времени ta на первом входе элемента И вЂ” НЕ 17 формируется единичный сигнал (фиг. Зж).

Если к моменту времени з аварийные (нулевые) сигналы (фиг. Зв) не исчезли, то

25 вильность работы тиристоров инвертора

1598030

35

55 инвертированные элементом НЕ 18 единичные сигналы (фиг. Зз), поступая на второй вход элемента И вЂ” НЕ 17, обеспечивают формирование на выходе элемента И вЂ” НЕ 17 нулевого импульса (фиг. Зк). Нулевой импульс инвертируется элементом И вЂ” НЕ (фиг, Зм) и поступает на первые входы элементов

И вЂ” НЕ 9 и 10. Сигналы "1" с выходов элементов 6 и 5 поступают также на элементы 11 и

12 развязки, где потенциально развязываются и через формирователи 13 и 14 поступают на вторые входы элементов И-НЕ 10 и

9, Так как в течение всего времени короткого замыкания на выходе элементов 5 и 6 присутствует сигнал "1" (фиг. Зи), то формирователи 13 и 14 не изменяют свое состояние и на вторых входах элементов И вЂ” НЕ 9 и

10 присутствует сигнал "1" (фиг. Зл). В результате в момент времени тз на выходах устройства формируется импульсный сигнал "0", который обеспечивает отключение к моменту времени t4 быстродействующих контакторов. Инверторы переходят в режим холостого хода, их выходные напряжения восстанавливаются и в момент времени 15 на вторых входах элементов И вЂ” НЕ 3 и 4 формируются сигналы "1" (фиг. Зб). Если длительность короткого замыкания в нагрузке меньше длительности задержки элемента 16 (t1-tç), то на втором входе элемента

И вЂ” НЕ 17единичныесигналы неформируются, а следовательно, и на выходе элемента

И вЂ” НЕ 17 не формируется нулевой импульс.

В результате отключение быстродействующих контакторов не произойдет, нагрузка не обесточится, а триггер 15 через время

ta-t6, определяемое элементом 19 задержки, перейдет в исходное состояние (фиг. Зд, е) импульсным сигналом "0" с выхода элемента 19 задержки (фиг. Ço). Длительность задержки тз — t6 должна быть не меньше времени выхода инверторов на номинальный режим после окончания короткого замыкания в нагрузке. Длительность импульсного сигнала "0" на выходе элемента 19 tg-t7 определяется суммарным временем сброса задержек элементами 16 и 19 по сигналу "0" с первого выхода триггера 15.

Разность t1 — t2 во времени поступлеНИЯ аааРИйНЫХ СИГHB/lOB 1н И Овых 1, 0вых.2 (фиг. Зв, г) обусловлена благодаря тому, что пороговые элементы, обеспечивающие

ВЫДаЧу СИГНаЛОВ 0вых.1, Овых. 2, ПОДКЛЮЧЕНЫ к коммутирующим конденсаторам инвертора, а не к нагрузке.

При внутренней аварии, например, в инверторе второго канала агрегата бесперебойного питания в момент времени t1 сигнал ™О" поступает на второй вход первого, элемента И-НЕ 4 (фиг. 4а), Этот сигнал инвертируется элементом И вЂ” НЕ 4 (фиг. 4б) и поступает на первый вход элемента И-НЕ 6.

Так как на втором входе элемента И-НЕ 6 в зто время присутствует сигнал "1", то на выходе элемента И-НЕ 6 формируется сигнал "0" (фиг. 4г), который вызывает формирование сигнала "1" на выходе элемента

И-НЕ 8 (фиг. 4д). Этот сигнал поступает на первый вход элемента И вЂ” НЕ 10

Одновременно сигнал "0" с выхода эле- мента И вЂ” НЕ 6 поступает на элемент 12 развязки, потенциально развязывается им и поступает на вход формирователя 14, который формирует в течение времени t1 — тз сигнал "0" (фиг. 4е). Этот сигнал поступает на второй вход элемента И-НЕ 9.

При внутренних авариях в одном из инверторов ввиду того, что контролирующие пороговые элементы имеют конечное значение быстродействия, аварийные процессы одного инвертора приводят к отклонению выходного напряжения в исправном инверторе за допустимый предел и к выдаче в момент времени t2 соответствующим пороговым элементом сигнала "0". Этот сигнал поступает на второй вход элемента И-НЕ 3 (фиг. 4в), дважды инвертируется элементами И-HF 3 и 5, потенциально развязывается элементом 11 и поступает на формирователь 13. Последний формирует в течение времени t2- t4 сигнал "0" (фиг. 4ж), который йоступает на второй вход элемента И вЂ” НЕ

10. Одновременно сигнал "0" с выхода элемента И-НЕ 5 инвертируется элементом

И-НЕ 7 (фиг. 4и) и поступает на первый вход элемента И -HE 9. В результате в течение времени t1-t2 наобоих входах элемента

И вЂ” НЕ 10 присутствует сигнал "1" и на выходе этого элемента формируется импульсный сигнал "0" (фиг. 4з), который приводит к отключению быстродействующего коктактора второго канала агрегата безперебойного питания и тем самым к отключению отказавшего инвертора от нагрузки. Ввиду того, что на второй вход элемента И вЂ” НЕ 9 сигнал "0" приходит раньше (фиг. 4е, t1), чем сигнал "1" на первый вход этого же элемента, на выходе элемента И вЂ” НЕ 9 сигнал "0" не формируется и исправный инвертор быстродействующим контактором не отключается от нагрузки.

Формирователь блокирующих импульсов может быть выполнен на основе одновибратора с повторным запуском, что позволяет формировать одиночный блокирующий импульсный сигнал при приходе на входы устройства импульсных сигналов. что исключает в этом случае возможность формирования сигнала "0" в первом канале.

Длительность блокировочного сигнала on1598030 ределяется временем отключения быстродействующего контактора и временем выхода инвертора исправного канала агрегата бесперебойного питания на номинальный режим. 5

Таким образом, предлагаемое устройство имеет повышенную надежность за счет исключения общих элементов для каждых иэ двух каналов и введения элементов раз- 10 вязки, что позволяет проводить профилактические работы на отдельных. каналах, Формула изобретения

Устройство для защиты агрегата беспе- 15 ребойного питания, состоящего из двух параллельно работающих каналов, каждый из которых включает s себя инвертор, содержащее первый ограничитель длительности перегрузки с запоминающим сигнал пере- 20 груэки и формирующим сигнал об окончании работы на перегрузку выходами и два идентичных канала, состоящие каждый из первого элемента И вЂ” НЕ, выходом подключенного к первому входу второго элемента 25

И вЂ” НЕ, второй вход второго элемента И вЂ” НЕ первого канала подключен к запоминающему сигнал перегрузки выходу первого ограничителя длительности перегрузки, выход второго элемента И-НЕ обоих каналов под- 30 ключен к первому входу третьего элемента И вЂ” НЕ соответствующего канала, второй вход третьего элемента И-НЕ первого канала подключен к формирующему сигнал об окончании работы на перегрузку выходу 35 первого ограничителя длительности перегрузки, выход третьего элемента И вЂ” НЕ каждого канала подключен к первому входу четвертого элемента И-НЕ соответствующего канала, причем первый и второй входы первого элемента И-НЕ каждого канала соединены с клеммами для подключения блока контроля входных токов и блока формирования обобщенных сигналов отказов инвертора своего канала, а вход ограничителя длительности перегрузки каждого канала соединен с клеммой для подключения блока контроля тока нагрузки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено вторым ограничителем длительности перегрузки с запоминающим сигнал перегрузки и формирующим сигнал об окончании работы на перегрузку выходами, двумя формирователями блокирующих импульсов и двумя элементами развязки, причем второй вход второго элемента И вЂ” НЕ второго канала подключен к запоминающему сигнал перегрузки выходу второго ограничителя длительности перегрузки, второй вход третьего элемента И вЂ” НЕ второго канала подключен к формИрующему сигнал об окончании работы на перегрузку выходу второго ограничителя длительности перегрузки, а вторые входы четвертых элементов

И вЂ” НЕ первого и второго каналов подключены через формирователи блокирующих импульсов и элементы развязки к выходам вторых элементов И вЂ” НЕ соответственно второго и первого каналов, 1598030

1 й

1598030

М sty

6024

Составитель О,Мещерякова

Техред М,Моргентал Корректор А,Обручар

Редактор Н.Тупица

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3064 Тираж 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5