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 PDF

Info

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
Application number
RU2010116737/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Петрович Темирев (RU)
Алексей Петрович Темирев
Василий Иванович Киселев (RU)
Василий Иванович Киселев
Валентин Константинович Куликов (RU)
Валентин Константинович Куликов
Валерий Михайлович Павлюков (RU)
Валерий Михайлович Павлюков
Руслан Русланович Хамизов (RU)
Руслан Русланович Хамизов
Алексей Васильевич Кротенко (RU)
Алексей Васильевич Кротенко
Андрей Николаевич Юдин (RU)
Андрей Николаевич Юдин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ИРИС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "ИРИС" filed Critical Закрытое акционерное общество "ИРИС"
Priority to RU2010116737/07A priority Critical patent/RU2419943C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2419943C1 publication Critical patent/RU2419943C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: in the proposed charging-discharging facility with the so called "twelve-pulse rectification circuit" the high-voltage ac networks with frequency of 50 Hz and voltage of 6 or 10 kV are used for electric power supply with reversible controlled direct current of ship storage batteries, as well as the possibility of return of chemical energy stored in storage battery to high-voltage ac network is provided.
EFFECT: energy saving during multiple charging-discharging cycles of storage battery of high capacity.
5 cl, 1 dwg

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 supply network 3 ~ 50 Hz, 380/220 V. The disadvantage of this charge-discharge converter is that it switches the operating modes of the converter (charge, training charge, molding batteries in the mode charge-discharge) is done manually.

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: H02J 9/06, patent holder: Closed Joint-Stock Company IRIS").

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 AC output 3 ~ 50 Hz voltage of 380 V; the output of the fourth microcontroller with built-in analog-to-digital converter and an information bus adapter is connected to the control input of the first inverter through the third block of power key drivers; 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 block of power key drivers, the second and third filters, and the first current sensor, a computer was introduced, the first, second, third, fourth, fifth, sixth and ninth voltage sensors, a local control and control panel, the first, second, third, fourth and a fifth relay device, a pump control unit, a liquid cooling system pump, an audible alarm unit, an AC network of 3 ~ 50 Hz with a voltage of 6 kV and 10 kV, a 6/10 kV mains switch, a first, second, third and fourth circuit breaker, a switch triangle / stars and the primary winding of the high voltage transformer, the primary winding of the high voltage transformer, the first secondary winding of the high voltage transformer connected to a star, the first, second and third inductor, load device, load switch, first, fifth and sixth filter, remote light signaling panel, fan control circuit, fan unit, the second secondary winding of a high voltage transformer connected in a triangle, the first, second, third, fourth and fifth temperature sensors are glad power key actuators, first, second, third and fifth microcontroller with integrated analog-to-digital converter and data bus adapter, first and fourth rectifier, IGVT power key block, second, fourth and fifth current sensor, 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 signaling panel, the third to the control input of the first circuit breaker via the first relay device, the fourth to the liquid cooling pump through the pump control unit, and the fifth to the audible 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 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 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 and 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 ~ 3 ~ 50 Hz network of 10 kV voltage is connected; 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 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 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 IGBT key block 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 a 175 ... 320 V DC network with a battery includes a third choke, a second filter, a first current sensor, a power IGBT key block, a third filter, a fourth circuit breaker and a second current sensor; the second output of the third inductor through a sixth filter and a fifth current sensor connected in series is connected to the second input of the power IGBT key block; 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.

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 computer 1, first 2, second 3, third 38, fourth 41, fifth 52, sixth 55, seventh 72, eighth 74 and ninth 77 voltage sensor, remote local monitoring and control 4, first 5, second 9, third 23, fourth 26 and fifth 35 relay device, pump control unit 6, liquid cooling pump 7, sound alarm unit 8, AC network 3 ~ 50 Hz, voltage 6 kV 10 and 10 kV 18, mains switch 6/10 kV 11, the first 12, second 16, third 28 and fourth 49 circuit breaker, a triangle / star switch of the primary winding of the high voltage transformer 13, the primary winding of the high voltage transformer 14, the first secondary winding of the high voltage transformer connected to star 15, the first 17, second 29 and third 56 inductor , load device 19, load switch 20, first 21, second 45, third 48, fourth 61, fifth 66 and sixth 70 filter, remote light signaling panel 22, fan control circuit 24, fan unit ditch 25, the second secondary winding of the high-voltage transformer connected in triangle 27, an external control system 33, data exchange bus 34, first 36, second 42, third 43, fourth 68 and fifth 75 temperature sensor radiators power keys, the first 37, the second 40, third 53, fourth 73 and fifth 76 microcontroller with built-in analog-to-digital converter and data bus adapter, first 39, second 54 and third 67 power key driver block, first 44, second 58, third 62 and fourth 64 rectifier, first 46, second 50, third 57, Werth 64 and fifth 71 current sensor unit power IGBT-key 47, the DC link voltage of 175 ... 320 V to the battery 51, the transformer 59, the first 60 and second 65 inverter, AC network 3 ~ 50 Hz 380 volt 63.

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 V 63, third rectifier 62, fourth filter 61, first inverter 60, transformer 59, second rectifier 58, third current sensor 57, third inductor 56, second filter 45, first current sensor 46, block IGVT power keys 47, a third filter 48, a fourth circuit breaker 49, a second current sensor 50 and a direct current voltage of 175 ... 320 V with a battery 51 are connected in series.

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 computer 1 is connected through the fan control circuit 24 to the input of the fan unit 25, the second to the input of the remote light signal panel 22, the third through the first relay device 5 to the control input of the first circuit breaker 12, and the fourth through the pump control unit 6 to the pump liquid cooling systems 7, the fifth to the sound alarm unit 8, the sixth through the second relay device 9 to the control input of the second circuit breaker 16, the seventh through the third relay device 23 to the control to the load switch input 20, the eighth through the fourth relay device 26 to the control input of the third circuit breaker 28, the ninth through the fifth relay device 35 to the control input of the fourth circuit breaker 49; the output of the AC network 3 ~ 50 Hz with a voltage of 10 kV 18 is connected to the first input of the computer 1 through the first voltage sensor 2, the output of the AC 3 ~ 50 Hz voltage of 6 kV 10 through the second voltage sensor 3, the information output to the third the first circuit breaker 12, to the fourth - the information output of the second circuit breaker 16, to the fifth - the information output of the load switch 20, to the sixth - the information output of the third circuit breaker 28, to the seventh - the information output of the fourth circuit atical switch 49; the first input-output of the computer 1 is connected to the input-output of the local control and control panel 4, the second to the second input-output of the information exchange bus 34; the input-output of the external control system 33 is connected to the first input-output of the data exchange bus 34, and the fourth-microcontroller input-output with integrated analog-to-digital converter and information bus adapter 73 is connected to the third; to the fourth - the input-output of the fifth microcontroller with integrated analog-to-digital converter and an information bus adapter 76, to the fifth - the input-output of the third microcontroller with built-in analog-to-digital converter and an information bus adapter 53, to the sixth - the input-output of the first microcontroller analog-to-digital Converter and adapter information bus 37, to the seventh - the input-output of the second microcontroller with built-in analog-to-digital converter and adapter information bus 40.

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 kV 10 is connected to the first input-output of a 6/10 kV 11 network switch, the second input and output of an AC network of 3 ~ 50 Hz with a voltage of 10 kV 18 is connected; a 6/10 kV network switch 11, a first circuit breaker 12, a delta / star switch of the primary winding of the high voltage transformer 13, and a primary winding of the high voltage transformer 14 are connected in series; the first output of the primary winding of the high voltage transformer 14 through the first secondary winding of the high voltage transformer 15 connected in series, the second circuit breaker 16 and the first inductor 17 are connected to the input of the first rectifier 44, the second through the second secondary winding of the high voltage transformer 27 connected in series, the third circuit breaker 28 and the second the inductor 29 is connected to the input of the fourth rectifier 69; to the input of the primary winding of the high voltage transformer 14 through the first secondary winding of the high voltage transformer 15, the load switch 20, the first filter 21, the fourth current sensor 64, the second inverter 65 and the fifth filter 66, the output of the IGVT power switch unit 47 is connected; the second output of the load switch 20 is connected to the input of the load device 19; the second output of the third inductor 56 through the sixth filter 70 and the fifth current sensor 71 connected in series is connected to the second input of the block of power IGBT keys 47; the output of the first rectifier 44 is connected to the input of the second filter 45; the output of the fourth rectifier 69 is connected to the input of the sixth filter 70.

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 power switches radiators 36 is connected to the first input of the first microcontroller with built-in analog-to-digital converter and information bus adapter 37, to the second - through the third voltage sensor 38 - the output of the first current sensor 46, to the third - the information output of the first current sensor 46; a second temperature sensor of power switches radiators 42 is connected to the first input of the second microcontroller with built-in analog-to-digital converter and information bus adapter 40, to the second through the fourth voltage sensor 41 the output of the second current sensor 50, to the third - the information output of the second current sensor 50, output a second microcontroller with integrated analog-to-digital converter and an information bus adapter 40 is connected to the control input of the power block IGVT-key through the first block of drivers of power keys 39 47 th; a third temperature sensor of power switches radiators 43 is connected to the first input of the third microcontroller with integrated analog-to-digital converter and information bus adapter 53, the fifth filter 66 is connected to the second through the sixth voltage sensor 55, and the fourth current sensor is connected to the third through the fifth voltage sensor 52 64, to the fourth - the information output of the fourth current sensor 64, the output of the third microcontroller with built-in analog-to-digital converter and the information bus adapter 53 through the second drive unit the ditch of the power keys 54 is connected to the control input of the second inverter 65; the information output of the third current sensor 57 is connected to the first input of the fourth microcontroller with built-in analog-to-digital converter and data bus adapter 73, to the second through the seventh voltage sensor 72 is the output of the third current sensor 57, to the third is the fourth temperature sensor of the power switches radiators 68, to the fourth - through the eighth voltage sensor 74, the output of the AC network 3 ~ 50 Hz with a voltage of 380 V 63, the output of the fourth microcontroller with built-in analog-to-digital converter and an information adapter hydrochloric bus 73 through the third power key driver unit 67 is connected to the control input of the first inverter 60; a fifth temperature sensor of power switches radiators 75 is connected to the first input of the fifth microcontroller with built-in analog-to-digital converter and information bus adapter 76, to the second - the information output of the fifth current sensor 71, to the third - through the ninth voltage sensor 77, the output of the fifth current sensor 71.

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, computer 1, first 37, second 40, third 53, fourth 73 and fifth 76 are turned on and the microcontroller is checked for voltage in high-voltage networks 10, 18 (computer 1 polls the first 2 and second 3 voltage sensors), the required initial state of the switching equipment is charging discharge complex: the first 12, second 16, third 28 and fourth 49 circuit breakers must be turned off, the load switch 20 must be connected to the load device 19 (computer 1 polls inputs 3, 4, 5, 6 and 7), the presence of voltage in the network ac 3 ~ 50 Hz, 380 V 63 (the fourth microcontroller 73 detects the presence of voltage using the eighth voltage sensor 74 and transmits control information via the data exchange bus 34 to the computer 1) and the voltage value in the DC network with a voltage of 175 ... 320 V with a battery 51 ( the second microcontroller 40 determines using the fourth voltage sensor 41 the voltage value and transmits the control information via the information exchange bus 34 to the computer 1).

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 AC mains 3 ~ 50 Hz, 380 V 63, the fourth microcontroller 73, using the third block of power switch drivers 67, starts controlling the first inverter 60, controlling the output voltage and current of the AC voltage conversion channel current to DC voltage (third rectifier 62, fourth filter 61, first inverter 60, transformer 59 and second rectifier 58) using the seventh voltage sensor 72 and the third current sensor 57. The DC voltage generated by this it channel conversion, gradually increases and through the third inductor 56 is fed to the second 45 and fifth 70 filter, providing a smooth charge of the capacitors that make up these filters. Then, the computer 1, using the fifth relay amplifier, turns on the fourth circuit breaker 49, and the second microcontroller 40, using the first block of power key drivers 39, starts controlling the block of power IGVT keys 47, controlling the voltage and charging current of the battery through a direct current network of 175 ... 320 At 51, using a fourth voltage sensor 41 and a second current sensor 50.

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 kV 10, the primary winding of the high-voltage transformer in the switch 13 is switched to the "triangle" connection circuit, and the 6/10 kV 11 network switch is set to work from its first input-output. When using an AC network with a frequency of 50 Hz and a voltage of 10 kV 18, the primary winding of the high-voltage transformer in the switch 13 is switched to the star circuit, and the 6/10 kV 11 network switch is set to work from its second input-output.

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 computer 1 using the first relay amplifier 5 turns on the first circuit breaker 12, while the high-voltage supply voltage is supplied to the primary winding of the high-voltage transformer 14. Then, the computer 1, using the second 9 and fourth 26 relay amplifiers, turns on the second 16 and third 28 circuit breakers, this low voltage from the output of the first 15 secondary winding of the high voltage transformer connected to the "star", and from the output of the second 27 secondary winding of the high voltage transformer connected to the "tr hegon ”, through the first 17 and second 28, the inductor enters the first 44 and fourth 69 rectifiers, respectively.

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 primary winding 14 and with two secondary windings connected to a “star” 15 and a “triangle” 27, a first 44 and a fourth 69 rectifier, respectively through a second 45 and a fifth 70 filter, are combined using a block of power IGVT switches 47 for work on the total load (battery) forming, the so-called in the technical literature, "twelve-pulse rectification circuit." The “twelve-pulse rectification circuit” is characterized by the fact that it has a higher efficiency and a significantly lower ripple level (approximately 5 times) of the output voltage compared to the traditional bridge three-phase rectification circuit (also called the “six-pulse rectification circuit” in the technical literature). The process of charging the battery from the high-voltage network 10 or 18 is controlled by the second microcontroller 40 similarly to the control from the AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V 63 (control processes differ only in the intervals provided for the values of the charge currents). Simultaneously with the beginning of the process of charging the battery from the high-voltage network, the fourth microcontroller 73 blocks the operation of the first inverter 60 of the channel for converting AC voltage to DC voltage from the AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V 63 and transmits via the data exchange bus 34 to computer 1 a message about the possibility of disconnecting the power supply of the charge-discharge complex from this network. After that, in the main operating mode, the charge-discharge complex can receive power only from the high-voltage network.

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 V 63 is due to the following two main reasons:

- 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. Computer 1 using the second 9 and fourth 26 relay amplifier turns off the second 16 and third 28 circuit breaker, and then using the first relay amplifier 5 turns off the first circuit breaker 12, disconnecting the high-voltage network from the charge-discharge complex. Next, the computer 1 gives the command to the second 40 and third 53 microcontroller to start working in the discharge mode of the battery. The second microcontroller 40, through the first block of power key drivers 39, starts controlling the block of power IGVT keys 47, controlling the voltage and discharge current of the battery using the fourth voltage sensor 41 and the second current sensor 50. In turn, the third microcontroller 53 through the second block of power drivers of keys 54 starts controlling the second inverter 65, controlling the voltage and current at its output using the fifth voltage sensor 52 and the fourth current sensor 64. Using the bus information exchange 34 consumers high voltage network, coordinate their actions, as a result of providing the required parameters of the process of discharging the battery to the load device 19.

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-voltage networks 10 or 18, it is possible to switch to the discharge mode of the battery using the released energy to power consumers of the high-voltage network who are left without a supply voltage (energy recovery mode). To enter the energy recovery mode, computer 1 polls inputs 4 and 6, checks that the second 16 and third 28 circuit breakers are turned off, using the first 5 and fifth 35 relay amplifiers, turns on the first 12 and fourth 49 circuit breakers, and using the third relay the amplifier 23 disconnects the load switch 20 from the load device 19 and connects it to the second input of the first secondary winding of the high voltage transformer 15. Thus, the energy recovery of the battery will It can be carried out according to the circuit: a direct current network with a voltage of 175 ... 320 V 51 - a second current sensor 50 - a fourth circuit breaker 49 - a third filter 48 - a block of power IGVT switches 47 - a fifth filter 66 - a second inverter 65 - a fourth current sensor 64 - the first filter 21 - load switch 20 - first secondary winding of the high voltage transformer 15 - primary winding of the high voltage transformer 14 - triangle / star switch of the primary winding of the high voltage transformer 13 - first circuit breaker 12 - 6/10 kV mains switch 11 - consumers of a high voltage network. The control of the energy recovery process of the battery for consumers of the high-voltage network is carried out by the second 40 and third 53 microcontrollers similarly to controlling the process of discharging the battery to the load device 19.

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 IGVT switch unit 47, the first 60 and second 65 inverters, the first 36, fifth 75, second 42, fourth 68 and third 43 temperature sensors, respectively, are installed power keys. The first 37, second 40, third 53, fourth 73 and fifth 76 microcontrollers, interrogating the first 36, second 42, third 43, fourth 68 and fifth 75, respectively, the temperature sensor of the power key radiators transmit control information via the data exchange bus 34 to computer 1, which using the fan control circuit 24 ensures the inclusion of the required number of fans in the fan unit 25. To increase the efficiency of the fan unit 25 in the charge-discharge complex, a liquid air cooling system is provided , also commissioned by computer 1 (pump control unit 6 and liquid cooling pump 7). If even when the fan unit 25 and the liquid air cooling system are operating at full power, the temperature of the radiator, for example, the power switches of the first rectifier 44, continues to approach an unacceptable value, the computer 1 instructs the second microcontroller 40 to reduce it using the power IGBT-key block 47 battery charge current.

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 audio alarm unit 8 and a remote light signaling panel 22 are provided, and for realizing the possibility of operational control of the charge-discharge complex (without using computer terminal devices 1), a local control and control panel 4 .

Для обеспечения возможности дистанционного контроля и управления предусмотрено подключение к зарядно-разрядному комплексу внешней системы управления 33.To enable remote monitoring and control, an external control system 33 is connected to the charge-discharge complex.

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)

1. Зарядно-разрядный береговой комплекс для корабельных аккумуляторных батарей с электропитанием от высоковольтной сети, состоящий из соединенных последовательно сети переменного тока 3-50 Гц напряжением 380 В, третьего выпрямителя, четвертого фильтра, первого инвертора, трансформатора, второго выпрямителя, третьего датчика тока и сети постоянного тока напряжением 175…320 В с аккумуляторной батареей; четвертого микроконтроллера 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 напряжения 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; шины 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; первого и второго блоков драйверов силовых ключей, второго и третьего фильтров и первого датчика тока, отличающийся тем, что в него введены ЭВМ, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и девятый датчики напряжения, пульт местного контроля и управления, первое, второе, третье, четвертое и пятое релейные устройства, блок управления насосом, насос системы жидкостного охлаждения, блок звуковой сигнализации, сеть переменного тока 3~50 Гц напряжением 6 и 10 кВ, переключатель сети 6/10 кВ, первый, второй, третий и четвертый автоматические выключатели, переключатель треугольник/звезда первичной обмотки высоковольтного трансформатора, первичная обмотка высоковольтного трансформатора, первая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, соединенная в звезду, первый, второй и третий дроссели, нагрузочное устройство, переключатель нагрузки, первый, пятый и шестой фильтры, панель дистанционной световой сигнализации, схема управления вентиляторами, блок вентиляторов, вторая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, соединенная в треугольник, первый, второй, третий, четвертый и пятый датчики температуры радиаторов силовых ключей, первый, второй, третий и пятый микроконтроллеры со встроенными аналого-цифровым преобразователем и адаптером информационной шины, первый и четвертый выпрямители, блок силовых IGВТ-ключей, второй, четвертый и пятый датчики 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 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.
2. Зарядно-разрядный береговой комплекс для корабельных аккумуляторных батарей с электропитанием от высоковольтной сети по п.1, отличающийся тем, что шина информационного обмена выполнена на базе интерфейса RS-485.2. The charge-discharge coastal complex for ship batteries with power from the high-voltage network according to claim 1, characterized in that the data exchange bus is based on the RS-485 interface. 3. Зарядно-разрядный береговой комплекс для корабельных аккумуляторных батарей с электропитанием от высоковольтной сети по п.1, отличающийся тем, что шина информационного обмена выполнена на базе интерфейса CAN.3. The charge-discharge coastal complex for ship batteries with power from the high-voltage network according to claim 1, characterized in that the data exchange bus is based on the CAN interface. 4. Зарядно-разрядный береговой комплекс для корабельных аккумуляторных батарей с электропитанием от высоковольтной сети по п.1, отличающийся тем, что шина информационного обмена выполнена на базе интерфейса MIL-STD 1553 В.4. The charge-discharge coastal complex for ship batteries with power from the high-voltage network according to claim 1, characterized in that the data exchange bus is based on the MIL-STD 1553 V interface. 5. Зарядно-разрядный береговой комплекс для корабельных аккумуляторных батарей с электропитанием от высоковольтной сети по п.1, отличающийся тем, что шина информационного обмена выполнена на базе интерфейса Ethernet. 5. The charge-discharge coastal complex for ship batteries with power from the high-voltage network according to claim 1, characterized in that the data exchange bus is based on the Ethernet interface.
RU2010116737/07A 2010-04-28 2010-04-28 Charging-discharging onshore facility for ship storage batteries with electric power supplied from high-voltage network RU2419943C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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