RU2318282C1 - Computerized no-break power supply system - Google Patents
Computerized no-break power supply system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2318282C1 RU2318282C1 RU2006135815/09A RU2006135815A RU2318282C1 RU 2318282 C1 RU2318282 C1 RU 2318282C1 RU 2006135815/09 A RU2006135815/09 A RU 2006135815/09A RU 2006135815 A RU2006135815 A RU 2006135815A RU 2318282 C1 RU2318282 C1 RU 2318282C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- input
- output
- power
- control
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам распределения электроэнергии и резервного электроснабжения, а более конкретно к автоматизированным системам гарантированного электроснабжения подвижных объектов, в частности радиоэлектронных комплексов, функционирующих в удалении от стационарных электрических сетей.The invention relates to systems for the distribution of electricity and backup power supply, and more particularly to automated systems for guaranteed power supply of moving objects, in particular radio electronic systems, operating away from stationary electrical networks.
Известны системы электроснабжения, содержащие основные и резервные источники электроэнергии, соединенные через распределительные устройства и кабельные линии с передвижными объектами, каждый из которых содержит основные и вспомогательные потребители электроэнергии, соединенные с коммутационными аппаратами потребителей и блоком автоматического управления коммутационными аппаратами потребителей, электроустановку отбора мощности, основной и резервный силовые вводы [1, 2].Known power supply systems containing primary and backup sources of electricity connected through switchgears and cable lines to mobile objects, each of which contains primary and secondary consumers of electricity connected to consumer switching devices and an automatic control unit for consumer switching devices, power take-off installation, main and backup power inputs [1, 2].
В нормальном режиме электроснабжения объектов источники системы имеют низкий коэффициент использования установленной мощности, что ухудшает их топливную экономичность. Повышение коэффициента использования и улучшение топливной экономичности может быть достигнуто за счет увеличения числа источников (при соответствующем уменьшении их номинальной мощности), однако это приведет к снижению надежности электроснабжения, увеличению стоимости системы и числа обслуживающего персонала. При этом, несмотря на исправную работу основного и резервного источников, могут иметь место частые переключения питания объектов с основного силового ввода на резервный и обратно, обусловленные кратковременными снижениями напряжения при пусках асинхронных двигателей вспомогательных потребителей, например, кондиционеров, работающих в повторно кратковременном режиме. Кроме того, электроустановки объектов не могут использоваться в режиме горячего резерва при отсутствии резервного передвижного источника.In the normal mode of power supply to the facilities, the sources of the system have a low coefficient of utilization of installed capacity, which affects their fuel efficiency. An increase in the utilization rate and an improvement in fuel economy can be achieved by increasing the number of sources (with a corresponding decrease in their rated power), but this will lead to a decrease in the reliability of power supply, an increase in the cost of the system and the number of staff. At the same time, despite the correct operation of the main and backup sources, frequent switching of the power supply from the main power input to the backup input and vice versa may occur due to short-term voltage drops during the start-ups of asynchronous motors of auxiliary consumers, for example, air conditioners operating in the short-term mode repeatedly. In addition, the electrical installations of objects cannot be used in the hot standby mode in the absence of a backup mobile source.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является универсальная система электроснабжения подвижных объектов [3], содержащая выносные распределительные устройства, кабельные линии от основного и резервного источников электроэнергии, основной, резервный и транзитные силовые вводы, два блока контроля входного напряжения во входных силовых цепях, коммутационные аппараты во входных цепях и блок управления ими, два блока контроля выходного напряжения во входных цепях, два автомата защиты, электроустановку отбора мощности с приводом генератора от двигателя транспортного средства, переключатель с двумя коммутационными аппаратами и блоком управления ими, блок автоматической коммутации каналов, блок индикации, выпрямитель, блок контроля нагрузки постоянного тока, блок распределения нагрузки постоянного тока, основные потребители с гарантированным и негарантированным электропитанием, резервный источник постоянного тока, блок контроля входного напряжения переменного тока вспомогательных потребителей, блок распределения нагрузки переменного тока, вспомогательные потребители трехфазного и однофазного переменного тока, кабельный ввод, линию связи, основной и резервный источники электроэнергии.Closest to the technical nature of the present invention is a universal power supply system for moving objects [3], containing remote distribution devices, cable lines from the main and backup sources of electricity, the main, backup and transit power inputs, two control units for input voltage in the input power circuits, switching devices in the input circuits and a control unit for them, two control units for the output voltage in the input circuits, two circuit breakers, electrical installation and power with a generator drive from the vehicle’s engine, a switch with two switching devices and a control unit for them, an automatic channel switching unit, an indication unit, a rectifier, a direct current load control unit, a direct current load distribution unit, the main consumers with guaranteed and non-guaranteed power supply, backup DC source, AC input voltage control unit for auxiliary consumers, AC load distribution unit current, auxiliary consumers of three-phase and single-phase alternating current, cable entry, communication line, primary and backup sources of electricity.
Система характеризуется несколькими режимами работы, определяемыми наличием и состоянием передвижных источников электроэнергии.The system is characterized by several modes of operation, determined by the presence and condition of mobile sources of electricity.
Основной недостаток упомянутой выше универсальной системы электроснабжения, выбранной в качестве прототипа [3], заключается в недостаточной надежности работы системы электроснабжения и в том, что в ней не исключены перебои в гарантированном электропитании основных потребителей по причине малого ресурса одного резервного источника постоянного тока.The main disadvantage of the above-mentioned universal power supply system, selected as a prototype [3], is the insufficient reliability of the power supply system and the fact that it does not exclude interruptions in the guaranteed power supply of the main consumers due to the small resource of one backup DC source.
Целью изобретения является повышение надежности работы и обеспечение бесперебойности электроснабжения потребителей.The aim of the invention is to increase reliability and ensure uninterrupted power supply to consumers.
Поставленная цель достигается тем, что в автоматизированную систему гарантированного электроснабжения мобильного комплекса, содержащую блок силового ввода с подключенными к нему кабельными линиями для приема основного (первый канал) и резервного (второй канал) источников электроэнергии переменного тока, два блока контроля входного напряжения, два коммутационных аппарата, по одному в силовых цепях первого и второго каналов и блок управления ими, два автомата защиты силовых цепей, блок автоматической коммутации каналов, блок индикации, выпрямитель, блок контроля нагрузки постоянного тока, блок распределения нагрузки постоянного тока, резервный источник постоянного тока, электроустановку отбора мощности, переключатель сетей с двумя коммутационными аппаратами и блоком управления ими, блок контроля входного напряжения вспомогательных потребителей, блок распределения нагрузки переменного тока вспомогательных потребителей, при этом выход первого автомата защиты через блок автоматической коммутации каналов подключен ко входу выпрямителя, выход которого через блок контроля нагрузки постоянного тока подключен ко входу блока распределения нагрузки постоянного тока, к первому и второму выходам которого подключены соответственно основные потребители с гарантированным и негарантированным электропитанием, второй вход блока распределения нагрузки постоянного тока соединен с выходом резервного источника постоянного тока, выход второго автомата защиты подключен ко второму входу блока автоматической коммутации каналов, второй выход которого через блок контроля входного напряжения вспомогательных потребителей подключен ко входу блока распределения нагрузки переменного тока, к первому и второму выходам которого подключены соответственно вспомогательные потребители трехфазного переменного тока и вспомогательные потребители однофазного переменного тока, отличающаяся тем, что в нее введены три блока контроля изоляции, три контактора, второй резервный источник постоянного тока, дизель-электрический агрегат и пульт управления им, блок контроля выходного напряжения в силовой цепи дизель-электрического агрегата, третий автомат защиты, включенный в силовую цепь дизель-электрического агрегата, переключатель агрегата с двумя коммутационными аппаратами, блок распределительных розеток для подключения потребителей однофазного переменного тока и блок управления системой электроснабжения, при этом основной источник электроэнергии через первый выход блока силового ввода и последовательно соединенные первый контактор в силовой цепи первого канала, первый блок контроля входного напряжения, первый коммутационный аппарат подключен ко входу первого автомата защиты, а к дополнительному входу блока распределения нагрузки постоянного тока подключен выход второго резервного источника постоянного тока, вход контактора в силовой цепи первого канала соединен со входом первого блока контроля изоляции, управляющий выход которого соединен с управляющим входом первого контактора (в силовой цепи первого основного канала электропитания), резервный источник электроэнергии через второй выход блока силового ввода и последовательно соединенные второй контактор в силовой цепи второго канала, второй блок контроля входного напряжения, второй коммутационный аппарат подключен ко входу второго автомата защиты, а дополнительный выход блока распределения нагрузки переменного тока вспомогательных потребителей соединен со входом блока распределительных розеток для подключения потребителей однофазного переменного тока, вход второго контактора в силовой цепи второго канала соединен со входом второго блока контроля изоляции, управляющий выход которого соединен с управляющим входом второго контактора (в силовой цепи резервного канала электропитания переменного тока), информационные выходы первого и второго блоков контроля входного напряжения подключены соответственно к первому и второму информационным входам блока управления коммутационными аппаратами, первый и второй управляющие выходы которого подключены к управляющим входам соответственно первого и второго коммутационных аппаратов, выход электроустановки отбора мощности соединен со входом переключателя сети с двумя коммутационными аппаратами, первый и второй выход которого подключен ко входам соответственно первого и второго автоматов защиты, входы-выходы пульта управления дизель-электрического агрегата соединены с входами-выходами дизель-электрического агрегата, выход которого через последовательно соединенные третий контактор, блок контроля выходного напряжения и третий автомат защиты подключен ко входу переключателя агрегата с двумя коммутационными аппаратами, первый и второй выход которого подключен ко входам соответственно первого и второго автоматов защиты, а информационные выходы блока управления коммутационными аппаратами в силовых цепях, блока распределения нагрузки постоянного тока, переключателя сети, блока контроля выходного напряжения в силовой цепи дизель-электрического агрегата, переключателя агрегата и блока распределения нагрузки переменного тока вспомогательных потребителей подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому информационным входам блока автоматической коммутации каналов, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой управляющие выходы которого подключены к управляющим входам соответственно блока управления коммутационными аппаратами в силовых цепях, блока распределения нагрузки постоянного тока, переключателя сети, переключателя агрегата, блока распределения нагрузки переменного тока вспомогательных потребителей и блока индикации, вход-выход блока автоматической коммутации каналов соединен со входом-выходом блока управления системой электроснабжения, первый, второй, третий и четвертый информационные входы которого подключены к информационным выходам соответственно блока контроля нагрузки постоянного тока, блока распределения нагрузки постоянного тока, блока контроля напряжения переменного тока вспомогательных потребителей и блока распределения нагрузки переменного тока вспомогательных потребителей, а ко второму входу-выходу блока управления системой электроснабжения подключена линия связи от телефонной сети общего пользования.This goal is achieved by the fact that in the automated system of guaranteed power supply of the mobile complex, containing a power input unit with cable lines connected to it for receiving the main (first channel) and backup (second channel) AC power sources, two input voltage control units, two switching apparatus, one each in the power circuits of the first and second channels and a control unit for them, two circuit breakers for power circuits, an automatic channel switching unit, an indication unit, rectifier, DC load control unit, DC load distribution unit, backup DC source, power take-off installation, network switch with two switching devices and their control unit, auxiliary voltage input voltage control unit, auxiliary consumers AC load distribution unit, at the output of the first circuit breaker through the block of automatic switching of channels is connected to the input of the rectifier, the output of which through the block DC load balancing device is connected to the input of the DC load distribution unit, to the first and second outputs of which are connected the main consumers with guaranteed and non-guaranteed power supply, the second input of the DC load distribution unit is connected to the output of the backup DC source, the output of the second circuit breaker is connected to the second input of the automatic channel switching unit, the second output of which is through the auxiliary voltage input control unit The unit is connected to the input of the AC load balancing unit, to the first and second outputs of which are connected auxiliary consumers of three-phase alternating current and auxiliary consumers of single-phase alternating current, characterized in that three insulation monitoring units, three contactors, and a second backup DC source are introduced into it , a diesel-electric unit and its control panel, an output voltage control unit in a power circuit of a diesel-electric unit, a third circuit breaker, included in the power circuit of the diesel-electric unit, the switch of the unit with two switching devices, the block of distribution sockets for connecting consumers of single-phase alternating current and the control unit of the power supply system, while the main source of electricity is through the first output of the power input unit and the first contactor in series in the power circuit the first channel, the first input voltage control unit, the first switching device is connected to the input of the first circuit breaker, and to the output of the second backup DC source is connected to the input of the DC load balancing unit, the input of the contactor in the power circuit of the first channel is connected to the input of the first isolation control unit, the control output of which is connected to the control input of the first contactor (in the power circuit of the first main power supply channel), backup a power source through the second output of the power input unit and connected in series to the second contactor in the power circuit of the second channel, the second control unit in voltage, the second switching device is connected to the input of the second circuit breaker, and the additional output of the auxiliary load distribution unit for auxiliary consumers is connected to the input of the distribution unit for connecting single-phase AC consumers, the input of the second contactor in the power circuit of the second channel is connected to the input of the second control unit isolation, the control output of which is connected to the control input of the second contactor (in the power circuit of the backup power supply channel current), the information outputs of the first and second input voltage control units are connected respectively to the first and second information inputs of the control unit of the switching devices, the first and second control outputs of which are connected to the control inputs of the first and second switching devices, the output of the power take-off is connected to the input network switch with two switching devices, the first and second output of which is connected to the inputs of the first and second, respectively about the circuit breakers, the inputs and outputs of the control panel of the diesel-electric unit are connected to the inputs and outputs of the diesel-electric unit, the output of which is connected through a third contactor, an output voltage control unit and a third circuit breaker connected to the input of the unit switch with two switching devices, the first and the second output of which is connected to the inputs of the first and second circuit breakers, respectively, and the information outputs of the control unit of the switching devices in the power circuits, b DC load balancing unit, network switch, output voltage control unit in the power circuit of the diesel-electric unit, unit switch and auxiliary load distribution unit of alternating current are connected to the first, second, third, fourth, fifth and sixth information inputs of the automatic switching unit channels, the first, second, third, fourth, fifth and sixth control outputs of which are connected to the control inputs respectively of the control unit by switching devices in power circuits, a DC load distribution unit, a network switch, an aggregate switch, an auxiliary load AC distribution unit and an indication unit, the input-output of the automatic channel switching unit is connected to the input-output of the power supply control unit, first, second , the third and fourth information inputs of which are connected to the information outputs, respectively, of the DC load monitoring unit, distribution unit n Booting DC voltage control unit AC auxiliary consumers and the load distribution unit AC auxiliary consumers, and to the second input-output power supply system control unit connected to the communication link from the PSTN.
Поставленная цель достигается тем, что блок автоматической коммутации каналов, обеспечивающий выбор и установку необходимого режима работы системы и переключение в соответствии с этим каналов электропитания, содержит два блока контроля мощности, два коммутационных аппарата потребителей и блок автоматического управления ими, блок мнемосхем, табло отображения, формирователь команд управления, блок приема и передачи информации, вход-выход которого подключен к первому входу-выходу линейного адаптера, причем выходы первого и второго блоков контроля мощности соединены со входами первого и второго коммутационных аппаратов соответственно, второй транзитный вход первого коммутационного аппарата соединен с выходом второго блока контроля мощности, а второй транзитный вход второго коммутационного аппарата подключен к выходу первого блока контроля мощности, управляемые входы первого и второго коммутационных аппаратов подключены соответственно к первому и второму выходам блока автоматического управления коммутационными аппаратами потребителей, информационные выходы первого и второго блоков контроля мощности подключены соответственно к первому и второму информационным входам блока приема данных, выходы блока мнемосхем подключены ко входам формирователя команд управления, первый, второй и третий управляющие выходы которого подключены ко входам соответственно блока автоматического управления коммутационными аппаратами потребителей, блока мнемосхем и блока приема и передачи информации, информационные выходы которого соединены со входами блока приема данных, информационные входы табло отображения соединены с выходами блока приема данных, вторые выходы которого подключены ко вторым входам формирователя команд управления, при этом входы первого и второго блоков контроля мощности являются первым и вторым входами блока автоматической коммутации каналов, первым и вторым выходами которого являются соответственно выходы первого и второго коммутационных аппаратов потребителей, а четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы формирователя команд управления являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым управляющими выходами блока автоматической коммутации каналов, первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым информационными входами которого являются соответственно четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый информационные входы блока приема данных, второй вход-выход линейного адаптера является входом-выходом блока автоматической коммутации каналов.This goal is achieved by the fact that the automatic channel switching unit, which provides the choice and installation of the required system operation mode and switching power supply channels in accordance with this, contains two power control units, two consumer switching devices and an automatic control unit, a mnemonic block, a display panel, control command generator, an information reception and transmission unit, the input-output of which is connected to the first input-output of the linear adapter, the outputs of the first and second block The power control units are connected to the inputs of the first and second switching devices, respectively, the second transit input of the first switching device is connected to the output of the second power control unit, and the second transit input of the second switching device is connected to the output of the first power control unit, the controlled inputs of the first and second switching devices are connected respectively, to the first and second outputs of the block of automatic control of switching devices of consumers, information outputs are not of the second and second power control units are connected respectively to the first and second information inputs of the data receiving unit, the outputs of the mimic block are connected to the inputs of the control command generator, the first, second and third control outputs of which are connected to the inputs of the automatic control unit of consumer switching devices, the mnemonic circuit block, and a block for receiving and transmitting information, the information outputs of which are connected to the inputs of the block for receiving data, the information inputs of the display panel are connected to the outputs of the data receiving unit, the second outputs of which are connected to the second inputs of the control command generator, while the inputs of the first and second power control units are the first and second inputs of the automatic channel switching unit, the first and second outputs of which are respectively the outputs of the first and second switching devices consumers, and the fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth outputs of the command generator are respectively the first, second, third, fourth, fifth and the sixth control outputs of the automatic channel switching unit, the first, second, third, fourth, fifth and sixth information inputs of which are the fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth information inputs of the data receiving unit, the second input-output of the linear adapter is an input -exit block automatic switching channels.
Цель достигается также тем, что блок управления системой электроснабжения содержит вычислительный комплекс, обеспечивающий решение задач по выбору оптимальных режимов работы на основе принятой от источников электроэнергии информации и обработки данных контроля технического состояния элементов системы электроснабжения, состоящий из модуля центрального процессора, к которому подключены накопитель на жестком магнитном диске, клавиатура, принтер и автономный блок накопителей на гибких магнитных дисках, модуля контроллеров ввода-вывода, к которому подключен видеомонитор, системной шины, соединенной с модулем центрального процессора и модулем контроллеров ввода-вывода, и блок обмена информацией, включающий последовательно соединенные по входу-выходу модуль математического акселератора, соединенный с системной шиной, и блок линейных адаптеров, при этом вторые входы-выходы блока линейных адаптеров являются первыми входами-выходами блока управления системой электроснабжения, соединенными со входами-выходами блока автоматической коммутации каналов, вторыми входами-выходами блока управления системой являются третьи входы-выходы блока линейных адаптеров, к которым подключена линия связи от телефонной сети общего пользования, а первыми, вторыми, третьими и четвертыми входами блока управления системой являются соответственно первые, вторые, третьи и четвертые входы блока линейных адаптеров.The goal is also achieved by the fact that the control unit of the power supply system contains a computer complex that provides a solution to the problems of choosing optimal operating modes based on information received from electric power sources and data processing for monitoring the technical condition of the power supply system elements, consisting of a central processor module to which a drive is connected to hard disk drive, keyboard, printer and stand-alone floppy disk drive, input-output controller module a, to which a video monitor is connected, a system bus connected to the central processor module and the I / O controller module, and an information exchange unit, including a mathematical accelerator module connected in series to the input / output, connected to the system bus, and a line adapter unit, the second inputs and outputs of the linear adapter block are the first inputs and outputs of the power supply control unit connected to the inputs and outputs of the automatic channel switching unit, the second inputs are Exit the control unit of the system is the third input-output unit of linear adapter that is connected to the communication link from the PSTN, and the first, second, third and fourth inputs of the system control unit are respectively the first, second, third and fourth inputs of the block of linear adapters.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая автоматизированная система гарантированного электроснабжения мобильного комплекса отличается наличием новых блоков: трех блоков контроля изоляции силовых цепей, трех контакторов с размыкающими контактами, блока управления системой электроснабжения, состоящего из вычислительного комплекса и блока обмена информацией, второго резервного источника постоянного тока, дизель-электрического агрегата с пультом управления им, третьего автомата защиты и блока контроля выходного напряжения в силовой цепи дизель-электрического агрегата, переключателя агрегата с двумя коммутационными аппаратами для подключения выхода агрегата ко входу блока автоматической коммутации каналов и блока распределительных розеток для подключения к нему отдельных потребителей однофазного переменного тока, а также изменением связей между известными остальными элементами схемы.Comparative analysis with the prototype shows that the inventive automated system for guaranteed power supply of the mobile complex is characterized by the presence of new units: three power isolation isolation control units, three contactors with disconnect contacts, an electric power supply control unit consisting of a computer complex and an information exchange unit, a second backup source current, a diesel-electric unit with a control panel for it, a third circuit breaker and a control unit output voltage in the power circuit of the diesel-electric unit, the unit switch with two switching devices for connecting the unit output to the input of the channel automatic switching unit and the distribution outlet block for connecting individual consumers of single-phase alternating current to it, as well as changing the connections between the remaining other elements of the circuit.
Таким образом, заявляемая система соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что введенные блоки широко известны [4, 5].Thus, the claimed system meets the criteria of the invention of "novelty." Comparison of the proposed solutions with other technical solutions shows that the introduced blocks are widely known [4, 5].
Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемую автоматизированную систему гарантированного электроснабжения мобильного комплекса, вышеуказанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к повышению надежности работы и обеспечению бесперебойности гарантированного электроснабжения потребителей. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".However, when they are introduced in the indicated connection with the rest of the circuit elements into the inventive automated system of guaranteed power supply of the mobile complex, the above blocks exhibit new properties, which leads to increased reliability and uninterrupted supply of guaranteed power to consumers. This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "significant differences".
На фиг.1 представлена структурная схема автоматизированной системы гарантированного электроснабжения мобильного комплекса, а на фиг.2, 3, 4 и 5 приведены структурные схемы соответственно блока автоматической коммутации каналов, переключателя сетей, переключателя агрегата и блока управления системой электроснабжения.Figure 1 presents the structural diagram of an automated system of guaranteed power supply of the mobile complex, and figure 2, 3, 4 and 5 show the structural diagrams of respectively the block of automatic switching of channels, network switch, unit switch and control unit of the power supply system.
Автоматизированная система гарантированного электроснабжения мобильного комплекса (фиг.1) содержит блок силового ввода 1, блок 2 контроля изоляции силовой цепи основной сети (сеть 1), контактор 3 с размыкающими контактами силовой цепи основной сети, блок 4 контроля входного напряжения основной сети, блок коммутационных аппаратов 5 во входных цепях основной сети, блок управления 6 коммутационными аппаратами во входных силовых цепях, автомат защиты 7 силовой цепи основной сети, блок 8 автоматической коммутации каналов, выпрямитель 9 переменного тока, блок контроля 10 нагрузки постоянного тока, блок распределения 11 нагрузки постоянного тока, основные потребители 12 с гарантированным электропитанием, основные потребители 13 с негарантированным электропитанием, резервный источник 14 постоянного тока (аккумуляторную батарею), второй резервный 15 источник постоянного тока, электроустановку отбора мощности (ЭУОМ) 16 с приводом генератора от двигателя транспортного средства (автомобиля) мобильного комплекса, переключатель сетей 17, пульт управления 18 дизель-электрическим агрегатом, дизель-электрический агрегат 19, блок контроля изоляции 20 силовой цепи дизель-электрического агрегата, контактор 21 с размыкающими контактами силовой цепи дизель-электрического агрегата, блок контроля 22 выходного напряжения дизель-электрического агрегата, автомат защиты 23 силовой цепи дизель-электрического агрегата, переключатель агрегата 24, блок контроля изоляции 25 силовой цепи резервной сети (сеть 2), контактор 26 с размыкающими контактами силовой цепи резервной сети, блок контроля 27 входного напряжения резервной сети, блок коммутационных аппаратов 28 силовой цепи резервной сети, автомат защиты 29 силовой цепи резервной сети, блок контроля 30 входного напряжения переменного тока вспомогательных потребителей, блок распределения 31 нагрузки переменного тока, вспомогательные потребители 32 трехфазного переменного тока, вспомогательные потребители 33 однофазного переменного тока, блок распределительных розеток 34 для потребителей однофазного переменного тока, блок индикации 35, блок управления 36 системой электроснабжения, линию связи 37 от телефонной сети общего пользования, кабельную линию 38 от основной сети переменного тока, кабельную линию 39 от резервной сети переменного тока.The automated guaranteed power supply system of the mobile complex (Fig. 1) contains a
Блок 8 автоматической коммутации каналов (фиг.2) содержит последовательно соединенные первый блок 40 контроля мощности и первый коммутационный аппарат 41 потребителей, последовательно соединенные второй блок 42 контроля мощности и второй коммутационный аппарат 43 потребителей, блок автоматического управления 44 коммутационными аппаратами 41 и 43 потребителей, блок мнемосхем 45, табло отображения 46, формирователь 47 команд управления, блок приема 48 данных о состоянии элементов системы электроснабжения, блок 49 приема и передачи информации и линейный адаптер 50.The automatic channel switching unit 8 (FIG. 2) contains a first
Переключатель сетей 17 содержит (фиг.3) блок управления 51 коммутационными аппаратами, первый 52 коммутационный аппарат с замыкающими контактами 53 и второй 54 коммутационный аппарат с замыкающими контактами 55.The
Переключатель агрегата 24 содержит (фиг.4) блок управления 56 коммутационными аппаратами, первый 57 коммутационный аппарат с замыкающими контактами 58 и второй коммутационный аппарат 59 с замыкающими контактами 60.The
Блок управления 36 системой электроснабжения (фиг.5) содержит вычислительный комплекс 61 в составе модуля центрального процессора 62, накопителя на жестком магнитном диске 63, клавиатуры 64, принтера 65, автономного блока накопителей на гибких магнитных дисках 66, модуля контроллеров ввода-вывода 67, видеомонитора 68, системной шины 69, и блок обмена информацией 70, включающий в себя модуль математического акселератора 71 и блок линейных адаптеров 72.The
Кабельные линии от основной 38 (сеть 1) и резервной 39 (сеть 2) сетей переменного тока подключены к блоку силового ввода 1.Cable lines from the main 38 (network 1) and backup 39 (network 2) AC networks are connected to the
Далее напряжение переменного тока с первого выхода (сеть 1) блока силового ввода 1 через последовательно соединенные контактор 3 с размыкающими контактами силовой цепи основной сети, блок контроля 4 входного напряжения, блок 5 коммутационных аппаратов, автомат защиты 7 силовой цепи и блок 8 автоматической коммутации каналов подается на вход выпрямителя 9 переменного тока. С выхода выпрямителя 9 напряжение постоянного тока через блок контроля 10 нагрузки постоянного тока подается на первый вход блока 11 распределения нагрузки постоянного тока, к первому и второму выходам которого подключены соответственно входы основных потребителей 12 с гарантированным электропитанием и основных потребителей 13 с негарантированным электропитанием. Выходы первого резервного источника 14 постоянного тока (отдельной аккумуляторной батареи) и второго резервного источника 15 постоянного тока (аккумуляторной батареи транспортного средства мобильного комплекса) подключены соответственно ко второму и третьему входам блока 11 распределения нагрузки постоянного тока. Первый выход блока силового ввода 1 соединен также со входом блока контроля 2 изоляции силовой цепи основной сети, управляющий выход которого соединен с управляемым входом контактора 3, имеющего размыкающие контакты в силовой цепи ввода основной сети переменного тока.Next, the AC voltage from the first output (network 1) of the
Выход электроустановки 16 отбора мощности с приводом генератора от двигателя транспортного средства (автомобиля) мобильного комплекса через замыкающие контакты переключателя сетей 17 подключается попеременно ко входу автомата защиты 7 или автомата защиты 29.The output of the power take-off 16 with a generator drive from the vehicle’s engine (vehicle) of the mobile complex through the make contacts of the
Управляющие входы-выходы пульта управления 18 соединены с управляющими входами-выходами дизель-электрического агрегата 19, силовой выход которого через контактор 21 с размыкающими контактами, блок контроля 22 выходного напряжения и автомат защиты 23 соединен со входом переключателя агрегата 24, первый и второй выходы которого подключены ко входам соответственно первого 7 автомата защиты и второго 29 автомата защиты, а управляющий вход переключателя агрегата 24 соединен с четвертым управляющим выходом блока автоматической коммутации каналов 8.The control inputs and outputs of the control panel 18 are connected to the control inputs and outputs of the diesel-electric unit 19, the power output of which through the contactor 21 with the disconnecting contacts, the
Второй выход (сеть 2) блока силового ввода 1 через последовательно соединенные размыкающие контакты контактора 26 силовой цепи резервной сети (сеть 2), блок контроля входного напряжения 27, блок коммутационных аппаратов 28, автомат защиты 29 силовой цепи, блок 8 автоматической коммутации каналов и блок контроля 30 входного напряжения переменного тока вспомогательных потребителей подается на вход блока распределения 31 нагрузки переменного тока, к первому, второму и третьему выходам которого подключены соответственно входы вспомогательных потребителей 32 трехфазного переменного тока, вспомогательных потребителей 33 однофазного переменного тока и блока распределительных розеток 34 для потребителей однофазного переменного тока.The second output (network 2) of the
Информационные выходы блока контроля 4 входного напряжения основной сети и блока контроля 27 входного напряжения резервной сети подключены соответственно к первому и второму информационным входам блока управления 6 коммутационными аппаратами, первый и второй управляющие выходы которого подключены к управляющим входам блоков коммутационных аппаратов 5 и 28 соответственно, а управляющий вход блока управления 6 коммутационными аппаратами соединен с первым управляющим выходом 8 блока автоматической коммутации каналов, первый информационный вход которого соединен с первым информационным выходом блока 6 управления коммутационными аппаратами во входных силовых цепях. Управляющий вход переключателя сетей 17 соединен с третьим управляющим выходом блока 8 автоматической коммутации каналов, третий информационный вход которого соединен с информационным выходом переключателя сетей 17, четвертый информационный вход блока 8 автоматической коммутации каналов соединен с информационным выходом блока 22 контроля выходного напряжения дизель-электрического агрегата 19.The information outputs of the control unit 4 of the input voltage of the main network and the control unit 27 of the input voltage of the backup network are connected respectively to the first and second information inputs of the
Информационные входы-выходы блока 36 управления системой электроснабжения соединены с информационными входами-выходами блока 8 автоматической коммутации каналов, а информационные выходы блока контроля 10 нагрузки постоянного тока, блока 11 распределения нагрузки постоянного тока, блока контроля 30 входного напряжения переменного тока вспомогательных потребителей и блока распределения 31 нагрузки переменного тока подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам блока управления 36 системой электроснабжения, ко второму входу-выходу которого подключена линия связи 37 от телефонной сети общего пользования.The information inputs and outputs of the power
Выходы первого 40 и второго 42 блоков контроля мощности блока 8 автоматической коммутации каналов соединены со входами первого 41 и второго 43 коммутационных аппаратов соответственно, второй транзитный вход первого 41 коммутационного аппарата соединен с выходом второго 42 блока контроля мощности, а второй транзитный вход второго 43 коммутационного аппарата подключен к выходу первого 40 блока контроля мощности, управляемые входы первого 41 и второго 43 коммутационных аппаратов подключены соответственно к первому и второму выходам блока 44 автоматического управления коммутационными аппаратами потребителей, информационные выходы первого 40 и второго 42 блоков контроля мощности подключены соответственно к первому и второму информационным входам блока 48 приема данных, выходы блока мнемосхем 45 подключены ко входам формирователя 47 команд управления, первый, второй и третий управляющие выходы которого соединены со входами блока 44 автоматического управления коммутационными аппаратами потребителей, блока мнемосхем 45 и блока 49 приема и передачи информации, вход-выход которого подключен к первому входу-выходу линейного адаптера 50. Информационные входы табло отображения 46 соединены с выходами блока приема 48 данных, вторые выходы которого подключены ко вторым входам формирователя 47 команд управления, а информационные выходы блока приема и передачи информации соединены с третьими входами блока приема 48 данных, при этом входы первого 40 и второго 42 блоков контроля мощности являются первым и вторым входами блока 8 автоматической коммутации каналов, первым и вторым выходами которого являются соответственно выходы первого 41 и второго 43 коммутационных аппаратов потребителей, а четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы формирователя 47 команд управления являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым управляющими выходами блока 8 автоматической коммутации каналов, первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым информационными входами которого являются соответственно четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый информационные входы блока приема 48 данных, второй вход-выход линейного адаптера 50 является входом-выходом блока 8 автоматической коммутации каналов.The outputs of the first 40 and second 42 power control units of the automatic
Первый и второй управляющие выходы блока 51 управления комуутационными аппаратами переключателя сетей 17 подключины к управляющим входам соответственно первого 52 коммутационного аппарата и второго 54 коммутационного аппарата, а первый вывод замыкающих контактов 53 первого коммутационного аппарата 52 соединен с первым выводом замыкающих контактов 55 второго коммутационного аппарата 54, к месту соединения которых подключен выход электроустановки отбора мощности 16, при этом вход блока 51 управления коммутационными аппаратами является входом переключателя сетей 17, первым и вторым выходами которого являются соответственно второй вывод замыкающих контактов 53 первого коммутационного аппарата 52, соединенный со входом первого автомата защиты 7, и второй вывод замыкающих контактов 55 второго коммутационного аппарата 54, соединенный со входом второго автомата защиты 29.The first and second control outputs of the
Первый и второй управляющие выходы блока управления 56 коммутационными аппаратами переключателя агрегата 24 подключены к управляющим входам соответственно первого 57 коммутационного аппарата и второго 59 коммутационного аппарата, а первый вывод замыкающих контактов 58 первого 57 коммутационного аппарата соединен с первым выводом замыкающих контактов 60 второго 59 коммутационного аппарата, к месту соединения которых подключен выход третьего автомата защиты 23, при этом вход блока управления 56 коммутационными аппаратами является входом переключателя агрегата 24, первым и вторым выходами которого являются соответственно второй вывод замыкающих контактов 58 первого 57 коммутационного аппарата, соединенный со входом первого автомата защиты 7, и второй вывод замыкающих контактов 60 второго 59 коммутационного аппарата, соединенный со входом второго автомата защиты 29.The first and second control outputs of the
К модулю центрального процессора 62 вычислительного комплекса 61 блока 36 управления системой электроснабжения подключены накопитель 63 на жестком магнитном диске, клавиатура 64, принтер 65, автономный блок накопителей 66 на гибких магнитных дисках и системная шина 69, к которой подключены модуль контроллеров ввода-вывода 67, соединенный с видеомонитором 68. Первые входы-выходы модуля математического акселератора 71 блока обмена информацией 70 соединены с системной шиной 69, а вторые входы-выходы математического акселератора 71 подключены к первым входам-выходам блока линейных адаптеров 72, вторые входы-выходы которого являются первыми входами-выходами блока управления 36 системой электроснабжения и соединены с входами-выходами блока 8 автоматической коммутации каналов, третьи входы-выходы блока линейных адаптеров 72 являются вторыми входами-выходами блока 36 управления системой электроснабжения, к которым подключена линия связи 37 от телефонной сети общего пользования, а первый, второй, третий и четвертый входы блока линейных адаптеров 72 являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым информационными входами блока управления 36 системой электроснабжения, к которым подключены соответственно информационные выходы блока 10 контроля нагрузки постоянного тока, блока 11 распределения нагрузки постоянного тока, блока 30 контроля входного напряжения переменного тока вспомогательных потребителей и блока 31 распределения нагрузки переменного тока вспомогательных потребителей.To the module of the
Блок силового ввода 1 предназначен для подключения двух четырехпроводных каналов электроснабжения от двух независимых внешних источников электроэнергии переменного тока напряжением 380 В частотой 50 Гц и передачи каналов на блок 8 автоматической коммутации.The
Блоки контроля изоляции 2, 20 и 25 представляют собой измерительные приборы, предназначенные для измерения параметров силовых цепей и определения состояния изоляции для предотвращения короткого замыкания силовой цепи между собой и возникновения аварийной ситуации в системе электроснабжения. При понижении сопротивления изоляции ниже допустимого предела блоки контроля выдают управляющее напряжения на вход соответствующих контакторов 3, 21 и 26, которые, сработав, размыкают силовую цепь от источника электроэнергии (основной сети 37, резервной сети 38 и дизель-электрического агрегата 19) и отключают от сети потребителей.The insulation monitoring blocks 2, 20 and 25 are measuring instruments designed to measure the parameters of power circuits and determine the state of insulation to prevent a short circuit of the power circuit between themselves and an emergency in the power supply system. When the insulation resistance decreases below the permissible limit, the control units give the control voltage to the input of the corresponding contactors 3, 21 and 26, which, having worked, open the power circuit from the electric power source (
Блоки 4 и 27 предназначены для контроля напряжения, поступающего через блок силового ввода 1 от основной 38 и резервной 39 сетей переменного тока. Если поступающее напряжение находится в пределах заданных норм, то блок 4 или 27 подает сигнал на блок 6 управления коммутационными аппаратами, который включает в работу коммутационные аппараты соответственно блоков 5 или 28. Коммутационные аппараты блоков 5 или 28 замыканием своих контактов проключают силовые цепи на входы автоматов защиты 7 или 29. Таким образом, названные блоки осуществляют контроль поступающего по каналам переменного напряжения от основной 38 или резервной 39 сетей. Блок контроля 22 предназначен для контроля напряжения, поступающего с выхода дизель-электрического агрегата 19. Данные о результатах контроля величины напряжения с выхода блоков 4 и 27 поступают по информационным цепям на вход блока 6 управления и далее они через блок 8 передаются на блок 35 управления системой электроснабжения, а с выхода блока 22 данные по информационным цепям поступают в блок 8 и далее передаются также на блок 35, в котором отображаются цифровые значения параметров системы электроснабжения.Blocks 4 and 27 are designed to control the voltage supplied through the
Автоматы защиты 7, 23 и 29 предназначены для токовой защиты силовых цепей при перегрузке и коротком замыкании в цепях питания основных и вспомогательных потребителей.The
Блок 8 автоматической коммутации каналов представляет собой многофункциональное устройство, предназначенное для приема и распределения электроэнергии от двух независимых трехфазных источников (основной сети и резервной сети) электроэнергии переменного тока напряжением 380 В, двух независимых источников электроэнергии однофазного переменного тока напряжением 220 В, передачи электроэнергии потребителям и коммутации силовых цепей. Он обеспечивает:
подключение двух каналов электроснабжения;connection of two power supply channels;
коммутацию источников электроэнергии к потребителям;switching power sources to consumers;
включение и отключение выходов источников электроэнергии от потребителей;turning on and off the outputs of electric power sources from consumers;
автоматическое отключение вспомогательных потребителей и переключение напряжения со второго канала (резервной сети) на первый (основной сети) при пропадании или снижении (повышении) напряжения ниже (выше) допустимого уровня;automatic shutdown of auxiliary consumers and voltage switching from the second channel (standby network) to the first (main network) when the voltage disappears or decreases (increases) below (above) the permissible level;
аварийные блокировки переключения контакторов коммутационных аппаратов от ошибочного параллельного соединения различных источников электроэнергии при наличии на их выходах напряжения;emergency blocking of switching contactors of switching devices from erroneous parallel connection of various sources of electricity in the presence of voltage at their outputs;
автоматическую защиту от перегрузки по току и перегреву;automatic protection against overcurrent and overheating;
выдачу сигналов исправной и аварийной работы с индикацией на лицевой панели;issuing signals of serviceable and emergency operation with indication on the front panel;
автоматический контроль наличия напряжения на входах и выходах коммутационных аппаратов и их состояния (замкнут-разомкнут);automatic control of the presence of voltage at the inputs and outputs of switching devices and their status (closed-open);
автоматический сбор и обработку сигналов контроля о техническом состоянии элементов системы электроснабжения, формирование и передачу сигналов (команд) управления элементами силовой схемы и схемы индикации, а также диагностики системы и ее элементов;automatic collection and processing of control signals about the technical condition of the elements of the power supply system, the formation and transmission of signals (commands) for controlling elements of the power circuit and display circuit, as well as diagnostics of the system and its elements;
обработку получаемой от блоков системы информации, формирование команд управления и сообщений для отображения на табло данных об аварийном состоянии системы и выработки рекомендаций по действию оператора в аварийных ситуациях;processing the information received from the units of the system, generating control commands and messages to display data on the emergency state of the system and developing recommendations on the operator’s action in emergency situations;
включение контактов коммутационных аппаратов основного канала (основной сети) электроснабжения при нахождении электрических параметров в заданных пределах;switching on the contacts of switching devices of the main channel (main network) of power supply when the electrical parameters are within the specified limits;
переключение контактов коммутационных аппаратов каналов электроснабжения при неправильном чередовании фаз.switching contacts of switching devices of power supply channels in case of improper phase rotation.
Блок 8 автоматической коммутации каналов обеспечивает замыкание и размыкание контактов коммутационных аппаратов переключателя сетей 17 и подключение выходов электроустановки 16 отбора мощности при наличии напряжения на ее выходе, передачу на блок 51 управления коммутационными аппаратами 52 и 54 переключателя 17, а также обеспечивает замыкание и размыкание контактов коммутационных аппаратов переключателя агрегата 24 и подключение выхода дизель-электрического агрегата 19 при наличии напряжения на его выходе, передачу на блок управления 56 коммутационными аппаратами 57 и 59 переключателя 24.
Блок 45 мнемосхем блока 8 автоматической коммутации каналов предназначен для визуального контроля режимов работы системы электроснабжения и ручного управления системой при отказах автоматики и возникновении аварийных ситуаций в ней. Для этого в его составе имеются органы управления в виде кнопочных и рычажных переключателей, а также элементы индикации, расположенные на лицевой панели блока.
Табло отображения 46 предназначено для приема данных о состоянии элементов системы электроснабжения и отображения буквенно-цифровой информации об аварийном состоянии системы, рекомендаций оператору о действиях в аварийных ситуациях.The
Блок 47 предназначен для формирования и выдачи команд управления для запуска исполнительных элементов при появлении напряжения во входных силовых цепях коммутационных аппаратов 5 и 28, коммутационных аппаратов переключателя сетей 17, переключателя агрегата 24, обеспечивающих подключение (отключение) потребителей и защиту цепей от перегрузки, коммутационных аппаратов 41 и 43, осуществляющих автоматическое переключение каналов электроснабжения с помощью блока 44, а также включения элементов индикации на блоках 35, 45 и передачи через блоки 49 и 50 данных о состоянии элементов системы на блок 36 управления и далее на внешний пункт управления системой электроснабжения.
Блок 48 предназначен для приема и обработки данных о техническом состоянии системы электроснабжения и ее элементов. Он включает в себя модули микропроцессора и математического акселератора, представляющие собой известные элементы из семейства модулей для системы ЭВМ «Багет» [4].
Блок 49 представляет собой устройство сопряжения, которое предназначено для согласования по уровням сигналов выходных цепей блока 53 с физической линией и передачи данных о состоянии элементов системы электроснабжения через линейный адаптер 50 и блок 36 управления на электронную вычислительную машину внешнего пункта управления системой электроснабжения.
Линейный адаптер 50 предназначен для обмена данными по физическим линиям и каналам связи с внешним пунктом управления системой электроснабжения через блок 36 управления. Он обеспечивает передачу данных о состоянии элементов системы, сигналов и команд управления, в том числе команд для дистанционного включения (выключения) электроустановки отбора мощности 16 мобильного комплекса.
Выпрямитель 9 предназначен для преобразования переменного трехфазного тока с линейным напряжением 380 В в напряжение постоянного тока 27 В для питания основных потребителей постоянным током. Он обеспечивает автоматическое включение при подаче на его вход с выхода автомата защиты 7 через блок 8 переменного тока, преобразование напряжения переменного тока в постоянное напряжение указанной выше величины, защиту от перегрузки без отключения потребителей посредством ограничителя тока непрерывного действия и выдачу через блок 10 по информационному выходу на блок 35 сигналов исправной и аварийной работы.The
Блок 10 осуществляет контроль нагрузки (величины напряжения и тока), поступающей с выхода выпрямителя 9 на вход блока 11 распределения нагрузки постоянного тока основных потребителей и выдачу по информационному выходу на вход 35 данных контроля нагрузки.
Блок 11 предназначен для приема с выхода выпрямителя 9 через блок 10 напряжения 27 В постоянного тока, распределения его и коммутации силовых цепей с помощью имеющихся в его составе коммутационных аппаратов на входы основных потребителей. Он обеспечивает прием, коммутацию и распределение электроэнергии постоянного тока напряжением 27 В, коммутацию выходов основного источника 9, аккумуляторной батареи 14 и резервного 15 источника электроэнергии на нагрузку (потребители с гарантированным 12 и негарантированным 13 электропитанием), а также автоматическое переключение входа потребителей 12 с гарантированным электропитанием на выходы аккумуляторной батареи 14 и резервного источника 15 постоянного тока при пропадании основного источника и обратное переключение с резервных источников на основной при восстановлении нормального питания. Блок 11 обеспечивает также защиту цепей от короткого замыкания и перегрузок, автоматический контроль наличия напряжения на входах и выходах, состояния коммутационных аппаратов, выдачу в блок 35 сигналов исправной и аварийной работы.
В качестве второго 15 резервного источника постоянного тока используется аккумуляторная батарея транспортной базы мобильного комплекса. Для этой цели может быть использована бортовая сеть с номинальным напряжением 27 В (при ее наличии в составе мобильного комплекса). Бортовая сеть включает в себя генератор переменного тока, например типа Г-290, со встроенным выпрямителем, зарядно-распределительный блок, реле-регулятор, фильтр радиопомех и сглаживающий фильтр. Привод генератора обеспечивается с помощью специальной системы отбора мощности от двигателя автомобиля. При работающем двигателе автомобиля на кратковременных остановках (не более 20 мин) и в движении практически на любых скоростях генератор обеспечивает питание потребителей и подзаряд аккумуляторной батареи. Реле-регулятор предназначен для автоматической регулировки напряжения в пределах 27-29 В при скорости вращения генератора в пределах 1600-6500 об/мин.As the second 15 backup DC source, a storage battery of the transport base of the mobile complex is used. For this purpose, an on-board network with a rated voltage of 27 V (if available as part of the mobile complex) can be used. The on-board network includes an alternating current generator, for example, type G-290, with a built-in rectifier, a charging and distribution unit, a relay regulator, a radio noise filter, and a smoothing filter. The generator drive is provided using a special power take-off system from the car engine. With the car engine running at short stops (no more than 20 minutes) and in motion at almost any speed, the generator provides power to consumers and recharges the battery. The relay-regulator is designed for automatic voltage regulation within 27-29 V at a generator rotation speed in the range of 1600-6500 rpm.
Напряжение постоянного тока с выхода второго 15 резервного источника подается на вход блока распределения 11 нагрузки постоянного тока и используется для потребителей с гарантированным электропитанием 12. При этом обеспечивается дистанционное включение и выключение привода генератора с помощью специальной электромагнитной муфты. Муфта расположена в масляной ванне в кабине автомобиля и при включении обеспечивает передачу момента непосредственно с торца коленчатого вала на клиноременную передачу привода генератора.The DC voltage from the output of the second 15 backup source is supplied to the input of the DC
Электроустановка отбора мощности 16 содержит генератор переменного тока, например ГАБ-4-O/230М2, регулятор оборотов, мультипликатор и регулятор напряжения. Она представляет собой резервный источник однофазного переменного тока, находящемся в горячем резерве, и предназначена для выработки однофазного напряжения 230 В переменного тока частотой 50 Гц, используемого для питания потребителей в случае отсутствия или аварии внешнего источника переменного тока основной 38 и резервной 39 сетей. В качестве такого блока 16 может быть использована серийно выпускаемая промышленностью унифицированная электроустановка переменного тока мощностью 4 кВт для автомобилей ЗИЛ-131 или Урал-375.The power take-
Дизель-электрический 19 агрегат состоит из двигателя и генератора переменного тока с линейным напряжением 230 В. В качестве первичного двигателя в агрегате 19 используется серийно выпускаемый дизельный двигатель. Двигатель приводит во вращение генератор переменного тока. Двигатель и генератор соединены в один блок, который устанавливается на раме через амортизаторы. В качестве источника тока в агрегате установлен генератор переменного тока с электромагнитным возбуждением, фланцевого типа. На корпусе генератора укреплены выходные зажимы, на которые подводится напряжение генератора. Регулировка выходного напряжения осуществляется изменением скорости вращения двигателя. Принцип работы генератора основан на том, что при вращении якоря магнитный поток индуцирует в обмотке электродвижущуюся силу (э.д.с.), под действием которой в обмотке возникает ток, который в свою очередь вызывает увеличение э.д.с. генератора.The diesel-electric 19 unit consists of an engine and an alternating current generator with a linear voltage of 230 V. As the primary engine in the unit 19, a commercially available diesel engine is used. The engine drives the alternator. The engine and generator are connected in one unit, which is mounted on the frame through shock absorbers. An alternating current generator with electromagnetic excitation, flange type, is installed in the unit as a current source. The output clamps, on which the generator voltage is supplied, are fixed on the generator housing. The output voltage is adjusted by changing the speed of the motor. The principle of operation of the generator is based on the fact that when the armature rotates, the magnetic flux induces an electromotive force (emf) in the winding, under the action of which a current arises in the winding, which in turn causes an increase in emf. generator.
Электроагрегат состоит из генератора переменного тока, двигателя и блока управления. Для регулирования напряжения, вырабатываемого генератором электроагрегата, установлен регулятор напряжения. Регулятор напряжения состоит из электронного регулятора напряжения генератора, собранного на печатной плате, системы дистанционного запуска двигателя электроагрегата (кнопка S, контактор К) и защиты цепи генератора от обратного тока. Регулировка напряжения осуществляется путем изменения тока возбуждения генератора при изменении тока в нагрузке.The electric unit consists of an alternator, an engine and a control unit. To regulate the voltage generated by the generator of the electric unit, a voltage regulator is installed. The voltage regulator consists of an electronic voltage regulator of the generator, assembled on a printed circuit board, a system for remote start of the engine of the electric unit (button S, contactor K) and protection of the generator circuit from reverse current. The voltage is adjusted by changing the excitation current of the generator when the current in the load changes.
Блок 30 предназначен для контроля величины потребляемого напряжения переменного тока, поступающего с выхода автомата защиты 29 через блок 8 на вход блока 31 распределения нагрузки переменного тока. Он обеспечивает автоматический контроль наличия и величины напряжения и выдачи по информационному выходу на вход блока 35 данных о результатах контроля, на основании которых происходит запуск блоков управления коммутационными аппаратами.
Блок 31 предназначен для приема и распределения электроэнергии переменного тока напряжением 380/ 220 В по потребителям, защиты от токов короткого замыкания и перегрузок. Он обеспечивает автоматическое включение питания потребителей при подаче на его вход напряжения переменного тока и выдачу на блок 35 по информационному выходу сигналов исправной и аварийной работы.
Блок индикации 35 предназначен для отображения параметров системы электроснабжения (величины тока, напряжения, мощности, частоты переменного тока и др.) в цифровом виде, поступающих с выхода блоков контроля 4, 10, 27, 30 и 31 через блок 48. Управление блоком 35 индикации осуществляется по сигналам, поступающим с выхода формирователя 47 блока 8 автоматической коммутации каналов.The
Блок управления 36 системой электроснабжения содержит вычислительный комплекс 61, включающий в себя модуль центрального процессора 62, к которому подключены накопитель на жестком магнитном диске 63, клавиатура 64, принтер 65 и автономный блок накопителей на гибких магнитных дисках 66, а также модуль контроллеров ввода-вывода 67, соединенный с видеомонитором 68, и системную шину 69. К системной шине 69 подключены модуль контроллеров ввода-вывода 67 и модуль центрального процессора 62.The
Блок управления 36, кроме вычислительного комплекса 61, содержит также блок обмена информацией 70 в составе последовательно соединенных модуля математического акселератора 71 и блока линейных адаптеров 72, к которому подключены линии связи 37 от телефонной сети общего пользования. Модуль математического акселератора 71 подключен к системной шине 69 вычислительного комплекса 61.The
Вычислительный комплекс 61 предназначен для приема информации от основного 38 и резервного 39 источников электроэнергии, электроустановки отбора мощности 16, дизель-электрического агрегата 19, обработки данных контроля технического состояния основных элементов системы электроснабжения, величины потребления электроэнергии и расхода горюче-смазочных материалов, используемых для дизель-электрического агрегата 19. Наличие указанных данных позволит своевременно принять меры по бесперебойному электропитанию основных и вспомогательных потребителей. Вычислительный комплекс 61 может быть реализован на ЭВМ из семейства "Багет" для специализированных применений, дополнительных модулей и программного обеспечения. ЭВМ включает в себя набор стандартных модулей и позволяет устанавливать дополнительные модули для решения широкого круга задач ввода, сбора, хранения, обработки, отображения на видеомониторе и передачи данных [4].
Блок обмена информацией 70 предназначен для приема, обработки и передачи данных о техническом состоянии системы электроснабжения и ее элементов. Он включает модуль математического акселератора 71 и блок линейных адаптеров 72. Модуль математического акселератора 71 представляет собой известный элемент из семейства дополнительных модулей для системы ЭВМ "Багет" и предназначен для сопряжения с системной шиной 69 вычислительного комплекса 61. Он обеспечивает высокоскоростную обработку больших объемов однородной информации.The
Блок линейных адаптеров 72 предназначен для обмена данными по физическим линиям и каналам связи. Он обеспечивает также передачу сигналов и команд управления для дистанционного включения (выключения) электроустановки отбора мощности 16 в зависимости от установленной в данный период эксплуатации схемы системы электроснабжения.The block of
Система характеризуется несколькими режимами работы, главными из которых являются:The system is characterized by several modes of operation, the main of which are:
1) раздельное питание потребителей электроэнергии мобильного комплекса по основному (первому) и резервному (второму) каналам электроснабжения (двухканальная система). При этом питание основных потребителей осуществляется по первому каналу (сеть 1) электроснабжения напряжением постоянного тока 27 В, преобразованным из напряжения переменного тока первого канала с помощью выпрямителя 9, а питание вспомогательных потребителей обеспечивается по второму каналу (сеть 2) от резервного источника переменного тока напряжением 380/220 В;1) separate power supply of electricity consumers of the mobile complex through the main (first) and backup (second) power supply channels (two-channel system). In this case, the main consumers are supplied with power through the first channel (network 1) of power supply with a DC voltage of 27 V, converted from the alternating current voltage of the first channel using a
2) одновременное питание потребителей электроэнергии по любому из двух каналов электроснабжения;2) the simultaneous supply of electricity consumers through any of the two power supply channels;
3) питание потребителей электроэнергии от внешнего источника электроэнергии и от электроустановки отбора мощности. При этом питание основных потребителей может осуществляться по первому или второму каналам, а вспомогательных потребителей - от электроустановки отбора мощности и наоборот;3) power supply to electricity consumers from an external source of electricity and from a power take-off installation. At the same time, the main consumers can be supplied via the first or second channels, and auxiliary consumers - from the power take-off installation and vice versa;
4) питание внешних потребителей путем транзитной передачи электроэнергии на другие мобильные комплексы;4) power supply to external consumers through the transit transmission of electricity to other mobile complexes;
5) гарантированное питание потребителей электроэнергии от первого резервного источника постоянного тока (отдельной аккумуляторной батареи) или от второго резервного (аккумуляторной батареи транспортного средства) источника постоянного тока. Этот режим работы обеспечивается в дополнение к первому на время, необходимое для восстановления основного источника электроэнергии, при наличии в мобильном комплексе потребителей, не допускающих длительных перерывов в электропитании.5) guaranteed power consumers from the first backup DC power source (separate battery) or from the second backup (vehicle battery) DC power source. This mode of operation is provided in addition to the first for the time necessary to restore the main source of electricity, if there are consumers in the mobile complex that do not allow long interruptions in the power supply.
Первый из названных режимов обеспечивается при наличии напряжения на блоке силового ввода 1 при условии, что отклонение напряжения на вводе основной сети (сеть 1, первый канал) не выходит за допустимые пределы. При этом осуществляется раздельное питание основных 12, 13 и вспомогательных 32, 33 и 34 потребителей соответственно по кабельным линиям 38 и 39 от основного и резервного источников электроэнергии, а электроустановка 16 отбора мощности и дизель-электрический агрегат 19 являются ненагруженным резервом. В данном режиме находятся в замкнутом положении контакты контактора 3, коммутационных аппаратов блока 5 (по основной сети 1) и контактора 26, коммутационных аппаратов блока 28 (по резервной сети 2), контакты коммутационного аппарата 41 основных потребителей и контакты коммутационного аппарата 43 вспомогательных потребителей, а контакты 53 и 55 коммутационных аппаратов 52 и 54 переключателя 17, контакты 58 и 60 коммутационных аппаратов 57 и 59 находятся в разомкнутом состоянии. При отклонении напряжения на вводе основной сети (сеть 1) блока силового ввода 1 за допустимые пределы происходит автоматическое срабатывание блока управления 44 коммутационными аппаратами 41 и 43 под действием сигнала, вырабатываемого блоком 8 автоматической коммутации каналов на основании данных, поступающих с выхода блока 4 контроля входного напряжения. Замыканием контактов коммутационного аппарата 41 происходит переключение питания основных потребителей 12 и 13 на резервный источник (сеть 2), а размыканием контактов коммутационного аппарата 43 отключаются вспомогательные потребители 32, 33 и 34 от резервного источника (сети 2). Однако при этом сохраняется возможность электропитания вспомогательных потребителей 32, 33 и 34 от электроустановки 16 отбора мощности (или от дизель-электрического агрегата 19) через замкнутые контакты 55 коммутационного аппарата 54 переключателя сетей 17 (или через замкнутые контакты 60 коммутационного аппарата 59 переключателя агрегата 24), ко второму транзитному входу которого подключается в этом случае выход первого блока 40 контроля мощности. При восстановлении первого канала электроснабжения (основной сети) переключением контактов коммутационного аппарата 41 происходит автоматический возврат питания основных потребителей.The first of these modes is provided when there is voltage at the
Второй и третий режимы электроснабжения обеспечиваются при наличии только одного основного 38 (первый канал) или резервного 39 (второй канал) источника электроэнергии и электроустановки 16 отбора мощности (или дизель-электрического агрегата 19). При этом осуществляется централизованное электроснабжение основных потребителей 12 и 13 постоянным током от источника 38 по указанной выше схеме и питание вспомогательных потребителей 32, 33 и 34 переменным током от работающей электроустановки 16 отбора мощности с приводом от двигателя транспортного средства мобильного комплекса (или от работающего дизель-электрического агрегата 19), запуск которой обеспечивается дистанционно по команде с блока 8 автоматической коммутации каналов. При поступлении на вход блока 30 напряжения соответствующего уровня он запускает в работу блок управления 44, который, срабатывая, включает коммутационный аппарата 43. Своими замкнутыми контактами (первая группа) коммутационный аппарат 43 осуществляет подключение выхода блока 30 контроля входного напряжения на вход блока 31 распределения нагрузки переменного тока и обеспечивает питание вспомогательных потребителей 32, 33 и 34 от электроустановки 16 (или дизель-электрического агрегата 19).The second and third modes of power supply are provided if there is only one main 38 (first channel) or backup 39 (second channel) power source and power take-off 16 (or diesel-electric unit 19). At the same time, centralized electricity is supplied to the main consumers 12 and 13 with direct current from source 38 according to the above scheme and the auxiliary consumers 32, 33 and 34 are supplied with alternating current from a working electric power take-
Четвертый режим электроснабжения возникает при наличии только одного внешнего источника электроэнергии и электроустановки 16 отбора мощности с приводом от транспортного средства мобильного комплекса или дизель-электрического агрегата 19. При таком варианте электропитание потребителей может быть осуществлено в любом сочетании, например, основные потребители могут быть подключены к первому (или второму) каналу, а вспомогательные потребители подключены либо к электроустановке 16 отбора мощности, либо к дизель-электрическому агрегату 19. Однако и в этом режиме, в отличие от прототипа, обеспечивается достаточно высокая надежность электроснабжения основных потребителей, поскольку в этом случае сохраняется возможность автоматического перехода с основного канала на резервный, так как в качестве резервных источников теперь используются электроустановка отбора мощности и дизель-электрический агрегат.The fourth mode of power supply occurs when there is only one external source of electricity and
Пятый режим, в дополнение к основным режимам, предусмотрен для случая, когда в составе мобильного комплекса имеются основные потребители, не допускающие даже кратковременных перерывов в электроснабжении. В этом случае к силовым цепям потребителей с гарантированным электропитанием через коммутационные аппараты в блоке 11 распределения нагрузки подключаются параллельно (в буфере) первый резервный источник 14 постоянного тока, например, отдельная аккумуляторная батарея или второй резервный 15 источник постоянного тока, например, аккумуляторная батарея транспортной базы мобильного комплекса. Когда основной источник электропитания подключен к основным потребителям, тогда аккумуляторная батарея находится в режиме подзаряда, а при пропадании основного источника потребители с гарантированным электропитанием переключаются автоматически на питание от резервных источников 14 и 15 постоянного тока.The fifth mode, in addition to the main modes, is provided for the case when the mobile complex has the main consumers that do not allow even short-term interruptions in power supply. In this case, the first redundant direct current source 14, for example, a separate storage battery or the second backup 15 direct current source, for example, a transport base battery, is connected in parallel to the buffer
Для реализации того или иного режима работы системы электроснабжения в ней обеспечивается сбор данных о состоянии системы и ее элементов блоком 8 автоматической коммутации каналов, в котором с помощью блока 48, имеющего в своем составе модуль микропроцессора, осуществляется обработка полученных данных. На основе результатов обработки данных подготавливаются рекомендации дежурному оператору по выбору наиболее оптимального варианта схемы системы электроснабжения для каждой ситуации, существующей на данный момент времени.To implement this or that mode of operation of the power supply system, it provides data collection on the state of the system and its elements by the automatic
Введение блоков контроля изоляции 2, 20 и 25, контакторов 3, 21 и 26 в силовых цепях, дизель-электрического агрегата 19 с пультом управления 18 им и переключателя агрегата 24 с коммутационными аппаратами, наличие блока 8 автоматической коммутации каналов, имеющего в своем составе два блока 40 и 42 контроля мощности, два коммутационных аппарата 41 и 43 потребителей, блок 44 автоматического управления коммутационными аппаратами, блок мнемосхем 45, табло отображения 46, формирователь 47 команд управления, блок 48 приема данных, блок приема и передачи информации 49 и линейный адаптер 50, блока 10 контроля нагрузки постоянного тока, блока 11 распределения нагрузки постоянного тока, двух резервных 14 и 15 источников постоянного тока, блока 31 распределения нагрузки переменного тока вспомогательных потребителей, а также введение блока 36 управления системой электроснабжения и изменение схемы соединений элементов системы позволяют обеспечить выбор и установку необходимого, оптимального с точки зрения реально существующих условий, режима работы системы, автоматическое переключение каналов электроснабжения с основного на резервный при выходе из строя основного и автоматический возврат на электропитание потребителей по основному каналу при его восстановлении, что способствует повышению надежности работы и обеспечению бесперебойности электропитания потребителей, защите силовых цепей от повышенного напряжения и короткого замыкания в силовых цепях. При этом обеспечивается также автоматический контроль наличия напряжения на входах и выходах силовых цепей, способствующий автоматическому изменению чередования фаз и защите от ошибочного параллельного соединения различных источников электроэнергии к одним и тем же цепям при наличии напряжения на их выходах.Introduction of insulation control units 2, 20, and 25, contactors 3, 21, and 26 in power circuits, a diesel-electric unit 19 with a control panel 18 for it, and a
Введение дизель-электрического агрегата 19, являющегося вторым резервным источником переменного тока, обеспечение дистанционного включения электроустановки 16 отбора мощности и дизель-электрического агрегата 19, позволяет обеспечить горячее резервирование электроснабжения за счет их автоматического включения взамен вышедшего из строя основного или резервного источников, что способствует бесперебойности электропитания потребителей.The introduction of the diesel-electric unit 19, which is the second backup source of alternating current, the provision of remote switching on of the power take-
Положительный эффект заключается в повышении надежности работы системы и обеспечении бесперебойности гарантированного электропитания потребителей мобильного комплекса в условиях резких перепадов напряжения источников электроэнергии при различных режимах работы потребителей.The positive effect is to increase the reliability of the system and ensure uninterrupted supply of guaranteed power to consumers of the mobile complex in the conditions of sudden voltage drops of electric power sources under various modes of operation of consumers.
Испытания изготовленного образца предлагаемой автоматизированной системы гарантированного электроснабжения мобильного комплекса показали, что в ней, по сравнению с прототипом, существенно (с 3 до 0,5 мин) сокращается время перехода с одного режима работы системы на другой при исключении перерывов в электропитании потребителей за счет введения второго резервного источника переменного тока (дизель-электрического агрегата 19) и второго резервного источника 15 постоянного тока, обеспечении времени перехода с основного канала электроснабжения на резервный не более 20 мс, что подтвердило техническую реализуемость предлагаемой системы и возможность достижения поставленной цели.Tests of the manufactured sample of the proposed automated system for guaranteed power supply of the mobile complex showed that, in comparison with the prototype, it significantly (from 3 to 0.5 min) reduces the time it takes to switch from one mode of operation of the system to another, with the exception of interruptions in power supply to consumers due to the introduction of second backup alternating current source (diesel-electric unit 19) and second backup direct current source 15, providing transition time from the main channel tions to the backup no more than 20 ms, which confirmed the technical feasibility of the proposed system and the ability to achieve this goal.
Особенностью предлагаемой системы электроснабжения является также и то, что за счет введенных блоков в ней обеспечивается возможность автоматического слежения за состоянием элементов системы и при возникновении аварийных ситуаций они автоматически устраняются, а за счет контроля и измерения параметров системы и выработки рекомендаций по каждой ситуации существенно снижается вероятность принятия ошибочного решения оператором, что также способствует повышению надежности работы системы и обеспечению бесперебойности электроснабжения потребителей мобильного комплекса.A feature of the proposed power supply system is also that due to the introduced units, it provides the ability to automatically monitor the status of system elements and in case of emergency they are automatically eliminated, and by monitoring and measuring system parameters and making recommendations for each situation, the probability is significantly reduced making an erroneous decision by the operator, which also helps to increase the reliability of the system and ensure uninterrupted power supply I am complex customers.
Кроме того, за счет введения блока 36 управления системой электроснабжения и возможности передачи данных о ее состоянии на вышестоящий пункт управления достигается улучшение взаимодействие аналогичных мобильных комплексов между собой в сфере обеспечения электроснабжения потребителей.In addition, by introducing the
Источники информацииInformation sources
1. SU авторское свидетельство №681501, кл. Н02J 3/04, 1977.1. SU copyright certificate No. 681501, cl. H2O 3/04, 1977.
2. SU авторское свидетельство №843090, кл. Н02J 3/04, 1981.2. SU copyright certificate No. 843090, cl. H2O 3/04, 1981.
3. RU патент №2183042, кл. Н02J 3/04, 2002 (прототип).3. RU patent No. 2183042, class. Н02J 3/04, 2002 (prototype).
4. Семейство ЭВМ «Багет-М», КБ «Корунд-М», а/я 10.4. The family of computers "Baguette-M", Design Bureau "Corund-M",
5. Доморецкий О.А. Энергетика военных установок связи. - М.: Воениздат, 1974, с.174-197.5. Domoretsky O.A. Energy military communications installations. - M .: Military Publishing House, 1974, p. 174-197.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006135815/09A RU2318282C1 (en) | 2006-10-11 | 2006-10-11 | Computerized no-break power supply system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006135815/09A RU2318282C1 (en) | 2006-10-11 | 2006-10-11 | Computerized no-break power supply system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2318282C1 true RU2318282C1 (en) | 2008-02-27 |
Family
ID=39279092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006135815/09A RU2318282C1 (en) | 2006-10-11 | 2006-10-11 | Computerized no-break power supply system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2318282C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2504887C2 (en) * | 2008-09-05 | 2014-01-20 | Макита Корпорейшн | System equipped with microcomputer and battery pack for power tool |
| RU2524355C1 (en) * | 2013-01-24 | 2014-07-27 | Сергей Федорович Козлов | Uninterrupted power supply system |
-
2006
- 2006-10-11 RU RU2006135815/09A patent/RU2318282C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2504887C2 (en) * | 2008-09-05 | 2014-01-20 | Макита Корпорейшн | System equipped with microcomputer and battery pack for power tool |
| RU2524355C1 (en) * | 2013-01-24 | 2014-07-27 | Сергей Федорович Козлов | Uninterrupted power supply system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11400821B2 (en) | Electric-vehicle charging apparatus | |
| USRE44901E1 (en) | Method for converting direct voltage into three phase alternating voltage | |
| US4403292A (en) | Control for an electrical generating and distribution system, and method of operation | |
| US20120019203A1 (en) | Energy storage and vehicle charging system and method of operation | |
| US20170057369A1 (en) | Power supply system for charging electric vehicles | |
| CN108288853B (en) | Direct current power supply system and power supply method for airplane | |
| US11316471B2 (en) | Manual transfer switch for onsite energy generation and storage systems | |
| Friedman | Distributed energy resources interconnection systems: Technology review and research needs | |
| US11522365B1 (en) | Inverter power source load dependent frequency control and load shedding | |
| KR102129177B1 (en) | Ship having cross feeding system of dc distribution with spdt | |
| GB2145854A (en) | Voltage regulator | |
| WO2017127278A1 (en) | Interconnect and metering for renewables, storage and additional loads with electronically controlled disconnect capability for increased functionality | |
| CA1139367A (en) | Control for an electrical generating and distribution system, and method of operation | |
| RU2335055C1 (en) | Vehicle independent power supply system | |
| RU2318282C1 (en) | Computerized no-break power supply system | |
| RU2295189C1 (en) | Mobile power plant | |
| KR20220122736A (en) | A storage system configured for use in an energy management system | |
| US11881742B2 (en) | Systems and methods for supplying uninterruptible power | |
| RU2318281C1 (en) | Computerized system for no-break power supply to stationary equipment | |
| RU2125331C1 (en) | Off-line power supply system for mobile equipment | |
| US20220081091A1 (en) | Hybrid power generation plant system and method | |
| RU2183042C2 (en) | Universal power supply system for mobile equipment | |
| TW201406006A (en) | Power supply system and method for operating power supply system | |
| Wunder et al. | Droop controlled cognitive power electronics for DC microgrids | |
| RU2756390C1 (en) | Electric power supply system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111012 |