RU2533204C1 - Modular uninterrupted direct-current power supply system for consumers - Google Patents
Modular uninterrupted direct-current power supply system for consumers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2533204C1 RU2533204C1 RU2014105595/07A RU2014105595A RU2533204C1 RU 2533204 C1 RU2533204 C1 RU 2533204C1 RU 2014105595/07 A RU2014105595/07 A RU 2014105595/07A RU 2014105595 A RU2014105595 A RU 2014105595A RU 2533204 C1 RU2533204 C1 RU 2533204C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- unit
- load
- rectifiers
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для бесперебойного электропитания ответственных потребителей постоянным током.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used for uninterrupted power supply of critical consumers with direct current.
Для обеспечения бесперебойного электропитания ответственных потребителей постоянным током, применяются системы бесперебойного электропитания, обеспечивающие питание нагрузки при наличии сетевого напряжения от выпрямительных модулей, а при его отсутствии - от аккумуляторных батарей. При этом системы бесперебойного электропитания включают в себя выпрямительные модули, аккумуляторную батарею, соединенные параллельно и питающие нагрузку. При наличии сетевого напряжения, выпрямительные модули преобразуют напряжение сети в необходимое для питания нагрузки постоянное напряжение и обеспечивают питание нагрузки и заряд аккумуляторов. При отсутствии сетевого напряжения нагрузку питают аккумуляторы. При включении сетевого напряжения выпрямительные модули обеспечивают заряд батареи и питание нагрузки одновременно. Продолжительность срока службы аккумуляторной батареи во многом определяется режимами циклов заряд-разряд.To ensure uninterrupted power supply of critical consumers with direct current, uninterruptible power supply systems are used that provide power to the load in the presence of mains voltage from the rectifier modules, and in the absence of it - from rechargeable batteries. In this case, uninterruptible power supply systems include rectifier modules, a battery connected in parallel and supplying the load. In the presence of mains voltage, the rectifier modules convert the mains voltage into a constant voltage necessary to power the load and provide power to the load and charge the batteries. In the absence of mains voltage, the load is supplied by batteries. When the mains voltage is turned on, the rectifier modules provide battery charge and load power at the same time. The duration of the battery life is largely determined by the modes of charge-discharge cycles.
Известна система бесперебойного электропитания (RU, Патент на полезную модель №: 10295, Н027/34), содержащая выпрямительный блок, аккумуляторную батарею с датчиком тока в зарядной цепи, контроллер, блок питания, два компаратора, и два делителя напряжения, при этом входы компараторов подключены к выходу датчика тока и делителей напряжения, а выходы компараторов соединены с управляющими входами контроллера, три выхода которого подключены к управляющим входам выпрямительного блока.A known uninterruptible power supply system (RU, Utility Model Patent No .: 10295, Н027 / 34), comprising a rectifier unit, a rechargeable battery with a current sensor in the charging circuit, a controller, a power supply unit, two comparators, and two voltage dividers, while the inputs of the comparators connected to the output of the current sensor and voltage dividers, and the outputs of the comparators are connected to the control inputs of the controller, the three outputs of which are connected to the control inputs of the rectifier unit.
Недостатком известной системы является низкая надежность из-за отсутствия резервных выпрямителей. Отсутствие датчика тока нагрузки не позволяет оперативно отслеживать режимы работы системы, а управление выпрямителями осуществляется ступенчато, по минимальной и максимальной уставкам, что ограничивает точность регулировки системы.A disadvantage of the known system is the low reliability due to the lack of backup rectifiers. The absence of a load current sensor does not allow to quickly monitor the operating modes of the system, and the rectifiers are controlled in steps, according to the minimum and maximum settings, which limits the accuracy of the system adjustment.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является устройство питания постоянного напряжения и зарядки аккумуляторных батарей (Патент на полезную модель №:64824, H02J 7/00, Н02М 7/12), принятое за прототип.The closest in technical essence to the claimed device is a constant voltage power supply and battery charging (Utility Model Patent No. 64824, H02J 7/00, H02M 7/12), adopted as a prototype.
Устройство содержит коммутатор, коммутирующий входы n преобразователей напряжения по сети питания. На выходе каждого преобразователя напряжения включено устройство слежения, образуя n параллельно соединенных цепочек из последовательно включенных преобразователей и устройств слежения, выходы которых соединены со входом датчика тока, входы управления подключены к контроллеру, выходы устройств слежения к входам управления соответствующих преобразователей, а выходы сигналов выравнивания токов объединены шиной. Блок защиты от переполюсовки аккумуляторных батарей (АБ) подключен к выходу датчика тока, соединенного с измерителем выходного напряжения и является выходом устройства Uвых для подключения (АБ) или нагрузки. Выходы управления датчика тока и измерителя напряжения соединены с контроллером. Панель управления и индикации представляет собой автономную микропроцессорную систему с многофункциональным жидкокристаллическим графическим индикатором, связанную с контроллером через порт интерфейса RS-485. Блок контроля тепловых процессов выходом подключается к исполнительному устройству вентиляции, а вход подключен к контроллеру, сигналы на который поступают через блок от датчиков температуры, установленных на корпусах радиаторов преобразователей. Блок дистанционного контроля состояния АБ подключен входом напряжения к выходу устройства, управляющим входом через интерфейс к контроллеру, а выход его является клеммами для подключения АБ. Устройство содержит вторую выносную панель управления и индикации, включенную и выполненную аналогично первой панели. Устройство слежения включает низкоомный шунт, блок выравнивания токов, блок слежения напряжения и сумматор.The device includes a switch that commutes the inputs of n voltage converters through the power network. At the output of each voltage converter, a tracking device is turned on, forming n parallel-connected chains of series-connected converters and tracking devices, the outputs of which are connected to the input of the current sensor, the control inputs are connected to the controller, the outputs of the tracking devices are connected to the control inputs of the respective converters, and the outputs of the current equalization signals united by a bus. The battery reverse polarity protection unit (AB) is connected to the output of the current sensor connected to the output voltage meter and is the output of the Uout device for connection (AB) or the load. The control outputs of the current sensor and voltage meter are connected to the controller. The control and display panel is an autonomous microprocessor system with a multifunctional liquid crystal graphic indicator connected to the controller via the RS-485 interface port. The thermal process control unit is connected to the ventilation actuator by the output, and the input is connected to the controller, the signals to which are received through the unit from temperature sensors installed on the radiator cases of the converters. The remote control unit for the state of the battery is connected by a voltage input to the output of the device, which controls the input through the interface to the controller, and its output is the terminals for connecting the battery. The device contains a second remote control and display panel, included and performed similarly to the first panel. The tracking device includes a low impedance shunt, a current equalization unit, a voltage tracking unit, and an adder.
К недостаткам устройства относится наличие только одного датчика тока, что не позволяет одновременно контролировать токи заряда-разряда аккумуляторной батареи и ток нагрузки, что снижает эксплуатационные возможности системы и гарантии бесперебойности электропитания. Отсутствует возможность раздельного управления напряжением выпрямителей нагрузки и напряжением выпрямителей батареи, что так же снижает эксплуатационные возможности системы и гарантии бесперебойности электропитания. Нет возможности автоматического подключения резервных источников переменного напряжения, что также снижает бесперебойность электропитания.The disadvantages of the device include the presence of only one current sensor, which does not simultaneously control the charge-discharge currents of the battery and the load current, which reduces the operational capabilities of the system and guarantees uninterrupted power supply. There is no possibility of separate control of the voltage of the load rectifiers and the voltage of the battery rectifiers, which also reduces the operational capabilities of the system and guarantees uninterrupted power supply. There is no way to automatically connect redundant AC voltage sources, which also reduces uninterrupted power supply.
При глубоком разряде аккумуляторной батареи вследствие длительного отсутствия электроэнергии ток ее заряда будет высоким, что разрушительно для аккумуляторной батареи. Для ограничения зарядного тока введен известный блок дистанционного контроля состояния аккумулятора и автоматического управления зарядным током, основанный на элементах, резко увеличивающих свое сопротивление при увеличении тока, однако это не эффективно, так как теряется энергия на нагрев, а большие мощности рассеивать невозможно, что снижает максимально достижимую выходную мощность устройства.With a deep discharge of the battery due to a prolonged lack of electricity, its charge current will be high, which is destructive for the battery. To limit the charging current, a well-known unit for remote monitoring of the state of the battery and automatic control of the charging current has been introduced, based on elements that sharply increase their resistance with increasing current, but this is not effective, since the energy is lost for heating, and large powers cannot be dissipated, which reduces the maximum achievable power output of the device.
Контроллер, по сигналам с блока дистанционного контроля состояния аккумулятора и автоматического управления зарядным током управляет параметрами выпрямителей. Но аккумуляторная батарея и нагрузка гальванически связаны между собой, а параметры необходимого тока нагрузки и необходимого тока заряда аккумуляторной батареи не всегда совпадают. При больших мощностях нагрузки возникают трудности с ограничением тока заряда, что снижает максимально достижимую выходную мощность устройства.The controller, according to signals from the remote control unit for battery status and automatic control of the charging current, controls the parameters of the rectifiers. But the battery and the load are galvanically interconnected, and the parameters of the required load current and the required charge current of the battery do not always coincide. At high load capacities, difficulties arise in limiting the charge current, which reduces the maximum achievable output power of the device.
Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей системы, увеличение его нагрузочной мощности и обеспечение максимальной бесперебойности работы при поддержании оптимальных параметров работы аккумуляторной батареи при питании потребителей постоянным током.The technical task of the invention is to expand the operational capabilities of the system, increase its load capacity and ensure maximum uninterrupted operation while maintaining optimal battery operation parameters when supplying consumers with direct current.
Решение указанной задачи достигается тем, что модульная система бесперебойного электропитания потребителей постоянным током содержит n выпрямителей, входы управления которых по интерфейсу подключены к соответствующему выходу контроллера, датчик тока нагрузки, измеритель напряжения нагрузки, подключенный к входу контроллера, аккумуляторную батарею, основную и выносную панели индикации, блок контроля температуры, подключенный к вентиляторам.The solution to this problem is achieved by the fact that the modular uninterruptible power supply system for consumers with direct current contains n rectifiers, the control inputs of which are connected to the corresponding output of the controller, the load current sensor, the load voltage meter connected to the controller input, the battery, the main and remote display panels , temperature control unit connected to fans.
В отличие от прототипа введен блок автоматического ввода резерва, к входам которого подключены вводы источников переменного напряжения, а к выходу подключены силовые входы выпрямителей и блока контроля температуры, а выпрямители разделены на два блока, имеющие модульную конструкцию, один из которых выполняет функцию питания нагрузки, а другой функцию контроля и поддержания параметров состояния батареи. Выходы выпрямителей нагрузки подключены через выключатель выпрямителей нагрузки к катоду диода, соединенного с входом измерителя напряжения нагрузки, а анод диода через выключатель выпрямителей батареи подключен к выходам выпрямителей батареи. Катод диода через датчик тока нагрузки подключен к первому входу блока защиты первичных потребителей, к силовому входу блока отключения вторичных потребителей и к входу блока контроля изоляции. В систему введены датчики тока заряда и разряда батареи, включенные встречно, а анод диода через оба датчика подключен к выключателю батареи, к входам блоков питания автоматики и к входу блока питания датчиков тока. Другим выводом выключатель батареи подключен к аккумуляторной батарее и к входу измерителя напряжения батареи. Входы питания датчиков тока подключены к выходу блока питания датчиков тока, а выходы блоков питания автоматики подключены к соответствующему входу контроллера, к контактной группе и к входу блока режимов заряда батареи, выходы которого подключены к входам контроллера, а выходы контактной группы подключены к второй группе блока индикаторов и к соответствующим входам контроллера, а первая группа индикаторов подключена к соответствующим выходам контроллера. Входы панелей управления подключены к выходу контроллера по интерфейсу RS-485. В систему введены измерители токов нагрузки, заряда батареи и разряда батареи, выходы которых подключены к входам контроллера, а входы к соответствующим выходам датчиков тока нагрузки, тока заряда батареи и тока разряда батареи. Силовой выход блока отключения вторичных потребителей соединен с входом блока защиты вторичных потребителей, а вход управления с соответствующим выходом контроллера. В систему введен выключатель-байпас, один вывод которого соединен с вторым входом блока защиты первичных потребителей, а другой вывод соединен с аккумуляторной батареей. Сетевой выход контроллера через концентратор подключен к рабочей станции.In contrast to the prototype, an automatic reserve input unit was introduced, the inputs of which are connected to the inputs of AC voltage sources, and the power inputs of the rectifiers and the temperature control unit are connected to the output, and the rectifiers are divided into two units with a modular design, one of which performs the function of supplying the load, and another function to monitor and maintain battery status parameters. The outputs of the load rectifiers are connected through the switch of the load rectifiers to the cathode of the diode connected to the input of the load voltage meter, and the anode of the diode through the switch of the rectifiers of the battery is connected to the outputs of the battery rectifiers. The diode cathode through the load current sensor is connected to the first input of the primary consumer protection unit, to the power input of the secondary consumer disconnect unit and to the input of the insulation control unit. The battery and discharge current sensors are introduced into the system, turned on in the opposite direction, and the anode of the diode is connected through both sensors to the battery switch, to the inputs of the automation power supplies and to the input of the current sensors power supply. Another output of the battery switch is connected to the battery and to the input of the battery voltage meter. The power sensors current inputs are connected to the output of the current sensors power supply, and the automation power supply outputs are connected to the corresponding input of the controller, to the contact group and to the input of the battery charge mode block, the outputs of which are connected to the controller inputs, and the outputs of the contact group are connected to the second block group indicators and to the corresponding inputs of the controller, and the first group of indicators is connected to the corresponding outputs of the controller. The inputs of the control panels are connected to the controller output via the RS-485 interface. The system includes meters of load currents, battery charge and battery discharge, the outputs of which are connected to the controller inputs, and the inputs to the corresponding outputs of the sensors of the load current, battery charge current and battery discharge current. The power output of the secondary consumer shutdown unit is connected to the input of the secondary consumer protection unit, and the control input with the corresponding controller output. A bypass switch is introduced into the system, one terminal of which is connected to the second input of the primary consumer protection unit, and the other terminal is connected to the battery. The network output of the controller through the hub is connected to the workstation.
- Введение в систему блока автоматического ввода резерва (АВР), подключенного к силовым входам выпрямителей, увеличивает бесперебойность работы системы за счет постоянного контроля параметров вводов и подключения исправного ввода при выходе рабочего ввода из строя.- The introduction of an automatic reserve input unit (ATS) into the system, connected to the power inputs of the rectifiers, increases the uninterrupted operation of the system due to the constant monitoring of input parameters and the connection of a working input when a working input fails.
- Разделение выпрямителей на два блока - блок выпрямителей нагрузки и блок выпрямителей батареи, - имеющих модульную конструкцию, позволяет изменять количество модулей выпрямителей в зависимости от необходимой мощности нагрузки и емкости аккумуляторной батареи. Возможность применения запасных (резервных) модулей позволяет повысить бесперебойность работы.- The separation of rectifiers into two blocks - a block of load rectifiers and a block of battery rectifiers - having a modular design, allows you to change the number of rectifier modules depending on the required load power and battery capacity. The possibility of using spare (standby) modules allows to increase uptime.
- Введение выключателя выпрямителей нагрузки и выключателя выпрямителей батареи позволяет имитировать отказ блоков выпрямителей при проверке работоспособности системы и снимать при ремонте напряжение с диода, установленного между вышеуказанными выключателями последовательно, что повышает бесперебойность работы системы. Причем выходы выпрямителей нагрузки подключены через выключатель выпрямителей нагрузки к катоду диода, а анод диода через выключатель выпрямителей аккумуляторной батареи подключен к выходам выпрямителей аккумуляторной батареи. Это позволяет поддерживать оптимальные параметры работы аккумуляторной батареи и увеличить нагрузочную мощность системы. Разделение блоков выпрямителей диодом позволяет снижать напряжение выпрямителей батареи и в этот момент проверять напряжение батареи. Далее устанавливается оптимальное напряжение заряда батареи. Кроме того, связь выхода блока выпрямителей нагрузки с аккумуляторной батареей через диод позволяет оптимизировать ток заряда батареи в любых пределах, при любой мощности выпрямителей нагрузки, что особенно важно при глубоком разряде аккумуляторной батареи вследствие длительного отсутствия электроэнергии.- The introduction of a switch for load rectifiers and a switch for battery rectifiers allows you to simulate the failure of the rectifier blocks when checking the system’s performance and to remove during repair the voltage from the diode installed between the above switches in series, which increases the uninterrupted operation of the system. Moreover, the outputs of the load rectifiers are connected through the switch of the load rectifiers to the cathode of the diode, and the anode of the diode through the switch of the rectifiers of the battery is connected to the outputs of the battery rectifiers. This allows you to maintain optimal battery performance and increase the load capacity of the system. Separation of rectifier blocks with a diode allows to reduce the voltage of the battery rectifiers and at this moment check the battery voltage. Next, the optimal battery voltage is set. In addition, the connection of the output of the load rectifier unit with the battery through the diode allows you to optimize the battery charge current in any range, at any power of the load rectifiers, which is especially important for deep discharge of the battery due to a prolonged lack of electricity.
- Введение блоков защиты первичных и вторичных потребителей, состоящих из группы автоматических выключателей, предназначенных для защиты отходящих линий постоянного тока и общего автоматического выключателя, увеличивает бесперебойность работы системы. Разделение нагрузки на первичные и вторичные потребители позволяет отключать менее ответственные потребители и продлить время работы наиболее ответственных потребителей от аккумуляторной батареи при длительном отсутствии переменного напряжения на входе системы, что увеличивает бесперебойность работы системы. Для отключения вторичных потребителей дополнительно введен блок отключения вторичных потребителей, который через датчик тока нагрузки подключен к катоду диода, а выходом соединен с блоком защиты вторичных потребителей, а вход управления подключен к соответствующему выходу контроллера.- The introduction of protection units for primary and secondary consumers, consisting of a group of circuit breakers designed to protect outgoing DC lines and a common circuit breaker, increases system uptime. Sharing the load into primary and secondary consumers allows disconnecting less critical consumers and extending the operating time of the most critical consumers from the battery with a long absence of alternating voltage at the input of the system, which increases the uninterrupted operation of the system. To disconnect the secondary consumers, an additional secondary consumers disconnection unit is introduced, which is connected to the diode's cathode through the load current sensor, and connected to the secondary consumers protection unit by the output, and the control input is connected to the corresponding controller output.
- Введение блока контроля изоляции, подключенного к входу блока защиты первичных потребителей, позволяет постоянно контролировать сопротивление изоляции выходной линии, что повышает бесперебойность работы системы.- The introduction of an insulation control unit connected to the input of the primary consumer protection unit allows you to constantly monitor the insulation resistance of the output line, which increases the uninterrupted operation of the system.
- В систему введены датчики тока заряда батареи и разряда батареи, подключенные встречно, через выключатель батареи к аккумуляторной батарее. Силовые входы датчиков подключены к блоку питания датчиков тока, а выходы через измерители токов заряда и разряда к входам контроллера, что позволяет анализировать токи заряда и разряда батареи, осуществлять контроль состояния батареи и поддерживать оптимальные параметры ее содержания. Это увеличивает бесперебойность работы системы.- Into the system, sensors for current of battery charge and discharge of the battery are connected, connected in the opposite direction, through the battery switch to the battery. The power inputs of the sensors are connected to the power supply unit of the current sensors, and the outputs through the charge and discharge current meters to the controller inputs, which allows you to analyze the charge and discharge currents of the battery, monitor the state of the battery and maintain optimal parameters of its content. This increases system uptime.
- Введение двух блоков питания автоматики, дублирующих друг друга и соединенных параллельно, входы питания которых подключены к аноду диода, а выходы - к контроллеру, увеличивают бесперебойность работы, так как при выходе из строя одного блока система работает с помощью другого блока.- The introduction of two automation power supplies that duplicate each other and are connected in parallel, the power inputs of which are connected to the diode anode, and the outputs - to the controller, increase the uninterrupted operation, since if one unit fails, the system works using the other unit.
- В систему дополнительно введен блок светосигнальных индикаторов, разделенный на две группы, и контактная группа. Входы первой группы индикаторов подключены к выходам контроллера, а входы второй группы - к входам контроллера и к выходам контактной группы. Вход контактной группы подключен к выходам блоков питания автоматики. Первая группа индикаторов позволяет визуально анализировать состояние системы по сигналам контроллера, а вторая - по сигналам контактной группы, которая состоит из вспомогательных контактов электроаппаратов системы и отображает состояние этих электроаппаратов. Система постоянно контролирует исправность блоков питания автоматики и при выходе из строя одного из них система, работает на другом исправном блоке питания автоматики, что повышает бесперебойность работы.- The block of light-signal indicators, divided into two groups, and a contact group are additionally introduced into the system. The inputs of the first group of indicators are connected to the outputs of the controller, and the inputs of the second group are connected to the inputs of the controller and to the outputs of the contact group. The contact group input is connected to the outputs of the automation power supplies. The first group of indicators allows you to visually analyze the state of the system according to the signals of the controller, and the second - according to the signals of the contact group, which consists of auxiliary contacts of the electrical devices of the system and displays the status of these electrical devices. The system constantly monitors the serviceability of automation power supplies and, if one of them fails, the system works on another operational automation power supply, which increases uninterrupted operation.
- Введение блока режимов заряда батареи, вход которого подключен к выходам блоков питания автоматики, а выходы к входам контроллера, позволяет принудительно переводить выпрямители в режим ускоренного заряда аккумуляторной батареи и обратно в режим содержания, что повышает бесперебойность работы системы.- The introduction of the battery charge mode block, the input of which is connected to the outputs of the automation power supplies, and the outputs to the controller inputs, allows you to force the rectifiers to the accelerated charge mode of the battery and back to the content mode, which increases the uninterrupted operation of the system.
- Введение в систему измерителя напряжения батареи, вход которого соединен с аккумуляторной батареей, а выход подключен к входу контроллера, позволяет анализировать состояние батареи и выбирать оптимальные параметры ее содержания, повышая бесперебойность работы системы.- Introduction to the system of the battery voltage meter, the input of which is connected to the battery, and the output is connected to the controller input, allows you to analyze the state of the battery and select the optimal parameters of its content, increasing the uninterrupted operation of the system.
- Введение измерителя тока нагрузки позволяет по сигналам с выхода датчика тока контролировать параметры тока нагрузки, повышая бесперебойность работы системы.- The introduction of a load current meter allows controlling the parameters of the load current using signals from the output of the current sensor, increasing the uninterrupted operation of the system.
- Введение в систему концентратора и рабочей станции позволяет подключать систему к сети «Ethernet» и вести удаленный контроль работы системы, что повышает эксплуатационные возможности системы.- The introduction of a hub and a workstation into the system allows you to connect the system to the Ethernet network and conduct remote monitoring of the system, which increases the operational capabilities of the system.
- Введение в систему выключателя «Байпас», соединенного одним выводом с аккумуляторной батареей, а другим с вторым входом блока защиты первичных потребителей, позволяет, в случае отказа системы или ремонта подавать напряжение с аккумуляторной батареи на первичные потребители в обход системы, т.е. подключить напряжение аккумуляторной батареи напрямую к первичным потребителям. Это повышает бесперебойность системы, безопасность работы и сокращает время ремонта.- Introduction to the Bypass circuit breaker connected to one terminal with the battery, and the other to the second input of the primary consumer protection unit, allows, in the event of a system failure or repair, to supply voltage from the battery to the primary consumers bypassing the system, i.e. Connect battery voltage directly to primary consumers. This increases system uptime, operational safety and reduces repair time.
По сравнению с прототипом, предлагаемая система позволяет установить неограниченное количество модулей выпрямителей нагрузки и подключать более широкий диапазон нагрузочных мощностей.Compared with the prototype, the proposed system allows you to install an unlimited number of modules of load rectifiers and connect a wider range of load capacities.
Таким образом, все признаки являются существенными и решают поставленную задачу. Система представлена на чертежах.Thus, all the signs are significant and solve the problem. The system is shown in the drawings.
Фиг.1 Модульная система бесперебойного электропитания потребителей постоянным током, структурная схема.Figure 1 Modular uninterruptible power supply system for consumers with direct current, structural diagram.
Фиг.2 Блок отключения вторичных потребителей, электрическая схема.Figure 2 Block off secondary consumers, electrical circuit.
Модульная система бесперебойного электропитания потребителей постоянным током, фиг.1, включает в себя блок автоматического ввода резерва 1, например щит автоматического включения резерва ЩАВР2-25-3-2; блок выпрямителей нагрузки 2 и блок выпрямителей батареи 3, имеющих модульную конструкцию; контроллер 4, например программируемый логический контроллер ПЛК160; блок контроля температуры 5, например терморегулятор RITTALSK 3110.000; вентиляторы 6, выключатель выпрямителей нагрузки 7, датчик тока нагрузки 8, блок защиты первичных потребителей 9, блок защиты вторичных потребителей 10, блок отключения вторичных потребителей 11, аккумуляторную батарею 12, выключатель аккумуляторной батареи 13, датчик тока заряда батареи 14, датчик тока разряда батареи 15, диод 16, измеритель напряжения батареи 17 (резистивный делитель), панель индикации 18, выносная панель индикации 19, измерители, выполненные, например, в виде резистивных делителей напряжения: измеритель тока нагрузки 20, измеритель тока заряда 21 и измеритель тока разряда 22; светосигнальные индикаторы блока индикаторов 23, разделенные на две группы; контактная группа 24, в которую входят вспомогательные контакты аппаратов защиты, сигнальные контакты блоков питания, устройств контроля состояния сети и контроля изоляции; блок питания датчиков тока 27, измеритель напряжения 28 (резистивный делитель), блок режимов заряда батареи 29, блок контроля изоляции 30 (реле контроля изоляции CM-IWN-DC), выключатель (байпас) 31, выключатель 32, концентратор 33 и рабочую станцию 34.The modular system of uninterrupted power supply to consumers with direct current, Fig. 1, includes a unit for automatically inputting a reserve 1, for example, a shield for automatically switching on a reserve ЩАВР2-25-3-2; a load rectifier unit 2 and a battery rectifier unit 3 having a modular design; controller 4, for example, programmable logic controller PLC160; temperature control unit 5, for example, thermostat RITTALSK 3110.000; fans 6, load rectifier switch 7, load current sensor 8, primary consumer protection unit 9, secondary consumer protection unit 10, secondary consumer disconnect unit 11, battery 12, battery switch 13, battery charge current sensor 14, battery discharge current sensor 15, diode 16, battery voltage meter 17 (resistive divider), display panel 18, remote display panel 19, meters made, for example, in the form of resistive voltage dividers: load current meter 20, meter eye charge 21 and discharge current meter 22; light-signal indicators of the indicator block 23, divided into two groups; contact group 24, which includes auxiliary contacts of the protection devices, signal contacts of power supplies, network status monitoring devices and insulation control; power supply unit for current sensors 27, voltage meter 28 (resistive divider), battery charge mode unit 29, insulation control unit 30 (isolation monitoring relay CM-IWN-DC), switch (bypass) 31, switch 32, hub 33 and workstation 34 .
Устройство работает следующим образом. Блок автоматического ввода резерва 1 принимает электрическую энергию от двух или более независимых вводов переменного напряжения, осуществляет непрерывный контроль параметров напряжения и автоматическое переключение на заведомо исправный ввод. С выхода блока 1 переменное напряжение поступает на силовые входы блоков выпрямителей нагрузки 2 и выпрямителей батареи 3. Режим работы блоков выпрямителей задается контроллером 4 по последовательному интерфейсу RS-485 (используется программируемый логический контроллер ПЛК160, «Овен»). К выходу блока 1 подключен блок контроля температуры 5, который включает вентиляторы 6, при увеличении температуры окружающей среды выше заданного уровня. Постоянное напряжение с выхода блока выпрямителей нагрузки, через выключатель выпрямителей нагрузки 7 и датчик тока нагрузки 8, поступает на первый вход блока защиты первичных потребителей 9. На блок защиты вторичных потребителей 10 напряжение поступает через блок отключения вторичных потребителей 11, вход управления которого соединен с выходом контроллера 4. При продолжительном отсутствии сетевого напряжения и снижении напряжения аккумуляторной батареи 12 ниже заданного уровня на выходе контроллера 4 вырабатывается сигнал, по которому блок отключения вторичных потребителей 11 отключает менее ответственные потребители, фиг.2.The device operates as follows. The automatic input unit of the reserve 1 receives electric energy from two or more independent inputs of alternating voltage, continuously monitors the voltage parameters and automatically switches to a knownly good input. From the output of block 1, an alternating voltage is supplied to the power inputs of the blocks of load rectifiers 2 and battery rectifiers 3. The operation mode of the blocks of rectifiers is set by controller 4 via the RS-485 serial interface (the programmable logic controller PLC160, Aries is used). The temperature control unit 5, which turns on the fans 6, is connected to the output of block 1, with an increase in the ambient temperature above a predetermined level. The constant voltage from the output of the load rectifier unit, through the switch of the load rectifiers 7 and the load current sensor 8, is supplied to the first input of the primary consumer protection unit 9. The secondary consumer protection unit 10 is supplied with voltage through the secondary
При отсутствии переменного напряжения на вводах питание потребителей осуществляется от аккумуляторной батареи 12, через выключатель батареи 13, датчик тока заряда батареи 14, датчик тока разряда батареи 15, диод 16. Контроллер 4, через измеритель напряжения батареи 17, обеспечивает контроль состояния аккумуляторной батареи, сбор и хранение необходимой информации, которая выводится по интерфейсу RS-485 на панель индикации 18. При необходимости может быть подключена выносная панель индикации 19.In the absence of an alternating voltage at the inputs, the consumers are supplied with power from the battery 12, through the battery switch 13, the battery current sensor 14, the battery discharge current sensor 15, diode 16. The controller 4, through the battery voltage meter 17, provides monitoring of the state of the battery, collection and storage of the necessary information that is output via the RS-485 interface to the display panel 18. If necessary, a remote display panel 19 can be connected.
Контроль состояния аккумуляторной батареи производится путем кратковременного снижения выходного напряжения выпрямителей батареи 3, предназначенных для ее заряда, и проверки наличия на батарее более высокого напряжения.Monitoring the state of the battery is carried out by briefly reducing the output voltage of the rectifiers of the battery 3, intended for its charge, and checking the presence of a higher voltage on the battery.
Параметры тока нагрузки, тока заряда и разряда аккумуляторной батареи 12 контролируются по сигналам с выходов измерителя тока нагрузки 20, измерителя тока заряда 21 и измерителя тока разряда 22, которые предназначены для согласования сигналов датчиков с входами контроллера 4.The parameters of the load current, charge current and discharge of the battery 12 are controlled by the signals from the outputs of the load current meter 20, the charge current meter 21 and the discharge current meter 22, which are designed to match the sensor signals with the inputs of the controller 4.
Светосигнальные индикаторы блока индикаторов 23, разделенные на две группы, позволяют визуально определить состояние сети, режим работы системы и наличие аварии. Первая группа индикаторов срабатывает непосредственно по сигналам с выхода контроллера 4 и отображает режимы работы системы (заряд, разряд и т.п.). Вторая группа индикаторов срабатывает по сигналам от контактной группы 24, которая запитана от блоков питания автоматики 25, 26. Система постоянно контролирует исправность блоков 25 и 26. При выходе из строя одного из них система, работая на исправном блоке питания автоматики, выдает сигнал «Неисправность ИП24», по которому ремонтный персонал срочно принимает меры. При переключении любого контакта группы 24 напряжение с блока питания автоматики поступает на индикатор второй группы блока индикаторов 23 и на вход контроллера 4, который фиксирует параметры и время переключения контактов. Питание датчиков тока 8, 14, 15 осуществляется от блока питания датчиков тока 27. Контроль выходного напряжения для питания потребителей осуществляется контроллером 4 через измеритель напряжения 28.The light-signal indicators of the indicator block 23, divided into two groups, allow you to visually determine the network status, system operation mode and the presence of an accident. The first group of indicators is triggered directly by the signals from the output of the controller 4 and displays the operating modes of the system (charge, discharge, etc.). The second group of indicators is triggered by signals from the contact group 24, which is powered from automation power supplies 25, 26. The system constantly monitors the health of units 25 and 26. If one of them fails, the system, working on a working automation power supply, gives a signal “Fault IP24 ”, according to which the repair personnel urgently takes measures. When switching any contact of group 24, the voltage from the automation power supply is supplied to the indicator of the second group of indicator block 23 and to the input of the controller 4, which fixes the parameters and time of switching contacts. The current sensors 8, 14, 15 are powered from the power supply unit of the current sensors 27. The output voltage for supplying consumers is controlled by the controller 4 through the voltage meter 28.
Режимы заряда аккумуляторной батареи 12 можно принудительно изменить кнопками блока режимов заряда батареи 29. По сигналам с кнопок контроллер 4 по интерфейсу RS-485 переводит выпрямители 3 в режим непрерывного подзаряда или в режим ускоренного заряда.The charge modes of the battery 12 can be forcedly changed using the buttons of the battery charge mode block 29. According to the signals from the buttons, the controller 4 transfers the rectifiers 3 to the continuous charging mode or to the accelerated charge mode via the RS-485 interface.
Блок контроля изоляции 30 осуществляет контроль сопротивления изоляции силовых проводов выходного напряжения относительно «Земли».The insulation monitoring unit 30 monitors the insulation resistance of the power wires of the output voltage relative to the "Earth".
При отказе системы или ремонте выключателем 31 подключают напряжение аккумуляторной батареи 12 напрямую к первичным потребителям 9.In case of system failure or repair with a switch 31, the voltage of the battery 12 is connected directly to the primary consumers 9.
Выключателями 7, 32, 13 и общим выключателем 1QF0 блока защиты первичных потребителей 9 можно полностью обесточить на время ремонта аппараты, находящиеся под опасным напряжением.Switches 7, 32, 13 and a common switch 1QF0 of the primary consumer protection unit 9 can completely de-energize devices under dangerous voltage during repair.
Через концентратор 33 контроллер 4 связан с рабочей станцией 34. По сети Ethernet к системе можно подключать дополнительные рабочие станции, при необходимости.Through the hub 33, the controller 4 is connected to the workstation 34. On the Ethernet network, additional workstations can be connected to the system, if necessary.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014105595/07A RU2533204C1 (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Modular uninterrupted direct-current power supply system for consumers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014105595/07A RU2533204C1 (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Modular uninterrupted direct-current power supply system for consumers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2533204C1 true RU2533204C1 (en) | 2014-11-20 |
Family
ID=53382624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014105595/07A RU2533204C1 (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Modular uninterrupted direct-current power supply system for consumers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2533204C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2591057C1 (en) * | 2015-07-16 | 2016-07-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ВИП" | Temperature-compensated system of controlled rectifier-charging modules of uninterrupted power supply to consumers with direct current |
| RU175772U1 (en) * | 2016-07-12 | 2017-12-19 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | DC UNINTERRUPTED POWER SUPPLY |
| RU181977U1 (en) * | 2017-11-07 | 2018-07-31 | Руслан Анатольевич Травников | POWER MATCHING DEVICE |
| RU2815916C1 (en) * | 2023-11-17 | 2024-03-25 | Акционерное общество Научно-технический центр "Модуль" | Redundant secondary power supply from two independent dc lines |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU997179A1 (en) * | 1980-12-29 | 1983-02-15 | Московский Дважды Ордена Трудового Красного Знамени Прожекторный Завод | Device for mantaining continuity of dc supply |
| RU62485U1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-04-10 | Закрытое Акционерное Общество "Конвертор" | DC GUARANTEED POWER SUPPLY SYSTEM |
| RU64824U1 (en) * | 2007-01-09 | 2007-07-10 | Игорь Владимирович Русаков | DC POWER SUPPLY AND CHARGING BATTERIES |
| RU79218U1 (en) * | 2008-05-15 | 2008-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Юнитек" | UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY |
| RU2426215C2 (en) * | 2008-12-03 | 2011-08-10 | Федеральное космическое агентство Федеральное государственное унитарное предприятие НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ С ЗАВОДОМ имени А.Г. ИОСИФЬЯНА НПП ВНИИЭМ | Uninterrupted power supply source for ac loads |
| RU125408U1 (en) * | 2012-07-26 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ) | UNINTERRUPTED POWER SUPPLY UNIT |
-
2014
- 2014-02-14 RU RU2014105595/07A patent/RU2533204C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU997179A1 (en) * | 1980-12-29 | 1983-02-15 | Московский Дважды Ордена Трудового Красного Знамени Прожекторный Завод | Device for mantaining continuity of dc supply |
| RU62485U1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-04-10 | Закрытое Акционерное Общество "Конвертор" | DC GUARANTEED POWER SUPPLY SYSTEM |
| RU64824U1 (en) * | 2007-01-09 | 2007-07-10 | Игорь Владимирович Русаков | DC POWER SUPPLY AND CHARGING BATTERIES |
| RU79218U1 (en) * | 2008-05-15 | 2008-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Юнитек" | UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY |
| RU2426215C2 (en) * | 2008-12-03 | 2011-08-10 | Федеральное космическое агентство Федеральное государственное унитарное предприятие НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ С ЗАВОДОМ имени А.Г. ИОСИФЬЯНА НПП ВНИИЭМ | Uninterrupted power supply source for ac loads |
| RU125408U1 (en) * | 2012-07-26 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ) | UNINTERRUPTED POWER SUPPLY UNIT |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2591057C1 (en) * | 2015-07-16 | 2016-07-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ВИП" | Temperature-compensated system of controlled rectifier-charging modules of uninterrupted power supply to consumers with direct current |
| RU175772U1 (en) * | 2016-07-12 | 2017-12-19 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | DC UNINTERRUPTED POWER SUPPLY |
| RU181977U1 (en) * | 2017-11-07 | 2018-07-31 | Руслан Анатольевич Травников | POWER MATCHING DEVICE |
| RU2815916C1 (en) * | 2023-11-17 | 2024-03-25 | Акционерное общество Научно-технический центр "Модуль" | Redundant secondary power supply from two independent dc lines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10637284B2 (en) | Power supply system and method | |
| JP6013565B2 (en) | Power switching device and power switching system | |
| JP7113267B2 (en) | storage system | |
| KR102415123B1 (en) | Battery Pack and Energy Storage System Including Thereof | |
| CN107257160B (en) | DC operation power supply system and control method thereof | |
| CN107370168B (en) | Electrical energy storage device | |
| JP2015162911A (en) | Autonomous operation system | |
| JP7251908B2 (en) | Charging/discharging device and power supply switching system | |
| JP6503095B2 (en) | Charge / discharge device | |
| JP2013009482A (en) | Electricity distribution system | |
| CN103715757A (en) | Back-up type redundant low-voltage power distribution system used for nuclear power station | |
| RU2533204C1 (en) | Modular uninterrupted direct-current power supply system for consumers | |
| RU2591057C1 (en) | Temperature-compensated system of controlled rectifier-charging modules of uninterrupted power supply to consumers with direct current | |
| JP6397673B2 (en) | Control method of power supply control device | |
| KR20140087930A (en) | Battery energy storage system and controlling method using the same | |
| CN105576681A (en) | Electric control system capable of preventing short circuit or power failure | |
| CN203707869U (en) | Reserve-type redundancy low-voltage distribution system for nuclear power station | |
| JP2012253842A (en) | Power supply system | |
| RU156533U1 (en) | THERMAL-COMPENSATED SYSTEM OF CONTROLLED RECTIFIER-CHARGING MODULES OF UNINTERRUPTED POWER SUPPLY OF DC | |
| RU142994U1 (en) | MODULAR SYSTEM OF UNINTERRUPTED POWER SUPPLY OF DC CONSUMERS | |
| JP2014239588A (en) | Power supply system | |
| JP2006050763A (en) | System for leveling electrical load | |
| JP6272971B2 (en) | Power switching device and house | |
| JP6229971B2 (en) | Power supply device | |
| RU2766312C1 (en) | Self-diagnosing system of providing uninterrupted power supply of on-board equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170215 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180525 |