CZ32721U1 - A device for protecting an electrical appliance from power failure or drop in the power grid - Google Patents
A device for protecting an electrical appliance from power failure or drop in the power grid Download PDFInfo
- Publication number
- CZ32721U1 CZ32721U1 CZ2018-35566U CZ201835566U CZ32721U1 CZ 32721 U1 CZ32721 U1 CZ 32721U1 CZ 201835566 U CZ201835566 U CZ 201835566U CZ 32721 U1 CZ32721 U1 CZ 32721U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- power
- unit
- power supply
- electrical
- switching unit
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 12
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
- H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/24—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
- H02H3/207—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage also responsive to under-voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
Description
Oblast technikyTechnical field
Technické řešení se týká zařízení pro ochranu elektrického spotřebiče před výpadkem nebo poklesem napětí v elektrické rozvodné síti.The technical solution relates to a device for the protection of an electrical appliance against a power failure or voltage drop in the electricity grid.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Pokrok v technice a elektronice sebou přináší nutnost využívat stále lepší, rychlejší a sofistikovanější elektronické řídící a ovládací obvody pro stroje a zařízení, které jsou schopné stále pružnější reakce na povely obsluhy a složité ovládací algoritmy. Toto elektronika se ruku v ruce s jejím vývojem stává snadněji náchylná na poškození vlivem výkyvů v elektrické síti spočívající v systému náhodných napěťových špiček nebo opaku, nedostatku napětí. Proto je nezbytné stabilizovat elektrické síťové toky.Advances in technology and electronics entail the need to use ever-better, faster and more sophisticated electronic control and control circuits for machines and equipment that are capable of increasingly flexible responses to operator commands and complex control algorithms. This electronics goes hand in hand with its evolution, making it more susceptible to damage due to fluctuations in the power grid, consisting of a system of random voltage spikes or, vice versa, a lack of voltage. It is therefore necessary to stabilize the electricity mains flows.
V základu jsou dvě možnosti stabilizace, a to stabilizací sítě pomocí elektronických obvodů a součástek pohlcujících nebo snižujících nárůst toku energie, nebo stabilizace výstupových napájecích charakteristik. Ty však nemohou bez záložního napájení eliminovat poklesy v síti vzniklé například nárůstem odběru konečnými spotřebiteli. Aby mohli rozvodné závody a centrální výrobci energie reagovat na poklesy napětí v síti v době energetických špiček, konstruují zařízení pro akumulaci elektrické energie k okamžitému použití a doplnění poklesu.Basically, there are two ways of stabilizing, either by stabilizing the network with electronic circuits and components that absorb or reduce the increase in energy flow, or by stabilizing the output power characteristics. However, they cannot eliminate network drops caused by increased consumption by end consumers without back-up power. In order to respond to grid voltage drops during peak periods, power plants and central power generators design power storage devices for immediate use and replenishment.
V dobách, kdy byly akumulátory ještě málo výkonné a pro pokrytí potřeb by musely být postaveny zdrojové soustavy o tisících kusech, se konstruovali např. přečerpávací vodní elektrárny. Dnes se již plánuje i využití starých litinových autobaterií pro konstrukci záložních zdrojových stanic.At times when the accumulators were still not very efficient and thousands of power supply systems would have to be built to cover needs, eg pumped-storage power plants were constructed. Today, it is also planned to use old cast iron batteries for the construction of backup power stations.
Pro získání energie tam, kde není elektrické vedení, se vyrábějí elektrocentrály různého provedení, kde se ostatní typy energie mění na elektrickou. Nejznámější elektrocentrály jsou elektrocentrály se spalovacím motorem pohánějícím dynamo, nebo častěji alternátor. Dnes se již tyto zdroje energie kombinují se záložními zdroji, které akumulují energii a následně ji vydávají, jak je to popsáno v dokumentu CZ 229997 Bl, který uvádí zapojení pro záložní provoz napájecího zdroje. Jeho podstata spočívá v tom, že mezi vzájemné propojení druhého výstupu síťového zdroje a druhým vstupem napájecího zdroje a druhým vývodem akumulátorové baterie je zapojen snímací odpor, jehož dva vývody jsou paralelně připojeny k prvnímu a druhému vstupu proudové zpětné vazby síťového zdroje. Účelem systému je regulovat výpadky síťového napájení dodávkami elektrické energie ze zdrojů záložních, kterými jsou zde baterie, které jsou zároveň při stabilních síťových dodávkách regulovaně dobíjeny. To je případ přímé akumulace elektrické energie. Jiný způsob je nepřímá akumulace, např. systémem stlačování plynů do zásobníků, které následně pohání plynovou turbínu s generátorem. Jako v současnosti moderní systém je považován i systém získávání energie rekuperací, tedy využitím energie dříve ztrátové vznikající např. při brždění, jak to popisuje dokument US 2003089557.To obtain energy where there is no power line, power generators of different designs are produced, where other types of energy are converted to electric power. The most well-known generators are generators with an internal combustion engine driving a dynamo, or more often an alternator. Today, these power sources are already combined with back-up power sources that accumulate energy and then release it as described in CZ 229997 B1, which lists the connections for back-up operation of the power supply. It consists in that a sensing resistor is connected between the second connection of the second power supply output and the second power supply input and the second battery terminal, two terminals of which are connected in parallel to the first and second power supply current feedback inputs. The purpose of the system is to regulate the outages of the mains supply by supply of electric power from backup sources, which are batteries, which are at the same time regulated in stable mains supply. This is the case for direct accumulation of electricity. Another method is indirect accumulation, eg by a system of compressing gases into containers, which in turn drives the gas turbine with the generator. As at present a modern system is considered to be a system of energy recovery by recuperation, thus utilizing energy previously lossy eg generated during braking, as described in US 2003089557.
Kombinace více záložních zdrojů je popsána např. v dokumentu CZ 29878, kde je popsáno kombinované zdrojové zařízení kombinující generátor se spalovacím motorem, solární panel a větrnou elektrárnu s bateriovým energetickým úložištěm a elektronickým řízením energetických procesů a toků.The combination of multiple backup sources is described, for example, in document CZ 29878, where a combined source device combining a generator with an internal combustion engine, a solar panel and a wind power plant with a battery energy storage and electronic control of energy processes and flows is described.
Obecný stav klasické záložní soustavy s prvky síťového napájení a záložního zdrojového úložiště s elektronickým snímáním pochodů vsítí a řízením napájením je popsán v dokumentu CZ 30903 Ul, který je zde specifikován jako kombinace alespoň jednoho zdroje a alespoňThe general state of a classical backup system with elements of mains power and backup source storage with electronic network sensing and power management is described in CZ 30903 U1, which is specified here as a combination of at least one source and at least
- 1 CZ 32721 U1 jednoho kvazizdroje, který energii akumuluje a uschovává a kontrolních a řídících síťových mechanismů pro řízení energetických toků.One quasi-source that stores and stores energy and control and control network mechanisms for controlling energy flows.
Průlomem v dlouhodobějším stabilním ukládání elektrické energie jsou nové lithiové a niklokadmiové akumulátorové baterie nahrazující staré olověné s řádově mnohem větší kapacitou při stejné velikosti zdroje a větší životnosti. Nevýhodou baterie je však, že mají vysokou hustota energie, ale relativně nízkou hustota výkonu a navíc jsou velice náchylné na přepětí v síti. Tyto impulzní proudy výrazně snižují životnost baterií. Nedostatky baterií eliminují kondenzátory, které jsou známé již mnoho desítek let a jejich modernizací se získaly super a ultrakapacitory, jak dokladuje dokument EP 2980818. Tento vynález se týká konvenčního válcového ultracapacitoru a jeho konstrukce. Oproti akumulátorům mají kapacitory vysokou hustota výkonu, ale nízkou hustota energie. Nej důležitější je skutečnost, že dokáží akumulovat energii ať stabilní, tak impulsní bez výraznějšího vlivu na jejich životnost a stejně tak tuto energii dokáží vydávat. Zatímco baterie je tedy určena k dlouhodobému výdeji stabilního nižšího výkonu elektrické energie, kapacitor vydává energii nárazově v řádu milisekund až sekund, ale ve vysokých výkonech.A breakthrough in longer-term stable power storage is the new lithium and nickel-cadmium accumulator batteries replacing old lead-acid batteries of much larger capacity at the same source size and longer life. However, the disadvantage of batteries is that they have a high power density, but a relatively low power density and moreover they are very susceptible to overvoltage in the mains. These pulse currents significantly reduce battery life. The drawbacks of the batteries eliminate capacitors that have been known for many decades and have been upgraded to provide super and ultra-capacitors as documented in EP 2980818. The present invention relates to a conventional cylindrical ultracapacitor and its construction. Compared to batteries, capacitors have a high power density but a low power density. Most importantly, they are able to accumulate energy, whether stable or impulsive, without significantly affecting their lifetime, as well as delivering that energy. Thus, while the battery is intended for long-term output of stable, lower power output, the capacitor delivers power in milliseconds to seconds but at high power.
US 5572108 představuje využití superkapacitoru v kombinaci s bateriovým úložištěm. Tento patent představuje systém napájení, kdy vstupní výkon je nižší než požadovaný výstupní výkon. Samostatný napájecí systém pro napájení proměnlivého zatížení využívá kondenzátorovou baterii pro napájení zátěže během období vysokého proudového zatížení při stálém napětí zátěže. Kondenzátorová banka je dobíjena během období s menším dopadem z akumulátoru, který má menší výstupní výkon než maximální zatížení. Akumulátor je zase pravidelně dobíjen z jediného přerušovaně dostupného zdroje napájení. Tento dokument tak představuje existenci zařízení kombinující bateriové a kondenzátorové úložiště, efektivně využívající přednosti obou těchto zdrojových bank pro získání optimálního vstupního výkonu při respektování relativně nižšího vstupního dobij ecího výkonu.US 5572108 discloses the use of a supercapacitor in combination with a battery storage. This patent represents a power system where the input power is lower than the required output power. A separate variable load power supply system uses a capacitor battery to power the load during periods of high current load at a constant load voltage. The capacitor bank is charged during periods with less impact from the battery, which has less output power than the maximum load. The battery is recharged regularly from the only intermittently available power supply. Thus, this document represents the existence of a device combining battery and capacitor storage, effectively utilizing the advantages of both of these source banks to obtain optimum input power while respecting relatively lower input recharging power.
Obdobnou kombinaci ultrakapacitor a baterie představuje i dokument WO 2014116899, který představuje systém založený na kombinaci ukládání elektrické energie do baterií v kombinaci s ultrakapacitory. Systém výhodně kombinuje charakteristiku ultrakapacitoru (vysoká hustota výkonu, ale nízká hustota energie) s baterií (vysoká hustota energie, ale relativně nízká hustota výkonu). Tím lze snížit vysokou zátěž na bateriovém systému a prodloužit významně jejich životnost. Systém je založený na fůzzy logice a řízen sofistikovaným řídícím systémem regulace a přepínání elektrické energie. Dokument US 2018166892 představuje hybridní systém modifikující řídicí algoritmus tak, že superkondenzátor může nejen vytvářet impulsní výkon, ale nyní může také absorbovat impulzní výkon z rekuperace. Zároveň udržuje konstantní proud akumulátoru tak, aby příchozí pulsní výkon baterii nenamáhal a tím nezkracoval její životnost. Absorbovaná energie se akumuluje v kondenzátoru, a pak řídící algoritmus pracuje s DC/DC převodníkem, aby dobil baterii energií z kondenzátoru a tím, aby optimalizoval výkon baterie. Pokud zátěž přivádí energii k hybridnímu systému tak, že proud do baterie je v optimálním provozním rozsahu, je možné nabíjení baterie z tohoto zdroje. Tento hybridní systém udržuje proud baterie v nejúčinnějším rozsahu během vybíjení i nabíjení (nabíjecí a nabíjecí proudy mohou být různé hodnoty) právě pomocí superkapacitoru, který reguluje (pohlcuje) impulzní energie, která by jinak přetěžovala dobíječi baterii, což by mohlo vést ke snížení životnosti akumulátoru a/nebo ke snížení efektivní kapacity v průběhu času.A similar combination of ultracapacitor and battery is represented in WO 2014116899, which is a system based on a combination of storage of electric energy in batteries in combination with ultracapacitors. The system advantageously combines the characteristics of an ultracapacitor (high power density but low power density) with a battery (high power density but relatively low power density). This can reduce the high load on the battery system and significantly extend its life. The system is based on fusion logic and is controlled by a sophisticated control system for regulation and switching of electric power. US 2018166892 discloses a hybrid control system modifying system so that the supercapacitor can not only generate pulse power but can now also absorb pulse power from the recovery. At the same time, it keeps the battery current constant so that incoming pulse power does not strain the battery and thus does not shorten its life. The absorbed energy accumulates in the capacitor, and then the control algorithm works with the DC / DC converter to recharge the battery with energy from the capacitor and thus optimize the battery performance. If the load feeds the hybrid system so that the battery current is within the optimum operating range, it is possible to charge the battery from this source. This hybrid system keeps the battery current in the most efficient range during both discharging and charging (charging and charging currents can be different values) with the aid of a supercapacitor that regulates (absorbs) pulsed energy that would otherwise overload the rechargeable battery, which could reduce battery life and / or reduce effective capacity over time.
Všechna dosavadní řešení jsou založena především na přímé kombinaci využití zdroje síťové energie, kapacitoru, jako pohlcovače síťových výkyvů a zdroje vysokého výkonu v kombinaci s bateriemi pro dlouhodobé uložení získané energie s možností inverzního stabilního provozu, tedy nejen příjmu, ale i výdeji energie. Vše je řízeno a ovládáno sofistikovanou řídící, snímací a vyhodnocovací elektronikou.All existing solutions are based primarily on a direct combination of the use of the mains power source, the capacitor, as a absorber of the mains fluctuations and the high power source in combination with the batteries for long-term storage of the obtained energy with the possibility of inverse stable operation. Everything is controlled and controlled by sophisticated control, sensing and evaluation electronics.
-2CZ 32721 U1-2GB 32721 U1
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Výše uvedené nedostatky odstraňuje navrhované zařízení pro ochranu elektrického spotřebiče před výpadkem nebo poklesem napětí v elektrické rozvodné síti.The above-mentioned shortcomings are overcome by the proposed device for protecting an electrical appliance against a power failure or voltage drop.
Zařízení pro ochranu elektrického spotřebiče před výpadkem nebo poklesem napětí v elektrické rozvodné síti je uspořádané mezi přípojku elektrické energie z rozvodné sítě elektrické energie a přívodní vedení této energie k elektrickému spotřebiči. Zařízení obsahuje záložní zdrojovou jednotku, která je opatřena elektrickou spínací jednotkou s invertorem, pro ovládání toků elektrické energie z centrální elektrické sítě do záložní zdrojové jednotky a v opačném směru pro řízení dodávek této energie spotřebiči v případě poklesu nebo výpadku centrální elektrické rozvodné sítě nebo výkyvech v dodávkách. Zařízení dále obsahuje tyristorovou spínací jednotku pro přepínání napájení spotřebiče z elektrické rozvodné sítě na záložní zdrojovou jednotku a naopak. Součástí zařízení je i měřící a vyhodnocovací jednotku snímající síťové pochody, vyhodnocující je a dávající informace řídící jednotce, která řídí chod celého zařízení. Nej důležitější částí zařízení je záložní zdrojová jednotky, která je tvořena sestavou ultrakapacitorů pro uchování elektrické energie, která není v kombinaci s jiným typem záložního zdroje. Ve výhodném provedení není účelem zařízení dodávat dlouhodobé plynulé dodávky elektrické energie, ale pouze energii k pokrytí krátkodobých poklesů a výpadků napětí v napájecí soustavě.A device for protecting an electrical appliance against a power failure or drop in the electrical grid is arranged between an electrical connection from the electrical grid and a supply line for this energy to the electrical appliance. The apparatus comprises a standby power supply unit which is provided with an inverter electric switching unit for controlling electrical power flows from the central power supply to the standby power supply unit and in the opposite direction for controlling the power supply to the appliances in the event of a central power supply drop or failure or supplies. The device further comprises a thyristor switching unit for switching the power supply of the appliance from the power distribution network to a backup power supply unit and vice versa. The device also includes a measuring and evaluation unit sensing network processes, evaluating them and giving information to the control unit, which controls the operation of the whole device. The most important part of the device is a back-up power supply unit, which consists of a set of ultracapacitors for storing electricity that is not in combination with another type of back-up power supply. In a preferred embodiment, the purpose of the device is not to supply long-term continuous power supplies, but only energy to cover short-term dips and power outages.
Ve výhodném provedení je výstup z měřící a vyhodnocovací jednotky připojen na vstup do řídící jednotky. Výstup z řídící jednotky je v tomto výhodném provedení připojen na vstup tyristorové spínací jednotky, elektrické spínací jednotky, invertoru a záložní zdrojové jednotky.In a preferred embodiment, the output of the measuring and evaluation unit is connected to the input of the control unit. The output of the control unit is in this preferred embodiment connected to the input of a thyristor switching unit, an electric switching unit, an inverter and a backup power supply unit.
V jiném výhodném provedení je elektrické spínací jednotka zařízení pro ochranu elektrického spotřebiče před výpadkem nebo poklesem napětí v elektrické rozvodné síti zapojena mezi přípojku elektrické energie z elektrické sítě a přívodní vedení elektrické energie ke spotřebiči paralelně s tyristorovou spínací jednotkou.In another preferred embodiment, the electrical switching unit of the device for protecting the electrical appliance from power failure or voltage drop in the electrical grid is connected between the electrical connection from the electrical network and the power supply line to the appliance parallel to the thyristor switching unit.
V dalším výhodném provedení obsahuje zařízení pro ochranu elektrického spotřebiče před výpadkem nebo poklesem napětí v elektrické rozvodné síti mechanický bypass zapojený paralelně s tyristorovou spínací jednotkou.In a further preferred embodiment, the device for protecting an electrical appliance against a power failure or voltage drop in a power grid comprises a mechanical bypass connected in parallel with the thyristor switching unit.
V jiném výhodném provedení jsou ultrakapacitory uspořádány do sestavy, která tvoří mobilním zdrojový modul.In another preferred embodiment, the ultracapacitors are arranged in an assembly that forms a mobile source module.
Přenos signálů mezi prvky zařízení probíhá elektricky kabelovým připojením.The signals are transmitted between the device elements electrically via a cable connection.
Hlavní úkolem zařízení je eliminovat poklesy napětí v elektrické rozvodné síti a dodávat chybějící výkon koncovému spotřebiči ve formě milisekundových až sekundových impulzních dodávek vysokého výkonu. V tom je i hlavní výhoda zařízení.The main task of the equipment is to eliminate voltage drops in the electricity grid and to supply the missing power to the final consumer in the form of millisecond to second high-power pulse deliveries. This is the main advantage of the device.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Technické řešení bude blíže objasněno pomocí výkresu, který znázorňuje:The technical solution will be explained in more detail by means of a drawing which shows:
Obr. 1 schématické zapojení jednotlivých prvků zařízení do napájecí sítě s vyznačením energetických a informačních toků,Giant. 1 schematic connection of individual elements of the equipment into the supply network with indication of energy and information flows,
-3 CZ 32721 U1-3 GB 32721 U1
Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solutions
Zařízení 1 pro ochranu elektrického spotřebiče před výpadkem nebo poklesem napětí v elektrické rozvodné síti podle obr. 1 se umísťuje do elektrické napájecí sítě mezi přípojku 3 elektrické energie z elektrické rozvodné sítě a přívodní vedení 11 této energie k elektrickému spotřebiči 10 v případech, kdy je třeba chránit koncová elektrické zařízení před kolísáním napětí v elektrické rozvodné síti. Pro správnou funkci zařízení je nezbytné, aby činnost zařízení 1 byla řízena na základě přesně naměřených síťových hodnot a jejich kolísání, s funkcí přepínání mezi režimy přímého napájení ze sítě a nepřímého, ze záložního zdroje.The device 1 for protecting the electrical appliance against power failure or voltage drop in the electrical grid according to FIG. 1 is placed in the electrical supply grid between the electrical connection 3 of the electrical grid and the supply line 11 of this energy to the electrical appliance 10 protect terminal electrical equipment from voltage fluctuations in the electricity grid. For the correct functioning of the device it is necessary that the operation of the device 1 is controlled on the basis of accurately measured network values and their fluctuations, with the function of switching between direct mains and indirect, back-up power modes.
Pro nouzové dodávání energie spotřebiči 10 je zařízení 1 pro ochranu elektrického spotřebiče před výpadkem nebo poklesem napětí v elektrické rozvodné síti vybaveno záložní zdrojovou jednotkou 2. Tato záložní zdrojová jednotka 2 má za úkol dodávat krátkodobě impulzní vysoký výkon a eliminovat tak krátkodobé výpadky a poklesy v elektrické rozvodné síti, netrvající déle než řádově milisekundy až sekundy. Proto je zařízení tvořeno soustavou ultrakapacitorů, které mají potřebné výkonové charakteristiky a jsou uspořádány do mobilního zdrojového modulu. Následné dobíjení této záložní zdrojové jednotky 2 je zabezpečeno z elektrické rozvodné sítě v době stabilních dodávek elektrické energie. K ovládání cyklů nabíjení a vybíjení slouží elektrická spínací jednotka 8 s invertorem 9, které jsou stejně jako záložní zdrojová jednotka 2 řízeny řídící jednotkou 4. Řízení je zabezpečováno kabelovým spojením přenášejícím zřídící jednotky 4 do elektrické spínací jednotky 8, invertoru 9, tyristorové spínací jednotky 5 a záložní zdrojové jednotky 2, řídící signály.For emergency power supply to the appliance 10, the device 1 for protecting the electrical appliance against power failure or voltage drop in the power grid is equipped with a backup power supply unit 2. This backup power supply unit 2 is designed to provide short-term pulse high power. distribution network, lasting no more than milliseconds to seconds. Therefore, the device consists of an array of ultracapacitors that have the necessary performance characteristics and are arranged in a mobile power module. Subsequent charging of this back-up power supply unit 2 is provided from the electricity grid at a time of stable power supply. The electric switching unit 8 with inverter 9 is used to control the charging and discharging cycles, which are controlled by the control unit 4 as well as the backup power supply unit 2. The control is provided by a cable connection transferring the dilution units 4 to the electric switching unit 8, inverter 9, thyristor switching unit 5 and standby source units 2, control signals.
Invertor 9 má za úkol modulovat vstupní a výstupní parametry elektrické energie podle požadavků spotřebiče 10 a také požadavků záložní zdrojové jednotky 2 tak, aby výstupní napětí, výkon a proud byly v požadovaných rozsazích.The inverter 9 has the task of modulating the input and output parameters of the electric power according to the requirements of the consumer 10 as well as the requirements of the backup power unit 2 so that the output voltage, power and current are within the desired ranges.
Informace o pochodech v elektrické rozvodné síti dává řídící jednotce 4 měřící a vyhodnocovací jednotka 7. Tato měřící a vyhodnocovací jednotka 7 pomocí čidel snímá charakteristiky parametrů elektrického energie a jejich výkyvy na přípojce 3 elektrické energie z elektrické rozvodné sítě, vyhodnocuje je a přes kabelové připojení vysílá informační signál na vstup do řídící jednotky 4.Information on the processes in the electricity distribution network is provided to the control unit 4 by the measuring and evaluation unit 7. This measuring and evaluation unit 7 senses the characteristics of the electric energy parameters and their fluctuations at the electricity connection 3 from the electric network by means of sensors. information signal for input to control unit 4.
Pro případy, kdy jsou charakteristiky elektrické energie v elektrické rozvodné síti stabilní je zařízení 1 pro ochranu elektrického spotřebiče před výpadkem nebo poklesem napětí v elektrické rozvodné síti vybaveno tyristorovou spínací jednotkou 5, která zabezpečí přímý průchod elektrické energie ke spotřebiči 10 zařízením 1 bez jakékoli úpravy. Paralelně připojením je tyristorová spínací jednotka 5 přemostěna mechanickým bypassem 6, který má za úkol provést elektrické obejití zařízení 1_ a zachování dodávek energie v případech, kdy je nutné provést na zařízení 1 servisní činnosti nebo v případě provozní poruchy zařízení EIn cases where the characteristics of the electric power in the electric grid are stable, the device 1 for protecting the electric appliance against power failure or voltage drop in the electric grid is equipped with a thyristor switching unit 5 which ensures direct passage of electric power to the appliance 10 without any modification. In parallel connection, the thyristor switching unit 5 is bypassed by a mechanical bypass 6, which is intended to bypass the device 7 electrically and to maintain the power supply in cases where it is necessary to carry out service activities on the device 1 or
Elektrická energie z elektrické rozvodné sítě prochází přípojkou 3 elektrické energie z elektrické rozvodné sítě, na které je umístěna měřící a vyhodnocovací jednotka 7, snímající charakteristiky a výkyvy parametrů přicházející elektrické energie. Zjištěné hodnoty měřící a vyhodnocovací jednotka následně 7 vyhodnocuje a výsledek zasílá do řídící jednotky 4, která vydá pokyny tyristorové spínací jednotce 5, elektrické spínací jednotce 8, invertoru 9 a záložní zdrojové jednotce 2 k další činnosti.The electrical energy from the electricity grid passes through the electricity grid 3 of the electricity grid, on which the measuring and evaluation unit 7 is located, sensing the characteristics and fluctuations of the incoming electricity parameters. The measurement and evaluation unit 7 then evaluates the obtained values and sends the result to the control unit 4, which instructs the thyristor switching unit 5, the electric switching unit 8, the inverter 9 and the backup power supply unit 2 for further operation.
Jsou-li parametry elektrická energie z elektrické rozvodné sítě stabilní v požadovaných mezích, tyristorová spínací jednotka 5 zůstane otevřená a elektrická energie z elektrické rozvodné sítě prochází přímo ke spotřebiči 10. Elektrická spínací jednotky 8 otevře průchod elektrické energie přes invertor 9 směrem k záložní zdrojové jednotce 2, která je v této fázi dobíjena.If the electrical power parameters are stable within the required limits, the thyristor switching unit 5 remains open and the electrical power from the electrical network passes directly to the consumer 10. The electrical switching unit 8 opens the electrical passage through the inverter 9 towards the backup power supply unit. 2, which is recharged at this stage.
Jsou-li parametry elektrická energie z elektrické rozvodné sítě nestabilní, mimo požadované meze, tyristorová spínací jednotka 5 se zavře. Elektrická energie tak nebude procházet přímo keIf the electrical power parameters from the electricity grid are unstable, outside the required limits, the thyristor switching unit 5 closes. Thus, the electrical energy will not pass directly to
-4CZ 32721 U1 spotřebiči 10. Elektrická spínací jednotky 8 se otevře pro tok elektrické energie od záložní zdrojové jednotky 2 přes invertor 9 ke spotřebiči 10 a spotřebič je napájen ze záložní zdrojové jednotky 2. Záložní zdrojová jednotka 2 je v tomto případě schopna dodávat elektrickou energie po dobu několika sekund až milisekund. Tyto cykly jsou opakovatelné po celou dobu životnosti zařízení EThe electrical switching unit 8 opens for the flow of power from the backup power unit 2 via the inverter 9 to the consumer 10 and the appliance is powered from the backup power unit 2. The backup power unit 2 is in this case capable of supplying power for several seconds to milliseconds. These cycles are repeatable throughout the life of the E-device
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Zařízení pro ochranu elektrického spotřebiče před výpadkem nebo poklesem napětí v elektrické rozvodné síti najde uplatnění především ve větších průmyslových provozech, kde pracují stroje, jejichž výpadek nebo poškození kolísavým napětím by znamenal značnou škodu na zařízení a výrobních schopnostech.Equipment for protection of electrical appliances against power outage or voltage drop in the mains will find application especially in larger industrial plants where machines operate whose failure or damage by fluctuating voltage would cause considerable damage to the equipment and production capabilities.
NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS
Claims (5)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-35566U CZ32721U1 (en) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | A device for protecting an electrical appliance from power failure or drop in the power grid |
| DE202019101113.0U DE202019101113U1 (en) | 2018-11-02 | 2019-02-27 | Protective device of the electrical device against voltage drop or power failure in the power distribution network |
| SK50026-2019U SK8769Y1 (en) | 2018-11-02 | 2019-04-02 | Voltage drop compensator |
| ATGM50146/2019U AT16740U1 (en) | 2018-11-02 | 2019-08-08 | Protection device of the electrical device against voltage drop or power failure in the power distribution network |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-35566U CZ32721U1 (en) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | A device for protecting an electrical appliance from power failure or drop in the power grid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ32721U1 true CZ32721U1 (en) | 2019-04-02 |
Family
ID=65992196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2018-35566U CZ32721U1 (en) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | A device for protecting an electrical appliance from power failure or drop in the power grid |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT16740U1 (en) |
| CZ (1) | CZ32721U1 (en) |
| DE (1) | DE202019101113U1 (en) |
| SK (1) | SK8769Y1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112531627B (en) * | 2020-11-26 | 2023-06-30 | 阳光电源股份有限公司 | Intelligent switching device and power generation system |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5572108A (en) | 1992-01-07 | 1996-11-05 | Windes; John A. | Power system using battery-charged capacitors |
| IL151275A0 (en) | 2000-03-31 | 2003-04-10 | Inventio Ag | Device and method for reducing the power of the supply connection in lift systems |
| CZ22997U1 (en) | 2011-10-26 | 2011-11-28 | Ústav struktury a mechaniky hornin AV CR, v.v.i., Praha | Particulate composite replacements of bone tissue with nanosized calcium phosphate |
| US9536205B2 (en) | 2013-01-24 | 2017-01-03 | Nec Corporation | Adaptive control of hybrid ultracapacitor-battery storage system for photovoltaic output smoothing |
| US9812898B2 (en) * | 2013-04-26 | 2017-11-07 | Christopher W. Spivey | Backup power source for providing a fail-safe actuation of an electric actuator |
| US10333319B2 (en) | 2013-05-17 | 2019-06-25 | Electro Standards Laboratories | Hybrid super-capacitor / rechargeable battery system |
| KR101345224B1 (en) | 2013-08-05 | 2013-12-26 | 주식회사 쿨스 | Ultra capacitor |
| CN204905986U (en) * | 2015-07-15 | 2015-12-23 | 肖春华 | Uninterrupted power source device |
| KR101834718B1 (en) * | 2016-09-13 | 2018-03-06 | 주식회사 오키 | Voltage Sag Compensator Having Monitoring Function of SuperCapacitor |
| CZ30903U1 (en) | 2017-06-20 | 2017-08-08 | C-Energy Planá s.r.o. | A combined power source |
| RU180385U1 (en) * | 2018-02-15 | 2018-06-09 | Общество с ограниченной ответственностью "ТАЙТЭН ПАУЭР СОЛЮШН" | ASYMMETRIC SUPERCAPACITOR UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY |
| RU183734U1 (en) * | 2018-08-01 | 2018-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью "ТАЙТЭН ПАУЭР СОЛЮШН" | SUPERCONDENSER UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY OF DC BUS FREQUENCY CONTROLLED DRIVE |
-
2018
- 2018-11-02 CZ CZ2018-35566U patent/CZ32721U1/en active Protection Beyond IP Right Term
-
2019
- 2019-02-27 DE DE202019101113.0U patent/DE202019101113U1/en active Active
- 2019-04-02 SK SK50026-2019U patent/SK8769Y1/en unknown
- 2019-08-08 AT ATGM50146/2019U patent/AT16740U1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK500262019U1 (en) | 2020-01-07 |
| DE202019101113U1 (en) | 2019-03-19 |
| AT16740U1 (en) | 2020-07-15 |
| SK8769Y1 (en) | 2020-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11855250B2 (en) | Systems and methods for series battery charging | |
| US8810066B2 (en) | Power storage system and method of controlling the same | |
| KR101097265B1 (en) | Energy storage system and controlling method of the same | |
| KR101193168B1 (en) | Power storage system, controlling method of the same, and recording medium storing program to execute the method | |
| KR101174891B1 (en) | Energy storage system and controlling method of the same | |
| KR101084214B1 (en) | Grid-connected energy storage system and method for controlling grid-connected energy storage system | |
| US10763682B2 (en) | Energy storage system and controlling method thereof | |
| US20130169064A1 (en) | Energy storage system and controlling method of the same | |
| WO2013011758A1 (en) | Storage battery system and method for controlling same | |
| KR102234290B1 (en) | Energy storage system and controlling method the same | |
| KR101689222B1 (en) | Energy storage system and starting method the same | |
| WO2018094501A1 (en) | Conversion circuit device for uninterruptible power supply (ups) systems | |
| KR102061308B1 (en) | Control power supplying apparatus and method for battery management and energy stock system using the same | |
| CN113708449A (en) | Satellite storage battery module system | |
| CZ32721U1 (en) | A device for protecting an electrical appliance from power failure or drop in the power grid | |
| WO2019163008A1 (en) | Dc feeding system | |
| KR20140083110A (en) | High Rate Solar Cell Charger System |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20190402 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20221003 |