PL203392B1 - Sposób przesyłania iskrobezpiecznej energii elektrycznej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób przesyłania iskrobezpiecznej energii elektrycznej, poprzez linię przesyłową, polegający na rozdzielaniu tej linii na odcinki za pomocą przelotowych konwerterów napięcia, dla utrzymania na wejściu poszczególnych odcinków jednakowej, największej wartości dopuszczonej przepisami bezpieczeństwa pracy pod napięciem.

Ograniczenie wartości mocy elektrycznej, która może być dostarczona na odległość do urządzeń automatyki, telemetrii, telemechaniki i telekomunikacji, funkcjonujących w środowisku wybuchowym, na przykład w podziemiach kopalń, występuje z dwóch przyczyn, warunków iskrobezpieczeństwa oraz zagrożeń porażeniowych, określonych przepisami górniczymi. Znaczna część energii elektrycznej jest tracona na rezystancji przewodów. Wartość straconej mocy jest wprost proporcjonalna do kwadratu natężenia prądu w obwodzie zdalnego zasilania.

Znany jest, na przykład z polskiego opisu patentowego nr 155 753, sposób zdalnego iskrobezpiecznego zasilania urządzeń telekomunikacyjnych prądem stałym przez tor naturalny lub pochodny polegający na tym, że linię przesyłową rozdziela się galwanicznie przelotowymi konwerterami napięcia tworząc odcinki linii przesyłowej, o długościach tak dobranych, aby wartość energii elektrycznej zgromadzonej w iskrobezpieczna. Wartość wyjściowego podniesiona za pomocą przelotowych konwerterów napięcia, aby na wejściu ościach tak dobranych, aby wartość poszczególnych odcinkach była napięcia każdego odcinka jest podniesiona za pomocą przelotowych konwerterów napięcia, aby na wejściu następnego odcinka zostało utrzymane napięcie o jednakowej wartości, dopuszczonej przepisami bezpieczeństwa pracy pod napięciem. Iskrobezpieczeństwo poszczególnych odcinków linii przesyłowej zapewnia się za pomocą szybkodziałających układów izolacji energetycznej włączonych na ich początkach i końcach. Zasilanie lokalnego odbiornika energii elektrycznej odbywa się z odrębnego wyjścia konwertera napięcia.

Wadą tego sposobu jest ograniczona ilość stosowanych konwertorów napięcia, a tym samym mała wartość iskrobezpiecznej energii elektrycznej, która może być dostarczona przez tor naturalny lub tor pochodny do odbiorników terytorialnie rozłożonych. Obecny stan technologiczny realizacji konwerterów DC/DC w wykonaniu przemysłowym umożliwia osiągnięcie ich sprawności na poziomie do 90%. W wykonaniu iskrobezpiecznym sprawność ta jest mniejsza. Przykładowo, przy dostarczeniu iskrobezpiecznej energii elektrycznej na odległość 10 km, maksymalną wartość tej energii osiąga się przy stosowaniu dwóch lub trzech przelotowych konwerterów napięcia. Zwiększenie ilości konwerterów doprowadzą do zwiększenia strat energetycznych w samych konwerterach napięcia, przewyższających straty na rezystancji linii przesyłowej.

W sposobie przesył ania iskrobezpiecznej energii elektrycznej, poprzez linię przesył ową , polegającym na rozdzielaniu tej linii na odcinku za pomocą przelotowych konwerterów napięcia, poszczególnych odcinków napięcia o jednakowej, największej wartości dopuszczonej przepisami bezpieczeństwa pracy pod napięciem, według wynalazku, część energii elektrycznej, odebranej na końcu poszczególnych odcinków linii przesyłowej, doprowadza się do następnego odcinka tej linii jednokierunkowo, bez przetwarzania, a pozostałą część energii elektrycznej przetwarza się w dodawczym konwerterze napięcia i doprowadza do jej następnego odcinka, tak aby przy szeregowym dodawaniu napięć, na wejściu następnego odcinka zostało utrzymane napięcie o żądanej wartości.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest znaczne zwiększenie przesyłanej iskrobezpiecznej energii elektrycznej. Energia odebrana na końcu poszczególnych odcinków linii przesyłowej nie jest w cał o ś ci przetwarzana przez przelotowy konwerter napięcia. Wię ksza część energii elektrycznej jest doprowadzana do następnego odcinka bez przetwarzania przy wartości napięcia odebranego na końcu odcinaka, a pozostała część energii elektrycznej jest przetwarzana w dodawczym konwerterze napięcia i doprowadzana do następnego odcinka przy takim napięciu, aby suma napięć obu źródeł na wejściu następnego odcinka miała pożądaną wartość.

Przedmiot wynalazku zostanie dokładniej przedstawiony poniżej, w oparciu o rysunek, przedstawiający przykładowy schemat blokowy umożliwiający realizację sposobu zdalnego iskrobezpiecznego zasilania elektronicznych urządzeń automatyki, telekomunikacji, funkcjonujących w środowisku wybuchowym.

Źródło 1 zdalnego zasilania dostarcza energię elektryczną o napięciu możliwie największym, lecz zgodnym z warunkami wykonania prac pod napięciem stałym, na przykład 60 V. Energia elektryczna ze źródła 1 doprowadzona jest na początek pierwszego odcinka linii przesyłowej 3, w postaci toru naturalnego lub pochodnego telekomunikacyjnego kabla metalowego, a odebrana na jego końcu

PL 203 392 B1 przez rozdzielacz mocy 4 pod niższym napięciem. Każdy odcinek linii przesyłowej 3 posiada na swoim początku identyczne układy izolacji energetycznej 2, zapewniające iskrobezpieczeństwo poszczególnych odcinków linii przesyłowej 3. Układ izolacji energetycznej 2 odcina prąd dopływający od poprzedniego odcinka linii przesyłowej 3, prąd dopływający od dodawczego konwertera napięcia 5 oraz przyjmuje energię zgromadzoną w elementach reaktancyjnych odcinka linii przesyłowej 3, minimalizując tym samym dopływ energii do miejsca komutacji awaryjnej. Rozdzielacz mocy 4 dokonuje podziału energii elektrycznej odebranej na wyjściu odcinka linii przesyłowej 3, tak aby część energii elektrycznej była doprowadzona do następnego odcinka linii przesyłowej 3 jednokierunkowo, bez przetwarzania, a część energii elektrycznej była doprowadzona do dodawczego konwertera napięcia 5 i, ewentualnie, część energii elektrycznej była oddawana do lokalnego odbiornika 6 energii elektrycznej. Dodawczy konwerter napięcia 5 dokonuje transformacji wartości napięcia do wartości dodatkowej, aby przy sumowaniu przez rozdzielacz mocy 4 z napięciem odebranym na wyjściu odcinka linii przesyłowej 3 na wejściu następnego odcinka zostało utrzymane napięcie o żądanej wartości.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób przesyłania iskrobezpiecznej energii elektrycznej, poprzez linię przesyłową, polegający na rozdzielaniu tej linii na odcinku za pomocą przelotowych konwerterów napięcia, dla utrzymania na wejściu poszczególnych odcinków napięcia o jednakowej, największej wartości dopuszczonej przepisami bezpieczeństwa pracy pod napięciem, znamienny tym, że część energii elektrycznej odebranej na końcu poszczególnych odcinków linii przesyłowej (3), doprowadza się do następnego odcinka tej linii jednokierunkowo, bez przetwarzania, a pozostałą część energii elektrycznej przetwarza się w dodawczym konwerterze napięcia (5) i doprowadza do jej następnego odcinka, tak aby przy szeregowym dodawaniu napięć, na wejściu następnego odcinka zostało utrzymane napięcie o żądanej wartości.