RU2503114C1 - Устройство бесперебойного автоматического включения резерва - Google Patents
Устройство бесперебойного автоматического включения резерва Download PDFInfo
- Publication number
- RU2503114C1 RU2503114C1 RU2012121203/07A RU2012121203A RU2503114C1 RU 2503114 C1 RU2503114 C1 RU 2503114C1 RU 2012121203/07 A RU2012121203/07 A RU 2012121203/07A RU 2012121203 A RU2012121203 A RU 2012121203A RU 2503114 C1 RU2503114 C1 RU 2503114C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- buses
- transformer
- voltage
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам противоаварийной автоматики системы электроснабжения, и может быть использовано в схемах для питания потребителей постоянного и переменного тока группы А-1 первой категории надежности электроснабжения, не допускающих перерыва питания. Технический результат заключается в повышении надежности устройства, а также в обеспечении качества напряжения на шинах потребителей постоянного и переменного тока при переключении электроснабжения с рабочего источника на резервный и при кратковременных нарушениях на вводах сети. Для этого заявленное устройство содержит два трехфазных трансформаторно-выпрямительных устройства, выполненных по многомостовой схеме выпрямления (выпрямительные мосты), при этом многомостовая схема выпрямления содержит трехобмоточный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными по схемам «звезда» и «треугольник», которые своими входами подключены к двум вводам основной и резервной трехфазной сети постоянно, молекулярный накопитель энергии, трехфазный инвертор и трехфазные тиристорные ключи, а благодаря тиристорным ключам обеспечивается синхронизация трехфазных инверторов при включении (отключении) неисправного трехфазного инвертора от шин переменного тока. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам противоаварийной автоматики системы электроснабжения, и может быть использовано для питания потребителей постоянного и переменного тока группы I-A первой категории надежности электроснабжения, не допускающих перерыва питания.
Известны устройства автоматического включения резерва (АВР), содержащие выключатели рабочего и резервного источников питания, которые срабатывают при исчезновении напряжения на шинах потребителя и с заданной выдержкой времени отключают выключатель рабочего источника, а затем включают выключатель резервного источника [1], при этом возникает перерыв питания, соответствующий выдержке времени отключения выключателя рабочего источника. Выдержка времени необходима для исключения срабатывания на неотключенные короткие замыкания, а также для согласования действия с другими устройствами противоаварийной автоматики.
Известно также устройство, которое за счет подачи повышенного напряжения от предварительно заряженных конденсаторов на электромагниты отключения выключателей ввода и на электромагнит включения секционного выключателя, а также контроля одновременности снижения напряжения основного и резервного источников и блокировки работы устройств автоматического включения резерва на время устранения аварии с помощью блока выдержки времени запрещающего сигнала. При этом происходит автоматическое восстановление работы устройства АВР за счет контроля восстановления напряжения в цепи питания секций шин подстанций с помощью реле максимального напряжения [2].
Недостатком такого устройства, обладающего относительно высоким быстродействием, является кратковременное нарушение электроснабжения на шинах потребителей при аварийных режимах в сети при переключении неисправного ввода на резервный.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее выводы для подключения трехфазной сети, дизель-генератор, переключатель входа, аккумуляторную батарею, трехфазные трансформаторно-выпрямительные устройства, стабилизатор, шины постоянного тока, два трехфазных инвертора и шины переменного тока, подключенные к выходам указанных трехфазных инверторов [3].
Недостатком этого устройства, принятого нами за прототип, с одной стороны, является то, что для обеспечения бесперебойности электроснабжения при отключении вводов используется аккумуляторная батарея, имеющая ограниченную емкость, а с другой - применяются коммутатор, выполненный на электромеханических элементах, имеющих ограниченный ресурс и нерезервированный стабилизатор, а также используются цепи блокировки работы одного трехфазного инвертора при работе другого. Все это усложняет конструкцию и снижает надежность устройства.
Целью изобретения является повышение надежности устройства, а также обеспечение качества напряжения на шинах потребителей при кратковременных нарушениях электроснабжения на вводе и переключателях с рабочего источника на резервный.
Указанная цель достигается тем, что из устройства, содержащего выводы для подключения основной и резервной трехфазных сетей, трехфазные трансформаторно-выпрямительные устройства, шины постоянного тока, трехфазные инверторы и шины переменного тока, исключаются переключатель вводов, стабилизатор и аккумуляторная батарея, а добавляется, молекулярный накопитель энергии, подключенный зарядно-разрядным выводом к шинам постоянного тока, выполненным в виде первой зарядной ветви состоящей из введенных последовательно соединенных первого разделительного диода и зарядного резистора, и второй разрядной ветви состоящей из введенного второго разделительного диода, причем диоды этих ветвей по отношению друг к другу включены встречно-параллельно. Кроме того, трехфазные выпрямители для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения и улучшения формы тока, потребляемого из питающей сети, выполняются по многомостовой схеме выпрямления, причем многомостовая схема выпрямления содержит трехобмоточный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными по схемам «звезда» и «треугольник», и которые своими входами, подключены к двум вводам основной и резервной трехфазной сети постоянно. Кроме того, предусматривается параллельная работа трехфазных инверторов, которые включены на шины переменного тока через соответсвующие трехфазные тиристорные ключи, обеспечивающие синхронизацию трехфазных инверторов при включении и отключении неисправного трехфазного инвертора от шин переменного тока.
Устройство содержит: (фиг.1)
- 1 - первое трехфазное трансформаторно-выпрямительное устройство;
- 2 - второе трехфазное трансформаторно-выпрямительное устройство;
- 3 - первый трехобмоточный трансформатор;
- 4, 5 - мостовые схемы выпрямления (выпрямительные мосты) первого трехфазного трансформаторно-выпрямительного устройства;
- 6 - второй трехобмоточный трансформатор;
- 7, 8 - мостовые схемы выпрямления (выпрямительные мосты) второго трехфазного трансформаторно-выпрямительного устройства;
- 9 - молекулярный накопитель энергии;
- 10 - разделительный диод первой зарядной ветви вывода молекулярного накопителя энергии;
- 11 - зарядный резистор;
- 12 - разделительный диод второй разрядной ветви вывода молекулярного накопителя энергии
- 13 - шины постоянного тока;
- 14 - первый трехфазный инвертор;
- 15 - первый трехфазный тиристорный ключ;
- 16 - второй трехфазный инвертор;
- 17 - второй трехфазный тиристорный ключ;
- 18 - шины переменного тока.
Устройство работает следующим образом
При наличии напряжения на вводах сети оно поступает на первый и второй трехобмоточные трансформаторы 3 и 6, которые выполнены так, что напряжение на вторичных обмотках первого трехобмоточного трансформатора 3 выше, чем на втором трехобмоточном трансформаторе 6. Выпрямленное мостами 4 и 5 напряжение поступает на шины постоянного тока 13. Напряжение на выходе второго трехобмоточного трансформатора 6 ниже, чем на выходе первого трехобмоточного трансформатора 3 и выпрямительные мосты 7 и 8 закрыты напряжением шин постоянного тока 13, от которых через зарядный резистор 11 и разделительный диод 10 происходит заряд молекулярного накопителя энергии 9. От шин постоянного тока 13 напряжение поступает на входы параллельно работающих первого и второго трехфазных инверторов 14 и 16, трехфазное переменное напряжение, с выходов которых поступает через первый и второй трехфазные тиристорные ключи 15 и 17, обеспечивающие синхронизацию трехфазных инверторов 14, 16 при включении (отключении) неисправного трехфазного инвертора, на шины переменного тока 18.
При кратковременном пропадании напряжения сети первого ввода открываются диоды выпрямительных мостов 7 и 8, через которые напряжение сети второго ввода от второго трехобмоточного трансформатора 6 поступает на шины постоянного тока, при этом перерыва питания на шинах постоянного тока 13 не происходит и, следовательно, на шинах переменного тока 18, запитанных от первого и второго трехфазных инверторов 14, 16 через первый и второй трехфазные тиристорные ключи 15, 17, кратковременного нарушения электроснабжения также не происходит (фиг.2).
При кратковременном пропадании напряжения сети второго ввода, напряжение сети первого ввода от первого трехобмоточного трансформатора 3 через диоды выпрямительных мостов 4 и 5 поступает на шины постоянного тока, при этом перерыва питания на шинах постоянного тока 13 не происходит и, следовательно, на шинах переменного тока 18, запитанных от первого и второго трехфазных инверторов 14 и 16 через первый и второй трехфазные тиристорные ключи 15 и 17, кратковременного нарушения электроснабжения также не происходит (фиг.2).
При кратковременных нарушениях электроснабжения сразу по двум вводам начинает разряжаться молекулярный накопитель энергии 9 через разделительный диод 12, при этом напряжение на шинах постоянного тока 13 обеспечивается за счет его разряда, а перерыва питания на шинах постоянного тока 13 не происходит. Следовательно, на шинах переменного тока 18, запитанных от первого и второго трехфазных инверторов 14 и 16 через первый и второй трехфазные тиристорные ключи 15 и 17, кратковременного нарушения электроснабжения также не происходит (фиг.2).
Время разряда молекулярного накопителя энергии определяется ожидаемой длительностью кратковременных нарушений электроснабжения в сети переменного тока (до 2,5 с), которая обусловлена временными установками релейной защиты.
При восстановлении напряжения сети схема приходит в исходное состояние и происходит заряд молекулярного накопителя энергии 9 от шин постоянного тока 13 через зарядный резистор 11 и разделительный диод 10.
Использование молекулярного накопителя энергии большой электрической емкости (более 70 Ф), обладающего низким внутренним сопротивлением (менее 0,001 Ом), позволяет мгновенно отдавать накопленную в нем энергию и производит фильтрацию напряжения на шинах постоянного тока, что обеспечивает устойчивую работу инверторов напряжения.
Таким образом, использование постоянно подключенных к вводам сети трехфазных многомостовых выпрямителей и применение молекулярного накопителя энергии позволяет повысить надежность устройства, а также обеспечить снижение кратковременных нарушений электроснабжения и требуемое качество напряжения на шинах потребителей постоянного и переменного тока группы I-A категории надежности при переключении с рабочего ввода источника на резервный при кратковременных нарушениях электроснабжения.
Заявителям неизвестен путь решения поставленной задачи с приведенной совокупностью существенных признаков, что говорит об «изобретательском уровне» технического решения.
Авторами испытано устройство бесперебойного автоматического включения резерва с двумя статическими преобразователями переменного тока в постоянный мощностью 7,5 кВт, где в качестве молекулярного накопителя энергии использован молекулярный накопитель энергии емкостью 70 Ф, применены два трехфазных инвертора, которые обеспечили бесперебойную и надежную работу ответственных потребителей переменного тока, при этом максимальное отклонение напряжения на шинах постоянного тока не более 0,1 В в динамическом режиме работы устройства, за счет применения молекулярного накопителя энергии.
Приведенные данные и сведения подтверждают возможность промышленного осуществления предлагаемого изобретения.
Источники информации
1. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высш. шк., 1991, рис.10.12, с.285.
2. Патент РФ №2292621 С1, кл. Н02J 9/06, опубл. 27.01.2007.
3. Патент РФ №2225668 С1, кл. Н02J 9/06, опубл. 10.03.2004.
Claims (1)
- Устройство бесперебойного автоматического включения резерва, содержащее выводы для подключения основной и резервной трехфазной сети, два трехфазных трансформаторно-выпрямительных устройства, своими выходами подключенных на шины постоянного тока, от которых через два трехфазных инвертора и соответствующие трехфазные тиристорные ключи запитаны шины переменного тока, молекулярный накопитель энергии, своим зарядно-разрядным выводом подключенный к шинам постоянного тока, отличающееся тем, что каждое из двух трехфазных трансформаторно-выпрямительных устройств выполнено по многомостовой схеме выпрямления, причем многомостовая схема выпрямления содержит трехобмоточный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными по схемам «звезда» и «треугольник», и которые своими входами подключены к двум вводам основной и резервной трехфазной сети постоянно, два трехфазных выпрямительных моста, которые своими входами подключены к вторичным обмоткам трехобмоточного трансформатора, зарядно-разрядный вывод молекулярного накопителя энергии выполнен в виде первой зарядной ветви, состоящей из введенных последовательно соединенных диода и резистора, и второй разрядной ветви, состоящей из введенного диода, причем диоды этих ветвей по отношению друг к другу включены встречно-параллельно.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012121203/07A RU2503114C1 (ru) | 2012-05-23 | 2012-05-23 | Устройство бесперебойного автоматического включения резерва |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012121203/07A RU2503114C1 (ru) | 2012-05-23 | 2012-05-23 | Устройство бесперебойного автоматического включения резерва |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2503114C1 true RU2503114C1 (ru) | 2013-12-27 |
Family
ID=49817830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012121203/07A RU2503114C1 (ru) | 2012-05-23 | 2012-05-23 | Устройство бесперебойного автоматического включения резерва |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2503114C1 (ru) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2583002C1 (ru) * | 2014-12-12 | 2016-04-27 | Открытое акционерное общество "РАТЕП" | Устройство вторичного электропитания с резервированием |
RU167946U1 (ru) * | 2016-04-26 | 2017-01-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Источник бесперебойного питания |
RU2609770C1 (ru) * | 2016-03-04 | 2017-02-02 | Акционерное общество "Конструкторское бюро специального машиностроения" | Устройство гарантированного электропитания |
RU2612196C1 (ru) * | 2016-02-17 | 2017-03-03 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Установка бесперебойного питания объекта |
RU2692085C1 (ru) * | 2018-05-08 | 2019-06-21 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Устройство автоматического включения резерва |
RU2692468C2 (ru) * | 2017-10-26 | 2019-06-25 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Система бесперебойного питания |
RU2733203C1 (ru) * | 2020-01-21 | 2020-09-30 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Способ подключения потребителей к резервному источнику электроснабжения |
RU2754919C1 (ru) * | 2020-11-19 | 2021-09-08 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Тракт вторичного электропитания с резервированием |
RU206563U1 (ru) * | 2021-04-27 | 2021-09-15 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Резервный источник электроснабжения многоосных колесных шасси, перевозящих опасный груз |
RU2777898C1 (ru) * | 2022-02-18 | 2022-08-11 | Негосударственное частное образовательное учреждение высшего образования "Технический университет УГМК" | Устройство бесперебойного электропитания |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1138883A1 (ru) * | 1983-05-06 | 1985-02-07 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Геофизической Техники,Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Устройство дл гарантированного электропитани многофазных потребителей переменного тока |
US4563732A (en) * | 1984-08-24 | 1986-01-07 | Asea Aktiebolag | Static converter for HVDC power transmission |
RU2225668C1 (ru) * | 2002-07-08 | 2004-03-10 | Кириллов Николай Петрович | Агрегат бесперебойного питания |
RU2432660C1 (ru) * | 2010-07-27 | 2011-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Способ автоматического включения резервного питания потребителей с повышенной надежностью по цепям напряжения |
RU2442267C1 (ru) * | 2010-11-19 | 2012-02-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Устройство для бесперебойного питания потребителя постоянного тока |
-
2012
- 2012-05-23 RU RU2012121203/07A patent/RU2503114C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1138883A1 (ru) * | 1983-05-06 | 1985-02-07 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Геофизической Техники,Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Устройство дл гарантированного электропитани многофазных потребителей переменного тока |
US4563732A (en) * | 1984-08-24 | 1986-01-07 | Asea Aktiebolag | Static converter for HVDC power transmission |
RU2225668C1 (ru) * | 2002-07-08 | 2004-03-10 | Кириллов Николай Петрович | Агрегат бесперебойного питания |
RU2432660C1 (ru) * | 2010-07-27 | 2011-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Способ автоматического включения резервного питания потребителей с повышенной надежностью по цепям напряжения |
RU2442267C1 (ru) * | 2010-11-19 | 2012-02-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Устройство для бесперебойного питания потребителя постоянного тока |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2583002C1 (ru) * | 2014-12-12 | 2016-04-27 | Открытое акционерное общество "РАТЕП" | Устройство вторичного электропитания с резервированием |
RU2612196C1 (ru) * | 2016-02-17 | 2017-03-03 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Установка бесперебойного питания объекта |
RU2609770C1 (ru) * | 2016-03-04 | 2017-02-02 | Акционерное общество "Конструкторское бюро специального машиностроения" | Устройство гарантированного электропитания |
RU167946U1 (ru) * | 2016-04-26 | 2017-01-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Источник бесперебойного питания |
RU2692468C2 (ru) * | 2017-10-26 | 2019-06-25 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Система бесперебойного питания |
RU2692085C1 (ru) * | 2018-05-08 | 2019-06-21 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Устройство автоматического включения резерва |
RU2733203C1 (ru) * | 2020-01-21 | 2020-09-30 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Способ подключения потребителей к резервному источнику электроснабжения |
RU2754919C1 (ru) * | 2020-11-19 | 2021-09-08 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Тракт вторичного электропитания с резервированием |
RU206563U1 (ru) * | 2021-04-27 | 2021-09-15 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Резервный источник электроснабжения многоосных колесных шасси, перевозящих опасный груз |
RU2777898C1 (ru) * | 2022-02-18 | 2022-08-11 | Негосударственное частное образовательное учреждение высшего образования "Технический университет УГМК" | Устройство бесперебойного электропитания |
RU222433U1 (ru) * | 2023-10-30 | 2023-12-25 | Негосударственное частное образовательное учреждение высшего образования "Технический университет УГМК" | Устройство бесперебойного электропитания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2503114C1 (ru) | Устройство бесперебойного автоматического включения резерва | |
US9745038B2 (en) | DC power system for marine applications | |
EP3087655B1 (en) | Power supply system | |
US10298006B2 (en) | Energy storage system and method of driving the same | |
US20090256422A1 (en) | Ac and dc uninterruptible online power supplies | |
JP6470003B2 (ja) | 無停電電源装置及び無停電電源装置システム | |
JP6101539B2 (ja) | 給電システム及び給電方法 | |
WO2014201025A1 (en) | Apparatus and methods for control of load power quality in uninteruptible power systems | |
CN210183018U (zh) | 数据中心的并网供电系统及并网装置 | |
US10014687B2 (en) | Grid-tied photovoltaic power generation system | |
US9257859B2 (en) | Dynamic battery control based on demand | |
CN107612408B (zh) | 一种储能变流器和储能系统 | |
CN107257160B (zh) | 一种直流操作电源系统及其控制方法 | |
JP6503095B2 (ja) | 充放電装置 | |
US11967858B2 (en) | Static transfer switch, and ups module to which static transfer switch is applied | |
CN105322642B (zh) | 用于开发在静态ups中的电流容量的系统和方法 | |
CN111917170A (zh) | 用于储能电站与数据中心负荷的融合供电装置 | |
CN115693907A (zh) | 无切换不间断铁路信号电源电路 | |
RU2540966C1 (ru) | Статический преобразователь | |
CN205791773U (zh) | 不断电电源供应系统 | |
RU2410816C2 (ru) | Устройство гарантированного электроснабжения ответственных потребителей | |
RU2692468C2 (ru) | Система бесперебойного питания | |
RU2225668C1 (ru) | Агрегат бесперебойного питания | |
CN102629777A (zh) | 直流电源备电系统 | |
RU2481688C1 (ru) | Устройство гарантированного электроснабжения |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |