RU2419943C1 - Charging-discharging onshore facility for ship storage batteries with electric power supplied from high-voltage network - Google Patents
Charging-discharging onshore facility for ship storage batteries with electric power supplied from high-voltage network Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419943C1 RU2419943C1 RU2010116737/07A RU2010116737A RU2419943C1 RU 2419943 C1 RU2419943 C1 RU 2419943C1 RU 2010116737/07 A RU2010116737/07 A RU 2010116737/07A RU 2010116737 A RU2010116737 A RU 2010116737A RU 2419943 C1 RU2419943 C1 RU 2419943C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- voltage
- microcontroller
- power
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и в частности к системам, использующим полупроводниковые преобразователи напряжения для питания корабельных аккумуляторных батарей большой емкости регулируемым реверсивным постоянным током при проведении формовочных циклов заряда-разряда от высоковольтных сетей переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 6 или 10 кВ. Изобретение может быть использовано для автоматического заряда-разряда аккумуляторных батарей на различных объектах (подвижных и стационарных) промышленного и военного назначения.The invention relates to the field of electrical engineering and, in particular, to systems using semiconductor voltage converters to power large-capacity marine batteries with adjustable reverse direct current during molding charge-discharge cycles from high-voltage alternating current networks with a frequency of 50 Hz and a voltage of 6 or 10 kV. The invention can be used for automatic charge-discharge of rechargeable batteries at various objects (mobile and stationary) for industrial and military purposes.
Известен зарядно-разрядный преобразователь («Зарядно-разрядный преобразователь ЗРП-150/50», http://www.blesk-nvf.ru/ZRP150-50.html), поставляемый Обществом с ограниченной ответственностью «Элмашпром», Россия, г.Нижний Новгород (http://www.promspravka.com/catalog/D/DL/31/1/10/5/50/130/auto/2/zaryadka 440. html), представляющий собой трехфазный тиристорный реверсивный преобразователь, предназначенный для заряда, тренировочного заряда, формования в режиме оптимального заряда-разряда до десяти 12-вольтовых и до пяти 24-вольтовых аккумуляторных батареек одновременно. В режиме разряда энергия, вырабатываемая аккумуляторными батареями, инвертируется в питающую сеть 3~50 Гц, 380/220 В. Недостатком данного зарядно-разрядного преобразователя является то, что в нем переключение режимов работы преобразователя (заряд, тренировочный заряд, формование аккумуляторных батарей в режиме заряда-разряда) производится вручную.Known charge-discharge converter ("Charging-discharge converter ZRP-150/50", http://www.blesk-nvf.ru/ZRP150-50.html), supplied by Limited Liability Company "Elmashprom", Russia, Nizhny Novgorod (http://www.promspravka.com/catalog/D/DL/31/1/10/5/50/130/auto/2/zaryadka 440. html), which is a three-phase thyristor reversing converter designed for charge, training charge, molding in the optimal charge-discharge mode up to ten 12-volt and up to five 24-volt batteries at the same time. In the discharge mode, the energy generated by the batteries is inverted to the
Известны зарядно-разрядные устройства («Агрегат выпрямительный ВАЗП-260/100-80/50М с микропроцессорной системой управления», http://www.elvpr.ru/preobraztechnic/zaryadpusk/VAZP_MPSAU.php, «Выпрямитель В-ТПЕ-500/200-250», http://www.elvpr.ru/preobraztechnic/zaryadpusk/V-TPE-500(200)-250.php и «Устройства зарядные автоматические серии УЗА», http://www.elvpr.ru/preobraztechnic/zaryadpusk/uza.php), серийно выпускаемые ОАО «Электровыпрямитель», Мордовия, г.Саранск (http://www.elvpr.ru/). Общими недостатками данных устройств является относительно небольшая емкость аккумуляторных батарей, для электропитания которых они предназначены, и возможность их работы только от низковольтной сети трехфазного переменного тока с частотой 50 Гц, напряжением 380 В.Known charge-discharge devices ("Rectifier unit VAZP-260 / 100-80 / 50M with microprocessor control system", http://www.elvpr.ru/preobraztechnic/zaryadpusk/VAZP_MPSAU.php, "Rectifier V-TPE-500 / 200-250 ", http://www.elvpr.ru/preobraztechnic/zaryadpusk/V-TPE-500(200)-250.php and" Automatic Charging Devices UZA Series ", http://www.elvpr.ru/ preobraztechnic / zaryadpusk / uza.php), commercially available from Elektrovypryamitel OJSC, Mordovia, Saransk (http://www.elvpr.ru/). The common disadvantages of these devices is the relatively small capacity of the batteries for which they are intended for power supply, and the possibility of their operation only from a low-voltage network of three-phase alternating current with a frequency of 50 Hz, voltage of 380 V.
Наиболее близким по исполнению аналогом, принятым в качестве прототипа предлагаемого изобретения, является «Реверсивный преобразователь напряжения для передачи электроэнергии между сетями переменного и постоянного тока» (Патент РФ на изобретение №2343615, МПК 2006: H02J 9/06, патентообладатель: Закрытое акционерное общество «ИРИС»).The closest to the performance analogue, adopted as a prototype of the invention, is a "reversible voltage converter for transferring electricity between AC and DC networks" (RF Patent for the invention No. 2343615, IPC 2006:
Данный реверсивный преобразователь напряжения для передачи электроэнергии между сетями переменного и постоянного тока включает первую и вторую группы потребителей напряжения постоянного тока, соединенные последовательно сеть напряжения переменного тока с группой потребителей напряжения переменного тока, первый датчик тока, первый фильтр, первый инвертор-выпрямитель, второй фильтр, второй инвертор-выпрямитель, трансформатор, третий инвертор-выпрямитель, блок защиты, третий фильтр, второй датчик тока, сеть напряжения постоянного тока с аккумуляторной батареей; первый и второй датчики напряжения, аналого-цифровой преобразователь, первый, второй и третий блоки драйверов силовых ключей, источник бесперебойного питания с аккумуляторной батареей, микроконтроллер с оперативным запоминающим устройством, модуль дискретного ввода-вывода, часы реального времени, энергонезависимое запоминающее устройство, адаптер информационной шины, шину информационного обмена, внешнюю систему управления, панель индикации и управления. К первому входу аналого-цифрового преобразователя подключен информационный выход первого датчика тока, ко второму входу через первый датчик напряжения подключен вход-выход сети напряжения переменного тока с группой потребителей напряжения переменного тока, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу микроконтроллера с оперативным запоминающим устройством, ко второму входу микроконтроллера с оперативным запоминающим устройством подключены часы реального времени, к третьему входу подключено энергонезависимое запоминающее устройство, к первому входу-выходу микроконтроллера с оперативным запоминающим устройством через модуль дискретного ввода-вывода подключена панель индикации и управления, ко второму входу-выходу через адаптер информационной шины и шину информационного обмена подключена внешняя система управления, первый выход микроконтроллера с оперативным запоминающим устройством через первый блок драйверов силовых ключей подключен к управляющему входу первого инвертора-выпрямителя, первая группа потребителей напряжения постоянного тока подключена к выходу второго фильтра, вторая группа потребителей напряжения постоянного тока подключена к выходу сети напряжения постоянного тока с аккумуляторной батареей, к третьему входу аналого-цифрового преобразователя подключен информационный выход второго датчика тока, к четвертому входу через второй датчик напряжения подключен вход-выход сети напряжения постоянного тока с аккумуляторной батареей, второй выход микроконтроллера с оперативным запоминающим устройством через второй блок драйверов силовых ключей подключен к управляющему входу второго инвертора-выпрямителя, третий выход через третий блок драйверов силовых ключей подключен к управляющему входу третьего инвертора-выпрямителя, выход сети напряжения переменного тока с группой потребителей напряжения переменного тока подключен к входу источника бесперебойного питания с аккумуляторной батареей, выход источника бесперебойного питания с аккумуляторной батареей подключен к соответствующим входам электропитания микроконтроллера с оперативным запоминающим устройством аналого-цифрового преобразователя, первого, второго и третьего блока драйверов силовых ключей, модуля дискретного ввода-вывода, панели индикации и управления и адаптера информационной шины.This reversible voltage converter for transmitting electricity between AC and DC networks includes the first and second groups of consumers of DC voltage, connected in series to an AC voltage network with a group of consumers of AC voltage, a first current sensor, a first filter, a first rectifier inverter, a second filter , second inverter-rectifier, transformer, third inverter-rectifier, protection unit, third filter, second current sensor, DC voltage network with the battery; first and second voltage sensors, analog-to-digital converter, first, second and third blocks of power switch drivers, uninterruptible power supply with battery, microcontroller with random access memory, discrete input-output module, real-time clock, non-volatile memory, information adapter tires, information exchange bus, external control system, display and control panel. The information output of the first current sensor is connected to the first input of the analog-to-digital converter, the input-output of the AC voltage network with a group of AC voltage consumers is connected to the second input through the first voltage sensor, the output of the analog-to-digital converter is connected to the first input of the microcontroller with random access memory , a real-time clock is connected to the second input of the microcontroller with random access memory, is connected non-volatile to the third input a storage device, an indication and control panel is connected to the first input-output of the microcontroller with random access memory through a discrete input-output module, an external control system is connected to the second input-output through the information bus adapter and the data exchange bus, the first output of the microcontroller with random access memory through the first block of drivers of power switches connected to the control input of the first inverter-rectifier, the first group of voltage consumers is constant the current is connected to the output of the second filter, the second group of consumers of DC voltage is connected to the output of the DC voltage network with the battery, the information output of the second current sensor is connected to the third input of the analog-to-digital converter, input-output is connected to the fourth input through the second voltage sensor DC voltage network with battery, the second output of the microcontroller with random access memory through the second block of drivers of power keys is connected connected to the control input of the second inverter rectifier, the third output through the third block of power switch drivers is connected to the control input of the third inverter rectifier, the output of the AC voltage network with a group of AC voltage consumers is connected to the input of an uninterruptible power supply with a battery, the output of an uninterruptible power supply power supply with a battery connected to the corresponding power inputs of the microcontroller with random access memory analog-to-digital a converter, a first, second, and third block of power key drivers, a discrete input-output module, an indication and control panel, and an information bus adapter.
Недостатками реверсивного преобразователя напряжения по прототипу является следующее:The disadvantages of the reversing voltage Converter prototype is the following:
- использование тройного преобразования (с помощью первого, второго и третьего инвертора-выпрямителя) напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока и обратно;- the use of triple conversion (using the first, second and third inverter-rectifier) of the AC voltage into a DC voltage and vice versa;
- отсутствие возможности контроля температурного режима основных силовых элементов преобразователя (силовых ключей, входящих в состав инверторов-выпрямителей);- the inability to control the temperature regime of the main power elements of the converter (power switches that are part of the inverters-rectifiers);
- отсутствие световой и звуковой сигнализации о состоянии преобразователя;- lack of light and sound signaling about the state of the converter;
- возможность работы только от низковольтной сети трехфазного переменного тока с частотой 50 Гц, напряжением 380 В.- the ability to work only from a low-voltage network of three-phase alternating current with a frequency of 50 Hz, voltage of 380 V.
Целью изобретения является достижение максимально возможной экономии электроэнергии, потребляемой в процессе заряда аккумуляторных батарей большой емкости, и, связанное с этим, решение комплекса задач:The aim of the invention is to achieve the maximum possible savings in electricity consumed in the process of charging high-capacity batteries, and, associated with this, the solution of a set of problems:
- обеспечение возможности использования (вместо низковольтной сети трехфазного переменного тока с частотой 50 Гц напряжением 380 В) для непосредственного питания зарядно-разрядного комплекса высоковольтных сетей переменного тока с частотой 50 Гц напряжением 6 или 10 кВ, позволяющей значительно уменьшить потери в оборудовании электропитающей сети (понижающий трансформатор, коммутационная аппаратура, линии электропередачи и подводящие кабели) при значительных токах нагрузки, которые потребляются при заряде аккумуляторных батарей большой емкости;- providing the possibility of using (instead of a low-voltage network of three-phase alternating current with a frequency of 50 Hz and a voltage of 380 V) for direct supply of a charge-discharge complex of high-voltage alternating current networks with a frequency of 50 Hz and a voltage of 6 or 10 kV, which can significantly reduce losses in the equipment of the power supply network (lowering transformer, switching equipment, power lines and supply cables) at significant load currents, which are consumed when charging batteries large mkosti;
- обеспечение экономии электроэнергии в высоковольтной сети напряжением 6 или 10 кВ переменного тока (восполнение электроэнергии для питания потребителей, подключенных к этой сети переменного тока) за счет рекуперации химической энергии, накопленной в аккумуляторной батарее, при выполнении многократных циклов заряда-разряда аккумуляторной батареи вместо ее безвозвратной потери на тепловое рассеяние в нагрузочном устройстве;- ensuring energy savings in a high-voltage network with a voltage of 6 or 10 kV AC (replenishment of electricity to power consumers connected to this AC network) due to the recovery of chemical energy accumulated in the battery when performing multiple charge-discharge cycles of the battery instead irretrievable loss of thermal dissipation in the load device;
- обеспечение экономии электроэнергии за счет реализации в зарядно-разрядном комплексе эффективной схемы выпрямления с высоким значением КПД;- ensuring energy savings due to the implementation in the charge-discharge complex of an efficient rectification circuit with a high value of efficiency;
- обеспечение эффективного нормального и ускоренного заряда, тренировочного заряда, формования в режиме автоматического заряд-разряда пластин аккумуляторной батареи за счет реализации в зарядно-разрядном комплексе эффективной схемы выпрямления с низким уровнем пульсации;- ensuring effective normal and accelerated charge, training charge, molding in the mode of automatic charge-discharge of the plates of the battery due to the implementation in the charge-discharge complex of an effective rectification circuit with a low level of ripple;
- обеспечение возможности автоматического переключения режимов работы зарядно-разрядного комплекса по заданной программе или дистанционно с помощью внешней системы управления;- providing the ability to automatically switch the operating modes of the charge-discharge complex according to a given program or remotely using an external control system;
- обеспечение возможности автоматического контроля температурного режима основных силовых элементов преобразователя;- providing the ability to automatically control the temperature of the main power elements of the Converter;
- обеспечение световой и звуковой сигнализации о состоянии сетей электропитания и режимах работы зарядно-разрядного комплекса.- providing light and sound signaling about the state of power supply networks and operating modes of the charge-discharge complex.
Поставленная цель достигается тем, что в зарядно-разрядный береговой комплекс для корабельных аккумуляторных батарей с электропитанием от высоковольтной сети, содержащий соединенные последовательно сеть переменного тока 3~50 Гц напряжением 380 В, третий выпрямитель, четвертый фильтр, первый инвертор, трансформатор, второй выпрямитель, третий датчик тока и сеть постоянного тока напряжением 175…320 В с аккумуляторной батареей; четвертый микроконтроллер со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины, к первому входу которого подключен информационный выход третьего датчика тока, ко второму - через седьмой датчик напряжения выход третьего датчика тока, к четвертому - через восьмой датчик напряжения выход сети переменного тока 3~50 Гц напряжением 380 В; выход четвертого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины через третий блок драйверов силовых ключей подключен к управляющему входу первого инвертора; шину информационного обмена, к первому входу-выходу которой подключен вход-выход внешней системы управления, к третьему - вход-выход четвертого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины; первый и второй блок драйверов силовых ключей, второй и третий фильтр, и первый датчик тока, введены ЭВМ, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и девятый датчик напряжения, пульт местного контроля и управления, первое, второе, третье, четвертое и пятое релейное устройство, блок управления насосом, насос системы жидкостного охлаждения, блок звуковой сигнализации, сеть переменного тока 3~50 Гц напряжением 6 кВ и 10 кВ, переключатель сети 6/10 кВ, первый, второй, третий и четвертый автоматический выключатель, переключатель треугольник/звезда первичной обмотки высоковольтного трансформатора, первичная обмотка высоковольтного трансформатора, первая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, соединенная в звезду, первый, второй и третий дроссель, нагрузочное устройство, переключатель нагрузки, первый, пятый и шестой фильтр, панель дистанционной световой сигнализации, схема управления вентиляторами, блок вентиляторов, вторая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, соединенная в треугольник, первый, второй, третий, четвертый и пятый датчик температуры радиаторов силовых ключей, первый, второй, третий и пятый микроконтроллер со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины, первый и четвертый выпрямитель, блок силовых IGВТ-ключей, второй, четвертый и пятый датчик тока, второй инвертор; первый выход ЭВМ подключен через схему управления вентиляторами к входу блока вентиляторов, второй - к входу панели дистанционной световой сигнализации, третий - через первое релейное устройство к управляющему входу первого автоматического выключателя, четвертый - через блок управления насосом к насосу системы жидкостного охлаждения, пятый - к блоку звуковой сигнализации, шестой - через второе релейное устройство к управляющему входу второго автоматического выключателя, седьмой - через третье релейное устройство к управляющему входу переключателя нагрузки, восьмой - через четвертое релейное устройство к управляющему входу третьего автоматического выключателя, девятый - через пятое релейное устройство к управляющему входу четвертого автоматического выключателя; к первому входу ЭВМ подключен через первый датчик напряжения выход сети переменного тока 3~50 Гц напряжением 10 кВ, ко второму - через второй датчик напряжения выход сети переменного тока 3~50 Гц напряжением 6 кВ, к третьему - информационный выход первого автоматического выключателя, к четвертому - информационный выход второго автоматического выключателя, к пятому - информационный выход переключателя нагрузки, к шестому - информационный выход третьего автоматического выключателя, к седьмому - информационный выход четвертого автоматического выключателя; первый вход-выход ЭВМ подключен к входу-выходу пульта местного контроля и управления, второй - ко второму входу-выходу шины информационного обмена; к четвертому входу-выходу шины информационного обмена подключен вход-выход пятого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины, к пятому - вход-выход третьего микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины, к шестому - вход-выход первого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины, к седьмому - вход-выход второго микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины; к первому входу-выходу переключателя сети 6/10 кВ подключен вход-выход сети переменного тока 3~50 Гц напряжением 6 кВ, ко второму - вход-выход сети переменного тока 3~50 Гц напряжением 10 кВ; переключатель сети 6/10 кВ, первый автоматический выключатель, переключатель треугольник/звезда первичной обмотки высоковольтного трансформатора и первичная обмотка высоковольтного трансформатора соединены последовательно; первый выход первичной обмотки высоковольтного трансформатора через последовательно соединенные первую вторичную обмотку высоковольтного трансформатора, второй автоматический выключатель и первый дроссель подключен к входу первого выпрямителя, второй - через последовательно соединенные вторую вторичную обмотку высоковольтного трансформатора, третий автоматический выключатель и второй дроссель подключен к входу четвертого выпрямителя; к входу первичной обмотки высоковольтного трансформатора через последовательно соединенные первую вторичную обмотку высоковольтного трансформатора, переключатель нагрузки, первый фильтр, четвертый датчик тока, второй инвертор и пятый фильтр подключен выход блока силовых IGBT-ключей; второй выход переключателя нагрузки подключен к входу нагрузочного устройства; в разрыв между третьим датчиком тока и сетью постоянного тока напряжением 175…320 В с аккумуляторной батареей включены последовательно соединенные третий дроссель, второй фильтр, первый датчик тока, блок силовых IGBT-ключей, третий фильтр, четвертый автоматический выключатель и второй датчик тока; второй выход третьего дросселя через последовательно соединенные шестой фильтр и пятый датчик тока подключен ко второму входу блока силовых IGBT-ключей; выход первого выпрямителя подключен к входу второго фильтра; выход четвертого выпрямителя подключен к входу шестого фильтра; к первому входу первого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины подключен первый датчик температуры радиаторов силовых ключей, ко второму - через третий датчик напряжения выход первого датчика тока, к третьему - информационный выход первого датчика тока; к первому входу второго микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины подключен второй датчик температуры радиаторов силовых ключей, ко второму - через четвертый датчик напряжения выход второго датчика тока, к третьему - информационный выход второго датчика тока, выход второго микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины через первый блок драйверов силовых ключей подключен к управляющему входу блока силовых IGВТ-ключей; к первому входу третьего микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины подключен третий датчик температуры радиаторов силовых ключей, ко второму - через шестой датчик напряжения выход пятого фильтра, к третьему - через пятый датчик напряжения выход четвертого датчика тока, к четвертому - информационный выход четвертого датчика тока, выход третьего микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины через второй блок драйверов силовых ключей подключен к управляющему входу второго инвертора; к третьему входу четвертого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины подключен четвертый датчик температуры радиаторов силовых ключей; к первому входу пятого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины подключен пятый датчик температуры радиаторов силовых ключей, ко второму - информационный выход пятого датчика тока, к третьему - через девятый датчик напряжения выход пятого датчика тока.This goal is achieved by the fact that in the charge-discharge coastal complex for ship batteries with power from a high-voltage network, containing a 3 ~ 50 Hz AC voltage of 380 V connected in series, a third rectifier, a fourth filter, a first inverter, a transformer, a second rectifier, the third current sensor and a direct current network with a voltage of 175 ... 320 V with a battery; the fourth microcontroller with built-in analog-to-digital converter and an information bus adapter, to the first input of which the information output of the third current sensor is connected, to the second - through the seventh voltage sensor, the output of the third current sensor, and to the fourth - through the eighth voltage sensor, the
Шина информационного обмена может быть выполнена на базе интерфейсов RS-485, CAN, MIL-STD1553B, Ethernet.The data exchange bus can be performed on the basis of the RS-485, CAN, MIL-STD1553B, Ethernet interfaces.
Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемом зарядно-разрядном комплексе с эффективной, так называемой, «двенадцатипульсной схемой выпрямления» реализовано использование высоковольтных сетей переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 6 или 10 кВ для электропитания реверсивным регулируемым постоянным током корабельных аккумуляторных батарей, а также предусмотрена возможность возврата химической энергии (в режиме разряда аккумуляторной батареи), накопленной в аккумуляторной батарее, в высоковольтную сеть переменного тока, что обеспечивает максимально возможную экономию электроэнергии, потребляемой в процессе многократных циклов заряда-разряда аккумуляторной батареи большой емкости.The essence of the invention lies in the fact that in the proposed charge-discharge complex with an effective so-called “twelve-pulse rectification circuit”, the use of high-voltage alternating current networks with a frequency of 50 Hz and a voltage of 6 or 10 kV is implemented for power supply with reversible regulated direct current of ship batteries, and it is also possible to return chemical energy (in the discharge mode of the battery) accumulated in the battery to the high-voltage AC network a, which provides the maximum possible savings in electricity consumed during multiple charge-discharge cycles of high-capacity batteries.
Согласно чертежу зарядно-разрядный береговой комплекс для корабельных аккумуляторных батарей с электропитанием от высоковольтной сети включает ЭВМ 1, первый 2, второй 3, третий 38, четвертый 41, пятый 52, шестой 55, седьмой 72, восьмой 74 и девятый 77 датчик напряжения, пульт местного контроля и управления 4, первое 5, второе 9, третье 23, четвертое 26 и пятое 35 релейное устройство, блок управления насосом 6, насос системы жидкостного охлаждения 7, блок звуковой сигнализации 8, сеть переменного тока 3~50 Гц напряжением 6 кВ 10 и 10 кВ 18, переключатель сети 6/10 кВ 11, первый 12, второй 16, третий 28 и четвертый 49 автоматический выключатель, переключатель треугольник/звезда первичной обмотки высоковольтного трансформатора 13, первичная обмотка высоковольтного трансформатора 14, первая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, соединенная в звезду 15, первый 17, второй 29 и третий 56 дроссель, нагрузочное устройство 19, переключатель нагрузки 20, первый 21, второй 45, третий 48, четвертый 61, пятый 66 и шестой 70 фильтр, панель дистанционной световой сигнализации 22, схема управления вентиляторами 24, блок вентиляторов 25, вторая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, соединенная в треугольник 27, внешняя система управления 33, шина информационного обмена 34, первый 36, второй 42, третий 43, четвертый 68 и пятый 75 датчик температуры радиаторов силовых ключей, первый 37, второй 40, третий 53, четвертый 73 и пятый 76 микроконтроллер со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины, первый 39, второй 54 и третий 67 блок драйверов силовых ключей, первый 44, второй 58, третий 62 и четвертый 64 выпрямитель, первый 46, второй 50, третий 57, четвертый 64 и пятый 71 датчик тока, блок силовых IGBT-ключей 47, сеть постоянного тока напряжением 175…320 В с аккумуляторной батареей 51, трансформатор 59, первый 60 и второй 65 инвертор, сеть переменного тока 3~50 Гц напряжением 380 В 63.According to the drawing, the charge-discharge coastal complex for ship batteries with power from a high-voltage network includes a
Сеть переменного тока 3~50 Гц напряжением 380 В 63, третий выпрямитель 62, четвертый фильтр 61, первый инвертор 60, трансформатор 59, второй выпрямитель 58, третий датчик тока 57, третий дроссель 56, второй фильтр 45, первый датчик тока 46, блок силовых IGВТ-ключей 47, третий фильтр 48, четвертый автоматический выключатель 49, второй датчик тока 50 и сеть постоянного тока напряжением 175…320 В с аккумуляторной батареей 51 соединены последовательно.AC ~ 3 ~ 50 Hz, voltage 380
Первый выход ЭВМ 1 подключен через схему управления вентиляторами 24 к входу блока вентиляторов 25, второй - к входу панели дистанционной световой сигнализации 22, третий - через первое релейное устройство 5 к управляющему входу первого автоматического выключателя 12, четвертый - через блок управления насосом 6 к насосу системы жидкостного охлаждения 7, пятый - к блоку звуковой сигнализации 8, шестой - через второе релейное устройство 9 к управляющему входу второго автоматического выключателя 16, седьмой - через третье релейное устройство 23 к управляющему входу переключателя нагрузки 20, восьмой - через четвертое релейное устройство 26 к управляющему входу третьего автоматического выключателя 28, девятый - через пятое релейное устройство 35 к управляющему входу четвертого автоматического выключателя 49; к первому входу ЭВМ 1 подключен через первый датчик напряжения 2 выход сети переменного тока 3~50 Гц напряжением 10 кВ 18, ко второму - через второй датчик напряжения 3 выход сети переменного тока 3~50 Гц напряжением 6 кВ 10, к третьему - информационный выход первого автоматического выключателя 12, к четвертому - информационный выход второго автоматического выключателя 16, к пятому - информационный выход переключателя нагрузки 20, к шестому - информационный выход третьего автоматического выключателя 28, к седьмому - информационный выход четвертого автоматического выключателя 49; первый вход-выход ЭВМ 1 подключен к входу-выходу пульта местного контроля и управления 4, второй - ко второму входу-выходу шины информационного обмена 34; к первому входу-выходу шины информационного обмена 34 подключен вход-выход внешней системы управления 33, к третьему - вход-выход четвертого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины 73; к четвертому - вход-выход пятого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины 76, к пятому - вход-выход третьего микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины 53, к шестому - вход-выход первого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины 37, к седьмому - вход-выход второго микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины 40.The first output of the
К первому входу-выходу переключателя сети 6/10 кВ 11 подключен вход-выход сети переменного тока 3-50 Гц напряжением 6 кВ 10, ко второму - вход-выход сети переменного тока 3~50 Гц напряжением 10 кВ 18; переключатель сети 6/10 кВ 11, первый автоматический выключатель 12, переключатель треугольник/звезда первичной обмотки высоковольтного трансформатора 13 и первичная обмотка высоковольтного трансформатора 14 соединены последовательно; первый выход первичной обмотки высоковольтного трансформатора 14 через последовательно соединенные первую вторичную обмотку высоковольтного трансформатора 15, второй автоматический выключатель 16 и первый дроссель 17 подключен к входу первого выпрямителя 44, второй - через последовательно соединенные вторую вторичную обмотку высоковольтного трансформатора 27, третий автоматический выключатель 28 и второй дроссель 29 подключен к входу четвертого выпрямителя 69; к входу первичной обмотки высоковольтного трансформатора 14 через последовательно соединенные первую вторичную обмотку высоковольтного трансформатора 15, переключатель нагрузки 20, первый фильтр 21, четвертый датчик тока 64, второй инвертор 65 и пятый фильтр 66 подключен выход блока силовых IGВТ-ключей 47; второй выход переключателя нагрузки 20 подключен к входу нагрузочного устройства 19; второй выход третьего дросселя 56 через последовательно соединенные шестой фильтр 70 и пятый датчик тока 71 подключен ко второму входу блока силовых IGВТ-ключей 47; выход первого выпрямителя 44 подключен к входу второго фильтра 45; выход четвертого выпрямителя 69 подключен к входу шестого фильтра 70.The input / output of an AC network of 3-50 Hz with a voltage of 6
К первому входу первого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины 37 подключен первый датчик температуры радиаторов силовых ключей 36, ко второму - через третий датчик напряжения 38 выход первого датчика тока 46, к третьему - информационный выход первого датчика тока 46; к первому входу второго микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины 40 подключен второй датчик температуры радиаторов силовых ключей 42, ко второму - через четвертый датчик напряжения 41 выход второго датчика тока 50, к третьему - информационный выход второго датчика тока 50, выход второго микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины 40 через первый блок драйверов силовых ключей 39 подключен к управляющему входу блока силовых IGВТ-ключей 47; к первому входу третьего микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины 53 подключен третий датчик температуры радиаторов силовых ключей 43, ко второму - через шестой датчик напряжения 55 выход пятого фильтра 66, к третьему - через пятый датчик напряжения 52 выход четвертого датчика тока 64, к четвертому - информационный выход четвертого датчика тока 64, выход третьего микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины 53 через второй блок драйверов силовых ключей 54 подключен к управляющему входу второго инвертора 65; к первому входу четвертого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины 73 подключен информационный выход третьего датчика тока 57, ко второму - через седьмой датчик напряжения 72 выход третьего датчика тока 57, к третьему - четвертый датчик температуры радиаторов силовых ключей 68, к четвертому - через восьмой датчик напряжения 74 выход сети переменного тока 3~50 Гц напряжением 380 В 63, выход четвертого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины 73 через третий блок драйверов силовых ключей 67 подключен к управляющему входу первого инвертора 60; к первому входу пятого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины 76 подключен пятый датчик температуры радиаторов силовых ключей 75, ко второму - информационный выход пятого датчика тока 71, к третьему - через девятый датчик напряжения 77 выход пятого датчика тока 71.A first temperature sensor of
Предлагаемый зарядно-разрядный комплекс работает следующим образом. Вначале включается ЭВМ 1, первый 37, второй 40, третий 53, четвертый 73 и пятый 76 микроконтроллер и проверяется наличие напряжения в высоковольтных сетях 10, 18 (ЭВМ 1 опрашивает первый 2 и второй 3 датчик напряжения), необходимое исходное состояние коммутационного оборудования зарядно-разрядного комплекса: первый 12, второй 16, третий 28 и четвертый 49 автоматические выключатели должны быть отключены, переключатель нагрузки 20 должен быть подключен к нагрузочному устройству 19 (ЭВМ 1 опрашивает входы 3, 4, 5, 6 и 7), наличие напряжения в сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В 63 (четвертый микроконтроллер 73 определяет с помощью восьмого датчика напряжения 74 наличие напряжения и передает контрольную информацию через шину информационного обмена 34 в ЭВМ 1) и значение напряжения в сети постоянного тока напряжением 175…320 В с аккумуляторной батареей 51 (второй микроконтроллер 40 определяет с помощью четвертого датчика напряжения 41 значение напряжения и передает контрольную информацию через шину информационного обмена 34 в ЭВМ 1).The proposed charge-discharge complex works as follows. First,
При наличии в сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В 63 напряжения номинального значения (342…418 В), четвертый микроконтроллер 73 с помощью третьего блока драйверов силовых ключей 67 начинает управление первым инвертором 60, контролируя выходные напряжение и ток канала преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока (третий выпрямитель 62, четвертый фильтр 61, первый инвертор 60, трансформатор 59 и второй выпрямитель 58) с помощью седьмого датчика напряжения 72 и третьего датчика тока 57. Напряжение постоянного тока, формируемое этим каналом преобразования, постепенно повышается и через третий дроссель 56 подается на второй 45 и пятый 70 фильтр, обеспечивая плавный заряд конденсаторов, входящих в состав этих фильтров. Затем ЭВМ 1 с помощью пятого релейного усилителя включает четвертый автоматический выключатель 49, а второй микроконтроллер 40 с помощью первого блока драйверов силовых ключей 39 начинает управление блоком силовых IGВТ-ключей 47, контролируя напряжение и ток зарядки аккумуляторной батареи через сеть постоянного тока напряжением 175…320 В 51 с помощью четвертого датчика напряжения 41 и второго датчика тока 50.If there is a voltage of nominal value (342 ... 418 V) in the
Для перехода в основной режим эксплуатации (заряд аккумуляторной батареи от высоковольтной сети), выбирается высоковольтная питающая сеть, от которой зарядно-разрядный комплекс будет получать электропитание. При использовании сети переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 6 кВ 10 выполняется переключение первичной обмотки высоковольтного трансформатора в переключателе 13 на схему соединения «треугольник», а переключатель сети 6/10 кВ 11 устанавливается на работу от своего первого входа-выхода. При использовании сети переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 10 кВ 18 выполняется переключение первичной обмотки высоковольтного трансформатора в переключателе 13 на схему соединения «звезда», а переключатель сети 6/10 кВ 11 устанавливается на работу от своего второго входа-выхода.To switch to the main mode of operation (battery charge from a high-voltage network), a high-voltage supply network is selected, from which the charge-discharge complex will receive power. When using an AC network with a frequency of 50 Hz and a voltage of 6
Далее ЭВМ 1 с помощью первого релейного усилителя 5 включает первый автоматический выключатель 12, при этом высоковольтное питающее напряжение поступает на первичную обмотку высоковольтного трансформатора 14. Затем ЭВМ 1 с помощью второго 9 и четвертого 26 релейного усилителя включает второй 16 и третий 28 автоматический выключатель, при этом пониженное напряжение с выхода первой 15 вторичной обмотки высоковольтного трансформатора, соединенной в «звезду», и с выхода второй 27 вторичной обмотки высоковольтного трансформатора, соединенной в «треугольник», через первый 17 и второй 28 дроссель поступает соответственно на первый 44 и четвертый 69 выпрямитель.Next, the
Высоковольтный трансформатор с первичной обмоткой 14 и с двумя вторичными обмотками, соединенными в «звезду» 15 и «треугольник» 27, первым 44 и четверым 69 выпрямителем, соответственно через второй 45 и пятый 70 фильтр, объединяются с помощью блока силовых IGВТ-ключей 47 для работы на общую нагрузку (аккумуляторную батарею) образуя, так называемую в технической литературе, «двенадцатипульсную схему выпрямления». «Двенадцатипульсная схема выпрямления» характеризуется тем, что имеет в сравнении с традиционной мостовой трехфазной схемой выпрямления (называемой в технической литературе также «шестипульсной схемой выпрямления») более высокий КПД и значительно меньший уровень пульсации (ориентировочно в 5 раз) выходного напряжения. Управление процессом заряда аккумуляторной батареи от высоковольтной сети 10 или 18 осуществляется вторым микроконтроллером 40 аналогично управлению от сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В 63 (процессы управления отличаются только обеспечиваемыми интервалами значений токов заряда). Одновременно с началом процесса заряда аккумуляторной батареи от высоковольтной сети четвертый микроконтроллер 73 выполняет блокирование работы первого инвертора 60 канала преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока от сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В 63 и передает через шину информационного обмена 34 в ЭВМ 1 сообщение о возможности отключения электропитания зарядно-разрядного комплекса от этой сети. После этого в основном режиме эксплуатации зарядно-разрядный комплекс может получать электропитание только от высоковольтной сети.A high-voltage transformer with a
Использование для электропитания зарядно-разрядного комплекса помимо высоковольтной сети 10 или 18, сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В 63 обусловлено двумя следующими основными причинами:The use of a charge-discharge complex for power supply in addition to a high-voltage network of 10 or 18, an AC network of 3 ~ 50 Hz, 380
- необходимостью предварительного заряда конденсаторов большой емкости, входящих в состав второго 45 и пятого 70 фильтра, для исключения броска тока в первом 44 и втором 69 выпрямителе при заряде этих конденсаторов (имеющих в начальный момент времени практически нулевое сопротивление) и обеспечивающее значительное уменьшение импульсно-коммутационных перенапряжений в начальный период работы мощной «двенадцатипульсной схемы выпрямления» зарядно-разрядного комплекса от высоковольтной сети 10 или 18;- the need to pre-charge high-capacity capacitors that are part of the second 45 and fifth 70 filters to prevent inrush current in the first 44 and second 69 rectifiers when charging these capacitors (having almost zero resistance at the initial time) and providing a significant reduction in pulse-switching overvoltages in the initial period of operation of a powerful "twelve-pulse rectification circuit" of a charge-discharge complex from a high-voltage network of 10 or 18;
- обеспечение возможности подзаряда малыми токами для уменьшения сульфатации пластин и компенсация процессов саморазряда аккумуляторных батарей большой емкости в режиме хранения.- providing the possibility of recharging with small currents to reduce the sulfation of the plates and the compensation of self-discharge processes of high-capacity batteries in storage mode.
После заряда аккумуляторной батареи до требуемой емкости происходит переключение зарядно-разрядного комплекса в режим разряда. ЭВМ 1 с помощью второго 9 и четвертого 26 релейного усилителя выключает второй 16 и третий 28 автоматический выключатель, а затем с помощью первого релейного усилителя 5 выключает первый автоматический выключатель 12, отключая высоковольтную сеть от зарядно-разрядного комплекса. Далее ЭВМ 1 дает команду второму 40 и третьему 53 микроконтроллеру на начало работы в режиме разряда аккумуляторной батареи. Второй микроконтроллер 40 через первый блок драйверов силовых ключей 39 начинает управление блоком силовых IGВТ-ключей 47, контролируя напряжение и ток разряда аккумуляторной батареи с помощью четвертого датчика напряжения 41 и второго датчика тока 50. В свою очередь, третий микроконтроллер 53 через второй блок драйверов силовых ключей 54 начинает управление вторым инвертором 65, контролируя напряжение и ток на его выходе с помощью пятого датчика напряжения 52 и четвертого датчика тока 64. Используя шину информационного обмена 34 потребителей высоковольтной сети, координируют свои действия, в результате обеспечивая требуемые параметры процесса разряда аккумуляторной батареи на нагрузочное устройство 19.After charging the battery to the required capacity, the charge-discharge complex switches to discharge mode.
При отключении напряжения в одной из высоковольтных сетей 10 или 18 имеется возможность перейти в режим разряда аккумуляторной батареи с использованием высвобождаемой энергии для электропитания потребителей высоковольтной сети, оставшихся без питающего напряжения (режим рекуперации энергии). Для перехода в режим рекуперации энергии ЭВМ 1 опрашивает входы 4 и 6, проверяет, что второй 16 и третий 28 автоматические выключатели отключены, с помощью соответственно первого 5 и пятого 35 релейного усилителя включает первый 12 и четвертый 49 автоматические выключатели, а с помощью третьего релейного усилителя 23 производит отключение переключателя нагрузки 20 от нагрузочного устройства 19 и подключает его ко второму входу первой вторичной обмотки высоковольтного трансформатора 15. Таким образом, рекуперация энергии аккумуляторной батареи будет выполняться по цепи: сеть постоянного тока напряжением 175…320 В 51 - второй датчик тока 50 - четвертый автоматический выключатель 49 - третий фильтр 48 - блок силовых IGВТ-ключей 47 - пятый фильтр 66 - второй инвертор 65 - четвертый датчик тока 64 - первый фильтр 21 - переключатель нагрузки 20 - первая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора 15 - первичная обмотка высоковольтного трансформатора 14 - переключатель треугольник/звезда первичной обмотки высоковольтного трансформатора 13 - первый автоматический выключатель 12 - переключатель сети 6/10 кВ 11 - потребителей высоковольтной сети. Управление процессом рекуперации энергии аккумуляторной батареи для потребителей высоковольтной сети осуществляется вторым 40 и третьим 53 микроконтроллером аналогично управлению процессом разряда аккумуляторной батареи на нагрузочное устройство 19.When the voltage is disconnected in one of the high-
Для контроля за температурным режимом силовых ключей первого 44 и четвертого 78 выпрямителя, блока силовых IGВТ-ключей 47, первого 60 и второго 65 инвертора предназначены соответственно первый 36, пятый 75, второй 42, четвертый 68 и третий 43 датчики температуры, установленные на радиаторах охлаждения силовых ключей. Первый 37, второй 40, третий 53, четвертый 73 и пятый 76 микроконтроллер, опрашивая соответственно первый 36, второй 42, третий 43, четвертый 68 и пятый 75 датчик температуры радиаторов силовых ключей передают через шину информационного обмена 34 контрольную информацию в ЭВМ 1, которая с помощью схемы управления вентиляторами 24 обеспечивает включение необходимого количества вентиляторов в блоке вентиляторов 25. Для повышения эффективности работы блока вентиляторов 25 в зарядно-разрядном комплексе предусмотрена система жидкостного охлаждения воздуха, вводимая в работу также по команде ЭВМ 1 (блок управления насосом 6 и насос системы жидкостного охлаждения 7). В случае, если даже при работе блока вентиляторов 25 и системы жидкостного охлаждения воздуха на полную мощность температура радиатора, например, силовых ключей первого выпрямителя 44, продолжает приближаться к недопустимому значению, ЭВМ 1 выдает команду второму микроконтроллеру 40 уменьшить с помощью блока силовых IGBT-ключей 47 ток заряда аккумуляторной батареи.To control the temperature conditions of the power switches of the first 44 and fourth 78 rectifiers, the power
В составе зарядно-разрядного комплекса, для привлечения внимания обслуживающего персонала, предусмотрены блок звуковой сигнализации 8 и панель дистанционной световой сигнализации 22, а для реализации возможности оперативного управления зарядно-разрядным комплексом (без использования терминальных устройств ЭВМ 1) - пульт местного контроля и управления 4.As part of the charge-discharge complex, to attract the attention of service personnel, an
Для обеспечения возможности дистанционного контроля и управления предусмотрено подключение к зарядно-разрядному комплексу внешней системы управления 33.To enable remote monitoring and control, an
Промышленная применимость изобретения определяется тем, что предлагаемый зарядно-разрядный комплекс может быть изготовлен в соответствии с приведенным описанием и чертежом на базе известных комплектующих изделий и технологического оборудования и использован для автоматического заряда-разряда аккумуляторных батарей на объектах различного назначения.Industrial applicability of the invention is determined by the fact that the proposed charge-discharge complex can be manufactured in accordance with the above description and drawing on the basis of well-known components and technological equipment and used for automatic charge-discharge of storage batteries at various facilities.
Предлагаемые технические решения практически реализованы ЗАО «ИРИС» в опытно-поставочном образце, который для удобства перемещения к месту эксплуатации (применения по прямому назначению) конструктивно скомпонован в 40-футовом морском контейнере, называемом «Мобильный зарядно-разрядный комплекс» (поставляется по КИАР.435511.001 ТУ) и предназначенном для автоматического оптимального заряда-разряда корабельных аккумуляторных батарей большой емкости от высоковольтных сетей 6 или 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц.The proposed technical solutions have been practically implemented by IRIS CJSC in a pilot delivery model, which is structurally arranged in a 40-foot sea container called “Mobile Charging and Discharging Complex” (supplied by KIAR) for convenience of moving to the place of operation (intended use). 435511.001 TU) and designed for automatic optimal charge-discharge of large-capacity ship batteries from high-voltage networks of 6 or 10 kV AC with a frequency of 50 Hz.
Таким образом, предлагаемый зарядно-разрядный комплекс обладает весьма широкими функциональными возможностями, обеспечивая питание корабельных аккумуляторных батарей большой емкости реверсивным регулируемым постоянным током при проведении формовочных циклов заряда-разряда от высоковольтной сети переменного тока с частотой 50 Гц, напряжением 6 или 10 кВ. При разряде аккумуляторной батареи имеется возможность экономии электроэнергии в высоковольтной сети переменного тока (использования электроэнергии для питания потребителей этой сети) в режиме рекуперации химической энергии, накопленной в аккумуляторной батарее, вместо ее безвозвратной потери на тепловое рассеяние в нагрузочном устройстве. Кроме этого при электропитании только от сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В, зарядно-разрядный комплекс может быть использован для подзаряда малыми токами аккумуляторных батарей большой емкости в режиме хранения.Thus, the proposed charge-discharge complex has a very wide functionality, providing power to large-capacity ship batteries with reversible regulated direct current during molding charge-discharge cycles from a high-voltage alternating current network with a frequency of 50 Hz, voltage of 6 or 10 kV. When a battery is discharged, it is possible to save electricity in a high-voltage alternating current network (using electricity to power the consumers of this network) in the recovery mode of chemical energy accumulated in the battery, instead of its irrevocable loss of heat dissipation in the load device. In addition, with power supply only from an AC network of 3 ~ 50 Hz, 380 V, the charge-discharge complex can be used to recharge high-capacity batteries with small currents in storage mode.
На основании вышеизложенного и по результатам проведенного нами патентно-информационного поиска считаем, что предлагаемый зарядно-разрядный береговой комплекс для корабельных аккумуляторных батарей с электропитанием от высоковольтной сети отвечает критериям «Новизна», «Изобретательский уровень» и может быть защищен патентом Российской Федерации на изобретение.Based on the foregoing and the results of our patent information search, we believe that the proposed charge-discharge coastal complex for ship batteries with power supply from a high-voltage network meets the criteria of “Novelty”, “Inventive step” and can be protected by a patent of the Russian Federation for an invention.
Заявитель: Закрытое Акционерное Общество «Интеллектуальные робастные интегрированные системы (ИРИС)».Applicant: Closed Joint-Stock Company “Intelligent Robust Integrated Systems (IRIS)”.
Claims (5)
первый выход ЭВМ подключен через схему управления вентиляторами к входу блока вентиляторов, второй - к входу панели дистанционной световой сигнализации, третий через первое релейное устройство - к управляющему входу первого автоматического выключателя, четвертый через блок управления насосом - к насосу системы жидкостного охлаждения, пятый - к блоку звуковой сигнализации, шестой через второе релейное устройство - к управляющему входу второго автоматического выключателя, седьмой через третье релейное устройство - к управляющему входу переключателя нагрузки, восьмой через четвертое релейное устройство - к управляющему входу третьего автоматического выключателя, девятый через пятое релейное устройство - к управляющему входу четвертого автоматического выключателя; к первому входу ЭВМ подключен через первый датчик напряжения выход сети переменного тока 3~50 Гц напряжением 10 кВ, ко второму через второй датчик напряжения - выход сети переменного тока 3~50 Гц напряжением 6 кВ, к третьему - информационный выход первого автоматического выключателя, к четвертому - информационный выход второго автоматического выключателя, к пятому - информационный выход переключателя нагрузки, к шестому - информационный выход третьего автоматического выключателя, к седьмому - информационный выход четвертого автоматического выключателя; первый вход-выход ЭВМ подключен к входу-выходу пульта местного контроля и управления, второй - ко второму входу-выходу шины информационного обмена; к четвертому входу-выходу шины информационного обмена подключен вход-выход пятого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины, к пятому - вход-выход третьего микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины, к шестому - вход-выход первого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины, к седьмому - вход-выход второго микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины; к первому входу-выходу переключателя сети 6/10 кВ подключен вход-выход сети переменного тока 3~50 Гц напряжением 6 кВ, ко второму - вход-выход сети переменного тока 3~50 Гц напряжением 10 кВ; переключатель сети 6/10 кВ, первый автоматический выключатель, переключатель треугольник/звезда первичной обмотки высоковольтного трансформатора и первичная обмотка высоковольтного трансформатора соединены последовательно; первый выход первичной обмотки высоковольтного трансформатора через последовательно соединенные первую вторичную обмотку высоковольтного трансформатора, второй автоматический выключатель и первый дроссель подключен к входу первого выпрямителя, второй через последовательно соединенные вторую вторичную обмотку высоковольтного трансформатора, третий автоматический выключатель и второй дроссель подключен к входу четвертого выпрямителя; к входу первичной обмотки высоковольтного трансформатора через последовательно соединенные первую вторичную обмотку высоковольтного трансформатора, переключатель нагрузки, первый фильтр, четвертый датчик тока, второй инвертор и пятый фильтр подключен выход блока силовых IGВТ-ключей; второй выход переключателя нагрузки подключен к входу нагрузочного устройства; в разрыв между третьим датчиком тока и сетью постоянного тока напряжением 175…320 В с аккумуляторной батареей включены последовательно соединенные третий дроссель, второй фильтр, первый датчик тока, блок силовых IGВТ-ключей, третий фильтр, четвертый автоматический выключатель и второй датчик тока; второй выход третьего дросселя через последовательно соединенные шестой фильтр и пятый датчик тока подключен ко второму входу блока силовых IGВТ-ключей;
выход первого выпрямителя подключен к входу второго фильтра; выход четвертого выпрямителя подключен к входу шестого фильтра; к первому входу первого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины подключен первый датчик температуры радиаторов силовых ключей, ко второму через третий датчик напряжения - выход первого датчика тока, к третьему - информационный выход первого датчика тока; к первому входу второго микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины подключен второй датчик температуры радиаторов силовых ключей, ко второму через четвертый датчик напряжения - выход второго датчика тока, к третьему - информационный выход второго датчика тока, выход второго микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины через первый блок драйверов силовых ключей подключен к управляющему входу блока силовых IGВТ-ключей; к первому входу третьего микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины подключен третий датчик температуры радиаторов силовых ключей, ко второму через шестой датчик напряжения - выход пятого фильтра, к третьему через пятый датчик напряжения - выход четвертого датчика тока, к четвертому - информационный выход четвертого датчика тока, выход третьего микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины через второй блок драйверов силовых ключей подключен к управляющему входу второго инвертора; к третьему входу четвертого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины подключен четвертый датчик температуры радиаторов силовых ключей; к первому входу пятого микроконтроллера со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины подключен пятый датчик температуры радиаторов силовых ключей, ко второму - информационный выход пятого датчика тока, к третьему через девятый датчик напряжения - выход пятого датчика тока.1. The charge-discharge coastal complex for ship batteries with power supply from a high-voltage network, consisting of 380 V AC 3-50 Hz connected in series, a third rectifier, a fourth filter, a first inverter, a transformer, a second rectifier, a third current sensor and DC networks with a voltage of 175 ... 320 V with a battery; the fourth microcontroller with built-in analog-to-digital converter and an information bus adapter, to the first input of which the information output of the third current sensor is connected, to the second through the seventh voltage sensor - the output of the third current sensor, to the fourth through the eighth voltage sensor - the output of the AC voltage network 3 ~ 50 Hz with a voltage of 380 V, the output of the fourth microcontroller with integrated analog-to-digital converter and an information bus adapter through the third block of power switch drivers chen to the control input of the first inverter; information exchange bus, to the first input-output of which an input-output of an external control system is connected, to the third - input-output of the fourth microcontroller with built-in analog-to-digital converter and an information bus adapter; the first and second blocks of drivers of power switches, the second and third filters and the first current sensor, characterized in that a computer is inserted into it, the first, second, third, fourth, fifth, sixth and ninth voltage sensors, a local control and monitoring panel, first, second, third, fourth and fifth relay devices, pump control unit, liquid cooling pump, sound alarm unit, 3 ~ 50 Hz AC network with voltage of 6 and 10 kV, 6/10 kV network switch, first, second, third and fourth automatic shutdown bodies, delta / star switch of the primary winding of the high voltage transformer, primary winding of the high voltage transformer, first secondary winding of the high voltage transformer connected to a star, first, second and third inductors, load device, load switch, first, fifth and sixth filters, remote light signaling panel , fan control circuit, fan block, second secondary winding of a high voltage transformer connected in a triangle, first, second, third, h tverty and fifth temperature sensors power switches radiators, the first, second, third and fifth microcontroller with integrated analog-digital converter and a data bus adapter, the first and fourth rectifiers unit power IGBT keys, second, fourth and fifth current sensor, a second inverter;
the first computer output is connected through the fan control circuit to the input of the fan unit, the second to the input of the remote light alarm panel, the third through the first relay device to the control input of the first circuit breaker, the fourth through the pump control unit to the liquid cooling pump, and the fifth to a sound alarm unit, the sixth through the second relay device to the control input of the second circuit breaker, the seventh through the third relay device to the control input ne load switch, the eighth through the fourth relay device to the control input of the third circuit breaker, the ninth through the fifth relay device to the control input of the fourth circuit breaker; the output of the AC network 3 ~ 50 Hz with a voltage of 10 kV is connected to the first input of the computer through the first voltage sensor, to the second through the second voltage sensor - the output of the AC 3 ~ 50 Hz 6 kV voltage, to the third - the information output of the first circuit breaker, the fourth is the information output of the second circuit breaker, the fifth is the information output of the load switch, the sixth is the information output of the third circuit breaker, and the seventh is the information output of the fourth circuit breakers; the first input-output of the computer is connected to the input-output of the local monitoring and control panel, the second - to the second input-output of the information exchange bus; the fourth input-output of the data exchange bus is connected to the input-output of the fifth microcontroller with integrated analog-to-digital converter and an information bus adapter, to the fifth - input-output of the third microcontroller with built-in analog-to-digital converter and an information bus adapter, to the sixth - input-output the first microcontroller with built-in analog-to-digital converter and data bus adapter, to the seventh - the input-output of the second microcontroller with built-in analog-to-digital converter data bus adapter and adapter; the input / output of the AC network 3 ~ 50 Hz of 6 kV voltage is connected to the first input-output of the 6/10 kV network switch, the second input and output of the AC network 3 ~ 50 Hz 10 kV; a 6/10 kV network switch, a first circuit breaker, a delta / star switch of a primary winding of a high voltage transformer and a primary winding of a high voltage transformer are connected in series; the first output of the primary winding of the high voltage transformer through the first secondary winding of the high voltage transformer connected in series, the second circuit breaker and the first inductor is connected to the input of the first rectifier, the second through the second secondary winding of the high voltage transformer connected in series, the third circuit breaker and the second inductor is connected to the input of the fourth rectifier; to the input of the primary winding of the high-voltage transformer through the first secondary winding of the high-voltage transformer connected in series, a load switch, a first filter, a fourth current sensor, a second inverter and a fifth filter, the output of the power IGVT switch unit is connected; the second output of the load switch is connected to the input of the load device; the gap between the third current sensor and the DC network with a voltage of 175 ... 320 V includes a third choke, a second filter, a first current sensor, a block of power IGVT switches, a third filter, a fourth circuit breaker and a second current sensor connected in series; the second output of the third choke through a sixth filter and a fifth current sensor connected in series is connected to the second input of the block of power IGBT keys;
the output of the first rectifier is connected to the input of the second filter; the output of the fourth rectifier is connected to the input of the sixth filter; the first temperature sensor of power switches radiators is connected to the first input of the first microcontroller with built-in analog-to-digital converter and data bus adapter, to the second through the third voltage sensor - the output of the first current sensor, to the third - the information output of the first current sensor; a second temperature sensor of power switches radiators is connected to the first input of the second microcontroller with built-in analog-to-digital converter and data bus adapter, to the second through the fourth voltage sensor is the output of the second current sensor, to the third is the information output of the second current sensor, the output of the second microcontroller with built-in analog - a digital converter and an information bus adapter are connected through the first block of power key drivers to the control input of the block of power IGBT keys; a third temperature sensor of power switches radiators is connected to the first input of the third microcontroller with built-in analog-to-digital converter and data bus adapter, to the second through the sixth voltage sensor - the output of the fifth filter, to the third through the fifth voltage sensor - the output of the fourth current sensor, to the fourth - information the output of the fourth current sensor, the output of the third microcontroller with built-in analog-to-digital converter and an information bus adapter through the second block of power drivers Luch is connected to the control input of the second inverter; a fourth temperature sensor of power switches radiators is connected to the third input of the fourth microcontroller with integrated analog-to-digital converter and data bus adapter; a fifth temperature sensor of power switches radiators is connected to the first input of the fifth microcontroller with built-in analog-to-digital converter and data bus adapter, to the second - the information output of the fifth current sensor, to the third through the ninth voltage sensor - the output of the fifth current sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010116737/07A RU2419943C1 (en) | 2010-04-28 | 2010-04-28 | Charging-discharging onshore facility for ship storage batteries with electric power supplied from high-voltage network |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010116737/07A RU2419943C1 (en) | 2010-04-28 | 2010-04-28 | Charging-discharging onshore facility for ship storage batteries with electric power supplied from high-voltage network |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2419943C1 true RU2419943C1 (en) | 2011-05-27 |
Family
ID=44734989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010116737/07A RU2419943C1 (en) | 2010-04-28 | 2010-04-28 | Charging-discharging onshore facility for ship storage batteries with electric power supplied from high-voltage network |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2419943C1 (en) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498476C1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-11-10 | Закрытое акционерное общество "ИРИС" | Charge-discharge device with energy recuperation to ships' mains |
RU2510658C1 (en) * | 2012-09-03 | 2014-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Hierarchical three-level control system for high-voltage battery of electric energy accumulators |
RU2518453C2 (en) * | 2012-07-30 | 2014-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Hierarchical control system for battery of electric energy accumulators |
RU2539871C2 (en) * | 2012-09-12 | 2015-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Hierarchical three-tier control system for high-voltage battery of electric energy accumulators |
RU2539864C2 (en) * | 2012-09-03 | 2015-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Hierarchical three-tier control system for high-voltage battery of electric energy accumulators |
RU2539865C2 (en) * | 2012-09-03 | 2015-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Hierarchical three-level control system for high-voltage battery of electric energy accumulators |
RU2539866C2 (en) * | 2012-09-03 | 2015-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Hierarchical three-level control system of high-voltage battery of electrical energy storage units |
RU2595267C1 (en) * | 2015-06-02 | 2016-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Мехатроника" Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)" | Mobile charge-discharge complex for ship storage batteries |
CN107276422A (en) * | 2017-07-27 | 2017-10-20 | 广州船舶及海洋工程设计研究院 | One kind matches somebody with somebody electric adapter |
CN109638939A (en) * | 2018-12-18 | 2019-04-16 | 辽宁恒顺新能源科技有限公司 | High-voltage rectifying transformer unit |
-
2010
- 2010-04-28 RU RU2010116737/07A patent/RU2419943C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498476C1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-11-10 | Закрытое акционерное общество "ИРИС" | Charge-discharge device with energy recuperation to ships' mains |
RU2518453C2 (en) * | 2012-07-30 | 2014-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Hierarchical control system for battery of electric energy accumulators |
RU2510658C1 (en) * | 2012-09-03 | 2014-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Hierarchical three-level control system for high-voltage battery of electric energy accumulators |
RU2539864C2 (en) * | 2012-09-03 | 2015-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Hierarchical three-tier control system for high-voltage battery of electric energy accumulators |
RU2539865C2 (en) * | 2012-09-03 | 2015-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Hierarchical three-level control system for high-voltage battery of electric energy accumulators |
RU2539866C2 (en) * | 2012-09-03 | 2015-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Hierarchical three-level control system of high-voltage battery of electrical energy storage units |
RU2539871C2 (en) * | 2012-09-12 | 2015-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Hierarchical three-tier control system for high-voltage battery of electric energy accumulators |
RU2595267C1 (en) * | 2015-06-02 | 2016-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Мехатроника" Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)" | Mobile charge-discharge complex for ship storage batteries |
CN107276422A (en) * | 2017-07-27 | 2017-10-20 | 广州船舶及海洋工程设计研究院 | One kind matches somebody with somebody electric adapter |
CN107276422B (en) * | 2017-07-27 | 2024-04-02 | 广州船舶及海洋工程设计研究院(中国船舶集团有限公司第六〇五研究院) | Power distribution switching device |
CN109638939A (en) * | 2018-12-18 | 2019-04-16 | 辽宁恒顺新能源科技有限公司 | High-voltage rectifying transformer unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2419943C1 (en) | Charging-discharging onshore facility for ship storage batteries with electric power supplied from high-voltage network | |
US11299051B2 (en) | Electric charging system and method | |
CN202197226U (en) | Power station direct current power supply device based on super capacitor | |
US6369463B1 (en) | Apparatus and method for supplying alternative energy and back-up emergency power to electrical devices | |
EP3087655B1 (en) | Power supply system | |
US20170214250A1 (en) | Energization control for establishing microgrids | |
JP5756903B2 (en) | Power distribution system | |
US20190067986A1 (en) | Distributed Energy Storage Systems | |
US10277029B2 (en) | Energy storage system with dual-active-bridge converter | |
JP2011083087A (en) | Power supply system | |
RU2595267C1 (en) | Mobile charge-discharge complex for ship storage batteries | |
US20220393505A1 (en) | Method, System, and Computer Program Product for Uninterrupted Power Using an Array of Ultra-Capacitors | |
US20140159495A1 (en) | Dynamic Battery Control Based On Demand | |
CN108141041B (en) | Power transmission device and method for operating a power transmission device | |
JP2022051909A (en) | Charge/discharge device and power supply switching system | |
JP2017184607A (en) | Power distribution system and power combination circuit | |
JP2011083090A (en) | Electric power supply system | |
CN211183508U (en) | Power supply control device | |
JP7561273B2 (en) | Power grid | |
JP6722295B2 (en) | Power conversion system, power supply system, and power conversion device | |
US11309803B2 (en) | Power converter for trasmitting power between networks | |
CN115133434A (en) | Movable power equipment, power system and power dispatching method | |
JP6165191B2 (en) | Power supply system | |
CN217281777U (en) | Movable power equipment and power system | |
RU2534036C1 (en) | Automatic transfer switch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160429 |