PL80661B1 - Uklad zasilania awaryjnego dla sieci pradu przemiennego - Google Patents

Description

Uklad zasilania awaryjnego dla sieci pradu przemiennego Przedmiotem wynalazku jest uklad zasilania awaryjnego dla sieci pradu przemiennego, przy pomocy którego przy zaniku napiecia w sieci pradu przemiennego utrzymana jest bez przerwy dostawa energii elektrycznej do sieci uzytkow¬ nika.Znane tego rodzaju uklady polaczone sa z sie¬ cia pradu przemiennego w sposób buforowy i zaczynaja dzialac wówczas, gdy nastapi zanik na¬ piecia w rozdzielczej sieci pradu przemiennego.Uklady zasilania awaryjnego otrzymuja energie przewaznie z baterii akumulatorów, która jest 5tale doladowywana z sieci pradu przemiennego za posrednictwem przetwornika. Z baterii zasilany jest najczesciej falownik. W tych znanych ukla¬ dach zasilania awaryjnego falownik wyposazony jest w urzadzenia do ladowania baterii. W przy¬ padkach, w których niedopuszczalna jest nawet najmniejsza przerwa w dostawie energii do sieci uzytkownika, siec uzytkownika musi byc stale zasilana przez falownik, za posrednictwem urza¬ dzenia do ladowania baterii polaczonego buforo- wo z ta bateria. Powoduje to zwiekszenie w znacznym stopniu srodków technicznych oraz kosztów ukladu, poniewaz wówczas urzadzenie do ladowania przystosowane byc powinno do calko¬ witego szczytowego zapotrzebowania mocy uzyt¬ kownika.Celem wynalazku jest uproszczenie urzadzenia 10 20 25 30 a wiec i znaczne zmniejszenie kosztów, zwlaszcza w odniesieniu do urzadzenia do ladowania.Wynalazek stawia sobie za zadanie uzyskanie ukladu do zasilania awaryjnego dla sieci pradu przemiennego, w którym ladowanie baterii aku¬ mulatorów nastepuje poprzez falownik, który przy zaniku napiecia w sieci pradu przemiennego zapewnia bez wystapienia przerwy natychmiasto¬ we zasilanie sieci uzytkownika energia elektryczna z baterii akumulatorów przy czym powrót do wa¬ runków normalnych nastepuje równiez bez przer¬ wy i automatycznie.Rozwiazanie zadania technicznego wedlug wy¬ nalazku polega na tym, ze uklad zasilania awa¬ ryjnego dla sieci pradu przemiennego zawiera samowzbudny falownik, który trwale polaczony jest z siecia uzytkownika i zasilany jest przez baterie akumulatorów, a napiecie wyjsciowe oraz czesto¬ tliwosc falownika sa regulowalne, przy czym zgodnie z wynalazkiem zastosowane zostaly znane srodki do wysterowywania regulatora napiecia wyjsciowego, srodki te dostarczaja sygnaly pro¬ porcjonalne do skladowej biernej pradu falow¬ nika, a napiecie wyjsciowe falownika nie posiada praktycznie skladowej biernej i co do wartosci odpowiada napieciu sieci pradu przemiennego, wówczas gdy pozostaje ono na poziomie normal¬ nym. Do wysterowywania regulatora czestotliwos¬ ci sluza dalsze znane srodki, które dostarczaja sygnalu proporcjonalnego do skladowej czynnej 30 661wm pradu falownika; dzieki czemu skladowa ta gdy napiecie baterii jest normalne, utrzymywana jest praktycznie na poziomie zerowym.Miedzy wejsciem regulatora czestotliwosci a ukladem do wytwarzania skladowej czynnej pradu wlaczony jest czlon porównujacy, który sterowany jest sygnalem wyjsciowym tego ukladu oraz sy¬ gnalem wyjsciowym regulatora, w którym napie¬ cie baterii 'porównywane jest z wartoscia zadana, wskutek czego przy obnizeniu sie napiecia ba¬ terii ponizej wartosci zadanej skladowa czynna pradu falownika uzyskuje wartosc ujemna, tak ze bateria jest doladowywana z sieci pradu prze¬ miennego poprzez falownik. Oprócz tego, miedzy siecia pradu przemiennego a falownikiem znajduje sie elektroniczny lacznik, sterowany przez dwa uklady logiczne, których zmienne wejsciowe two¬ rza odpowiednio warunki otwarcia lub zamknie¬ cia.Jeden z tych ukladów logicznych sklada sie na przyklad z czlonu LUB, którego sygnal wyjsciowy wywoluje otwarcie elektronicznego lacznika i któ¬ rego zmienne wejsciowe utworzone sa z jednej strony z sygnalu który przedstawia obnizenie sie napiecia sieci pradu przemiennego ponizej ustalo¬ nej wartosci minimalnej, a z drugiej strony z sy¬ gnalu który przedstawia dodatnia wartosc sklado¬ wej czynnej pradu dostarczanego z falownika do sieci uzytkownika.Drugi uklad logiczny s&iada sie wówczas na przyklad z czlonu I, którego sygnal wyjsciowy wysterowuje elektroniczny lacznik i wywoluje jego zamkniecie, przy czym jedno wejscie czlonu I polaczone jest z siecia pradu przemiennego, a drugie wejscie z wyjsciem fazoezulego laqan£k$, który gdy nastapi pokrycie sie polozenia fazowe¬ go napiec sieci pradu przemiennego i falownika wytwarza sygnal.Przy otworzeniu sie elektronicznego lacznika wytworzony jest sygnal wyjsciowy który wyste¬ rowuje czlon porównujacy i uklad do wytwarza¬ nia skladowej biernej, na skutek czego stlumione zostaje oddzialywanie napieci* baterii na regula¬ tor czestotliwosci, oraz czesciowo albo calkowicie wylaczone zostaje oddzialywanie sygnalu propor¬ cjonalnego do skladowej biernej falownika na je¬ go napiecie wyjsciowe* Zgodne z wynalazkiem uklad umozliwia bez- zaklóceniowe automatyczne zalaczenie i odlaczenie falownika od sieci uzytkownika. Nie wystepuja przy tym zadne przerwy w dostarczaniu energii dó sieci uzytkownika. Dzieki temu, ze, ladowanie baterii z sieci pradu przemiennego nastepuje po¬ przez falownik, nie jest juz konieczne aby obwód pradu ladowania baterii byl ^wymiarowany na calkowity prad uzytkownika. Dzieki temu w po¬ równaniu z dotychczasowymi urzadzeniami znacz¬ cie umniejszaja sie naklady konstrukcyjne oraz koszty urzadzenia.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladzie wykonania, na rysunku przedstawia¬ jacym schemat ukladu.Jak przedstawia to rysunek, siec pradu prze¬ miennego 1 poprzez lacznik 5, gdy jest zamknie¬ ty, polaczona jest z siecia uzytkownika 2. Do sieci uzytkownika 2 poprzez przekladnik pradpwy li przylaczone jest wyjscie samowzbudnego falow¬ nika 3, który zasilany jest z baterii akumulato- 5 rów 4. Falownik 3 po stronie pierwotnej polaczo¬ ny jest z regulatorem czestotliwosci 12 oraz re¬ gulatorem napiecia wyjsciowego 15, który utrzy¬ muje napiecie falownika w ustalonych granicach wtedy, gdy siec uzytkownika 2 zasilana jest tylko 10 z falownika 3. Strona wtórna przekladnika pra¬ dowego 11 oraz wyjscie falownika 3 sa polaczone z ukladami 9 i 10.Wielkosci wyjsciowe na stronie wtórnej prze¬ kladnika pradowego 11 jak i wyjsciowej falow- 15 nika 3 tak steruja oba uklady 9 i 10, ze sygnal na wyjsciu ukladu 9 jest proporcjonalny do skla¬ dowej biernej pradu falownika, a aygnal wyjscio¬ wy ukladu 10 jest proporcjonalny do skladowej czynnej pradu falownika. Tego rodzaju uklady sa 20 w elektronice znane.Sygnal wyjsciowy ukladu 9 oddzialuje na wejscie regulatora napiecia wyjsciowego 15, w taki sposób, ze przy tendencji falownika 3 do od¬ dawania mocy biernej regulator 15 dziala w kie¬ runku zmniejszenia napiecia i przeciwnie. Tak wiec regulacja napiecia falownika 3 dopasowuje sie automatycznie do napiecia sieci pradu prze¬ miennego 1, wtedy gdy pozostaje ono ponizej przewidzianego minimum. Regulator czestotliwosci t W wysterowywany jest przez sygnal wyjsciowy czlonu porównujacego 13. Czlon porównujacy 13 na jednym wejsciu otrzymuje sygnal wyjsciowy ukladu 10 a na drugim wejsciu sygnal, który po¬ dawany jest przez regulator 14.W regulatorze 14 okreslona jest odchylka na¬ piecia baterii akumulatorów 4 od dopuszczalnej minimalnej wartosci. Jezeli napiecie baterii 4 jest normalne, to sygnal podawany z regulatora 14 40 na czlon porównujacy 13 równy jest zeru. Czlon porównujacy 13 oddzialuje na regulator cze¬ stotliwosci 12 na który tez dostarczany jest przez uklad 10 sygnal ciagle równy zeru, tak, ze nie ma wymiany energii czynnej miedzy falownikiem 45 3 a siecia 1. Jezeli jednak napiecie baterii spad¬ nie ponizej wartosci zadanej, wówczas czlon po¬ równujacy 13 otrzyma z regulatora 14 sygnal, który nastepnie dziala na regulator 12 w kierun¬ ku obnizenia czestotliwosci falownika 3. Na sku- 50 tek czego falownik 3 zacznie pobierac z sieci pradu przemiennego 1 energie czynna, eo wyrazi sie w -postaci ujemnego sygnalu na wyjsciu re¬ gulatora 10, dzieki czemu nastapi wyrównane dzialanie w czlonie porównujacymi 13 sygnalu po- 55 dawanego przez regulator 14. Bateria 4 bedzie tak dlugo pobierala prad ladowania, az jej napie¬ cie ponownie osiagnie swoja normalna wartosc.Gdy napiecie sieci pradu przemiennego 1 spad¬ nie ponizej przewidzianej wartosci minimalnej, 60 albo wtedy gdy z jakiejkolwiek przyczyny falow¬ nik 3 zacznie oddawac do sieci 1 energie czynna, co prowadzi do wystapienia na wyjsciu ukladu 10 sygnalu dodatniego, wówczas czlon LUB T po¬ daje na lacznik elektroniczny 5 sygnal otwarcia es d, na skutek czego siec pradu przemiennego 1 25 30 3580 661 5 zostaje odlaczona od sieci uzytkownika 2. Siec uzytkownika 2 jest wtedy zasilana energia elek¬ tryczna tylko z falownika 3.Równoczesnie z wyjscia elektronicznego laczni¬ ka 5 podawany zostanie sygnal tlumiacy z na uklad 9 oraz na czlon porównujacy 13, na skutek czego wylaczone zostaje dzialanie czlonu porównu¬ jacego 13 na regulator czestotliwosci 12, jak tez i dzialanie ukladu 9, który przestaje wplywac na napiecie wyjsciowe falownika 3, które regulowane jest tylko przez dzialanie regulatora 15. W przy¬ padku gdy zastosowanych jest wiele równolegle polaczonych falowników 3, które kazdorazowo sterowane sa z pojedynczego regulatora napiecia 15 w celu utrzymania synchronizmu zachowane zostaje oddzialywanie ukladu 10 na czestotliwosc.Potrzebne byc moze równiez ograniczone dziala¬ nie ukladu 9, aby równomiernie rozdzielic dostar¬ czana przez rózne, falowniki moc bierna.Wtedy gdy napiecie sieci pradu przemiennego 1 ponownie osiagnie swoja wartosc normalna, na wejsciu czlonu I 6 wystapi odpowiedni sygnal, jednakze zamkniecie elektronicznego lacznika 5 przez sygnal wyjsciowy f czlonu I 6 nastapi je¬ dynie wówczas, gdy równoczesnie na drugim wej¬ sciu tego czlonu panowac bedzie sygnal, który wystapi przy pokrywaniu sie polozenia fazowego napiec falownika 3 i sieci 1. Aby uzyskac tego ro¬ dzaju sygnal przewidziany zostal fazoczuly obwód 8, który wytwarza sygnal przy przechodzeniu przez zero napiecia wystepujacego na zaciskach lacznika 5. Wtedy gdy zrealizowane zostana rów¬ noczesnie oba warunki zostanie -ponownie zam¬ kniety lacznik elektroniczny 5 i jak to juz po¬ wiedziano wyzej, zasilanie sieci uzytkownika 2 przejete zostaje tylko pfrzez. siec 1.Zastosowane w opisanym wyzej ukladzie po¬ szczególne uklady skladowe moga byc wykonane w jakikolwiek dowolny znany sposób. Zrealizowa¬ ne moga byc równiez warianty, zwlaszcza przy równoleglej pracy wielu falowników, bez prze-... -kroczenia ram przedstawionego wynalazku. PL

Claims (4)

1. Za is trze zenia patentowe 1. Uklad polaczen zasilania awaryjnego, utwo¬ rzony z obwodu zasilajacego uzytkownika, zródla napiecia przemiennego, z wlaczonego miedzy zródlo napiecia przemiennego i obwód uzytkow¬ nika lacznika, który przy zaniku napiecia prze¬ miennego przerywa polaczenie, z polaczonego w sposób ciagly z obwodem uzytkownika falownika, 6 który zaleznie od wyboru zasilany jest z baterii akumulatorów lub sluzy jako urzadzenie ladujace baterie akumulatorów, oraz z ukladu regulacji czestotliwosci i ukladu regulacji napiecia dla fa- 5 lownika, znamienny tym, ze ma uklad pradu bier¬ nego (9), który poprzez sygnal proporcjonalny do skladowej biernej pradu falownika (3) w taka spo¬ sób wplywa na uklad regulacji napiecia (15), ze ta skladowa bierna pradu utrzymywana jest prak¬ tycznie na poziomie zerowym, oraz ma uklad pradu czynnego (10), który poprzez sygnal pro¬ porcjonalny do skladowej czynnej falownika wplywa na uklad regulacji czestotliwosci (12), w taki sposób, ze czestotliwosc falownika (3) jest praktycznie równa czestotliwosci zródla napiecia przemiennego (1) wtedy gdy napiecie baterii (4) przewyzsza ustalona wartosc minimalna, wzglednie oddzialuje na czestotliwosc falownika w sensie jej zmniejszenia wtedy gdy napiecie baterii spada ' ponizej tej wartosci minimalnej, ponadto ma uklad polaczen, który przy otwarciu lacznika (5) .zablokowuje oddzialywanie ukladu pradu biernego (9) ma uklad regulacji napiecia (15) oraz oddzia¬ lywanie ukladu pradu czynnego (10) na uklad re¬ gulacji czestotliwosci (12).
2. 2. Uklad polaczen wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze na uklad regulacji czestotliwosci (12) fa¬ lownika (3) wywiera wplyw uklad porównujacy (13), który porównuje sygnal proporcjonalny do skladowej czynnej pradu falownika z odchylka napiecia baterii od wartosci minimalnej.
3. 3. Uklad polaczen wedlug zastrz. 1 lub 2, zna¬ mienny tym, ze lacznikiem (5) jest lacznik elek¬ troniczny, którego otwarcie jest sterowane ukla¬ dem logicznym LUB (7), którego wielkosciami wejsciowymi jest z jednej strony 'sygnal przedsta¬ wiajacy obnizenie sie napiecia zródla napiecia przemiennego (1) ponizej ustalonej wartosci mini¬ malnej, a z drugiej strony sygnal przedstawiajacy dodatnia wartosc skladowej czynnej pradu falow- niJka.:(3). _
4. 4. Uklad polaczen wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze zanikniecie sie lacznika elektronicznego (5) sterowane jest ukladem logicznym I (6), które¬ go wielkosci wejsciowe utworzone sa z jednej strony przez ponowne narosniecia napiecia prze¬ miennego (1), a z drugiej strony przez sygnal, któ¬ ry dostarczany jest przez uklad <8), który reaguje na ponowne powstanie równofazowosci miedzy napieciem falownika, napieciem zródla napiecia przemiennego (1). 20 25 30 35 40 4580 661 / / - \ 1 1 6-A 9 ^ I *^ I -W Ll 1 "|S 5 1 1 r I \,10 m\ y 2 7 ^ Yn sli JT |/v/ d~k /5 '—' PZG w Pab., zam. 1754-76, nakl. 130 + 20 egz. Cena 10 zl PL