SK8769Y1 - Voltage drop compensator - Google Patents
Voltage drop compensator Download PDFInfo
- Publication number
- SK8769Y1 SK8769Y1 SK50026-2019U SK500262019U SK8769Y1 SK 8769 Y1 SK8769 Y1 SK 8769Y1 SK 500262019 U SK500262019 U SK 500262019U SK 8769 Y1 SK8769 Y1 SK 8769Y1
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- unit
- power supply
- electrical
- appliance
- switching unit
- Prior art date
Links
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
- H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/24—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
- H02H3/207—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage also responsive to under-voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
Abstract
Description
Oblasť technikyTechnical field
Technické riešenie sa týka zariadenia na ochranu elektrického spotrebiča pred výpadkomalebo poklesom napätia v elektrickej rozvodnej sieti.The technical solution relates to a device for protecting an electrical appliance against a power failure or voltage drop in the electrical distribution network.
Doterajší stav technikyPrior art
Pokrok v technike a elektronike so sebou prináša nutnosť využívať stále lepšie, rýchlejšie a sofistikovanejšie elektronické riadiace a ovládacie obvody na stroje a zariadenia, ktoré sú schopné stále pružnejšej reakcie na povely obsluhy a zložité ovládacie algoritmy. Táto elektronika sa ruka v ruke s jej vývojom stáva ľahšie náchylná na poškodenie vplyvomvýkyvov v elektrickej sieti spočívajúcich v systéme náhodných napäťových špičiek alebo opaku, nedostatku napätia. Preto je nevyhnutné stabilizovať elektrické sieťové toky.Advances in technology and electronics bring with them the need to use ever better, faster and more sophisticated electronic control circuits for machines and equipment that are able to respond more and more flexibly to operator commands and complex control algorithms. This electronics, hand in hand with its development, becomes more susceptible to damage due to fluctuations in the electrical network consisting of a system of random voltage peaks or vice versa, lack of voltage. Therefore, it is necessary to stabilize electricity flows.
V základe sú dve možnosti stabilizácie, a to stabilizácia siete pomocou elektronických obvodov a súčiastok pohlcujúcich alebo znižujúcich nárast toku energie alebo stabilizácia výstupových napájacích charakteristík. Tie však nemôžu bez záložného napájania eliminovať poklesy v sieti vzniknuté napríklad nárastom odberu konečnými spotrebiteľmi. Aby mohli rozvodné závody a centrálni výrobcovia energie reagovať na poklesy napätia v sieti v čase energetických špičiek, konštruujú zariadenia na akumuláciu elektrickej energie na okamžité použitie a doplnenie poklesu. V čase, kedy boh akumulátory ešte málo výkonné a na pokrytie potrieb by museli byť postavené zdrojové sústavy s tisíckami kusov, sa konštruovali napr. prečerpávacie vodné elektrárne. Dnes sa už plánuje aj využitie starých lítiových autobatérií na konštrukciu záložných zdrojových staníc.Basically, there are two possibilities of stabilization, namely stabilization of the network by means of electronic circuits and components absorbing or reducing the increase of the energy flow or stabilization of the output power supply characteristics. However, they cannot eliminate network downturns caused by, for example, an increase in consumption by final consumers without backup power. In order to be able to respond to mains voltage drops during peak periods, distribution plants and central energy producers are designing electricity storage devices for immediate use and to supplement the drop. At a time when god accumulators were still inefficient and to meet the needs would have to be built power systems with thousands of pieces, were constructed e.g. pumped storage hydropower plants. Today, it is also planned to use old lithium car batteries for the construction of backup power stations.
Na získanie energie tam, kde nie je elektrické vedenie, vyrábajú sa elektrocentrály v rôznom vyhotovení, kde sa ostatné typy energie menia na elektrickú. Najznámejšie elektrocentrály sú elektrocentrály so spaľovacím motorom poháňajúcim dynamo alebo častejšie alternátor. Dnes sa už tieto zdroje energie kombinujú so záložnými zdrojmi, ktoré akumulujú energiu a následne ju vydávajú, ako je to opísané v dokumente CZ 229997 BI, ktorý uvádza zapojenie pre záložnú prevádzku napájacieho zdroja. Jeho podstata spočíva v tom, že medzi vzájomné prepojenie druhého výstupu sieťového zdroja a druhým vstupom napájacieho zdroja a druhým vývodom akumulátorovej batérie je zapojený snímací odpor, ktorého dva vývody sú paralelne pripojené k prvému a drahému vstupu prúdovej spätnej väzby sieťového zdroja. Účelom systému je regulovať výpadky sieťového napájania dodávkami elektrickej energie zo záložných zdrojov, ktorými sú tu batérie, ktoré sú zároveň pri stabilných sieťových dodávkach regulované dobíjané. To je prípad priamej akumulácie elektrickej energie. Iný spôsob je nepriama akumulácia, napr. systémom stláčania plynov do zásobníkov, ktoré následne poháňajú plynovú turbínu s generátorom Ako v súčasnosti moderný systémje považovaný aj systém získavania energie rekuperáciou, teda využitím energie predtým stratovej vznikajúcej napr. pri brzdení, ako to opisuje dokument US 2003089557. Kombinácia viacerých záložných zdrojov je opísaná napr. v dokumente CZ 29878, kde je opísané kombinované zdrojové zariadenie kombinujúce generátor so spaľovacím motorom, solárny panel a veternú elektráreň s batériovým energetickým úložiskom a elektronickým riadením energetických procesov a tokov.To obtain energy where there is no power line, power generators are produced in various designs, where other types of energy are converted into electricity. The best known power generators are power generators with an internal combustion engine driving a dynamo or more often an alternator. Today, these energy sources are already combined with backup sources, which accumulate energy and subsequently release it, as described in the document CZ 229997 BI, which states the connection for the backup operation of the power supply. Its essence lies in the fact that between the interconnection of the second output of the power supply and the second input of the power supply and the second terminal of the battery is connected a sensing resistor, two terminals of which are connected in parallel to the first and expensive current feedback input of the power supply. The purpose of the system is to regulate mains power failures by supplying electricity from backup sources, which are batteries, which are also regulated and recharged during stable mains supplies. This is the case with the direct accumulation of electricity. Another method is indirect accumulation, e.g. system of compressing gases into reservoirs, which subsequently drive a gas turbine with a generator As at present, a modern system is also considered a system of obtaining energy by recuperation, ie the use of previously loss-making energy arising from e.g. when braking, as described in US 2003089557. The combination of several backup sources is described e.g. in document CZ 29878, where a combined source device combining a generator with an internal combustion engine, a solar panel and a wind power plant with a battery energy storage and electronic control of energy processes and flows is described.
Všeobecný stav klasickej záložnej sústavy s prvkami sieťového napájania a záložného zdrojového úložis ka s elektronickým snímaním pochodov v sieti a riadením napájaním je opísaný v dokumente CZ 30903 Ul, ktorý je tu špecifikovaný ako kombinácia aspoň jedného zdroja a aspoň jedného kvázi zdroja, ktorý energiu akumuluje a uschováva, a kontrolných a riadiacich sieťových mechanizmov na riadenie energetických tokov. Prielomom v dlhodobejšom stabilnom ukladaní elektrickej energie sú nové lítiové a niklo-kadmiové akumulátorové batérie nahrádzajúce staré olovené s radovo omnoho väčšou kapacitou pri rovnakej velkosti zdroja a väčšej životnosti. Nevýhodou batérie je však, že majú vysokú hustotu energie, ale relatívne nízku hustotu výkonu a navyše sú veľmi náchylné na prepätia v sieti. Tieto impulzné prúdy výrazne znižujú životnosť batérií. Nedostatky batérií eliminujú kondenzátory, ktoré sú známe už mnoho desiatok rokov a ich modernizáciou sa získali super a ultrakapacitory, ako dokladuje dokument EP 2980818. Tento vynález sa týka konvenčného valcového ultrakapacitora a jeho konštrukcie. Oproti akumulátorom majú kapacitory vysokú hustotu výkonu, ale nízku hustota energie. Najdôležitejšia je skutočnosť, že dokážu akumulovať energiu tak stabilnú, ako impulznú bez výraznejšieho vplyvu na ich životnosť a rovnako tak túto energiu dokážu vydávať. Kýmbatéria je teda určená na dlhodobý výdaj stabilného nižšieho výkonu elektrickej energie, kapacitor vydáva energiu nárazovo v ráde milisekúnd až sekúnd, ale vo vysokých výkonoch.The general state of a conventional backup system with mains power supply elements and a backup power supply storage with electronic sensing of processes in the network and power control is described in document CZ 30903 U1, which is specified here as a combination of at least one source and at least one quasi source that accumulates energy and and control and management network mechanisms to manage energy flows. A breakthrough in long-term stable storage of electricity are new lithium and nickel-cadmium rechargeable batteries replacing old lead batteries with a much larger capacity with the same source size and longer life. However, the disadvantage of batteries is that they have a high energy density but a relatively low power density and, in addition, they are very prone to mains surges. These pulse currents significantly reduce battery life. The shortcomings of batteries are eliminated by capacitors, which have been known for many decades, and their modernization has made super and ultracapacitors, as evidenced by EP 2980818. The present invention relates to a conventional cylindrical ultracapacitor and its construction. Compared to batteries, capacitors have a high power density but a low energy density. The most important thing is the fact that they can accumulate energy as stable as impulse energy without a significant impact on their lifespan, and they can also release this energy. The battery is therefore designed for long-term consumption of stable lower power output, the capacitor emits energy suddenly in the order of milliseconds to seconds, but in high outputs.
US 5572108 predstavuje využitie superkapacitora v kombinácu s batériovým úložiskom Tento patent predstavuje sy stémnapájania, kedy je vstupný výkon nižší ako požadovaný výstupný výkon. Samostatný napájači systém na napájanie premenlivého zaťaženia využíva kondenzátorovú batériu na napájanie záťaže počas obdobia vysokého prúdového zaťaženia pri stálom napätí záťaže. Kondenzátorová banka je dobíjaná počas obdobia s menším dopadom z akumulátora, ktorý má menší výstupný výkon ako maximálne zaťaženie. Akumulátor je zase pravidelne dobíjaný z jediného prerušovane dostupného zdroja napájania. Tento dokuUS 5572108 discloses the use of a supercapacitor in combination with a battery storage device. This patent discloses a power supply system where the input power is lower than the required output power. A separate variable load power supply system uses a capacitor bank to power the load during periods of high current load at a constant load voltage. The capacitor bank is recharged during periods with less impact from the battery, which has less output than the maximum load. The battery, in turn, is regularly charged from a single intermittently available power source. This dock
S K 8769 Υ1 ment tak predstavuje existenciu zariadenia kombinujúceho batériové a kondenzátorové úložisko, efektívne využívajúce prednosti oboch týchto zdrojových bánk na získanie optimálneho vstupného výkonu pri rešpektovaní relatívne nižšieho vstupného dobíjacieho výkonu.S K 8769 Υ1 ment thus represents the existence of a device combining battery and capacitor storage, effectively using the advantages of both of these source banks to obtain optimal input power while respecting the relatively lower input charging power.
Obdobnú kombináciu ultrakapacitora a batérie predstavuje aj dokument WO 2014116899, ktorý predstavuje systém založený na kombinácii ukladania elektrickej energie do batérií v kombinácii s ultrakapacitormi. Systém výhodne kombinuje charakteristiku ultrakapacitora (vysoká hustota výkonu, ale nízka hustota energie) s batériou (vysoká hustota energie, ale relatívne nízka hustota výkonu). Tým je možné znížiť vysokú záťaž na batériovom systéme a predĺžiť významne ich životnosť. Systém je založený na fúzzy logike a riadený sofistikovaným riadiacim systémom regulácie a prepínania elektrickej energie. Dokument US 2018166892 predstavuje hybridný systém modifikujúci riadiaci algoritmus tak, že superkondenzátor môže nielen vytvárať impulzný výkon, ale teraz môže tiež absorbovať impulzný výkon z rekuperácie. Zároveň udržuje konštantný prúd akumulátora tak, aby prichádzajúci pulzný výkon batériu nenamáhal, a tým neskracoval jej životnosť. Absorbovaná energia sa akumuluje v kondenzátore, a potom riadiaci algoritmus pracuje s DC/DC prevodníkom, aby dobil batériu energiou z kondenzátora, a tým aby optimalizoval výkon batérie. Pokiaľ záťaž privádza energiu k hybridnému systému tak, že prúd do batérie je v optimálnom prevádzkovom rozsahu, je možné nabíjanie batérie z tohto zdroja. Tento hybridný systém udržuje prúd batérie v najúčinnejšom rozsahu počas vybíjania aj nabíjania (nabíjacie a vybíjacie prúdy môžu mať rôznu hodnotu) práve pomocou superkapacitora, ktorý reguluje (pohlcuje) impulznú energiu, ktorá by inak preťažovala dobíjaciu batériu, čo by mohlo viesť k zníženiu životnosti akumulátora a/alebo k zníženiu efektívnej kapacity v priebehu času.A similar combination of ultracapacitor and battery is presented in WO 2014116899, which presents a system based on a combination of storing electrical energy in batteries in combination with ultracapacitors. The system preferably combines the characteristics of an ultracapacitor (high power density but low power density) with a battery (high power density but relatively low power density). This makes it possible to reduce the high load on the battery system and significantly extend its service life. The system is based on fusion logic and controlled by a sophisticated control system for regulating and switching electricity. US 2018166892 discloses a hybrid system modifying a control algorithm so that a supercapacitor can not only generate pulse power, but can now also absorb pulse power from recuperation. At the same time, it maintains a constant current of the battery so that the incoming pulse power does not strain the battery and thus does not shorten its life. The absorbed energy is accumulated in the capacitor, and then the control algorithm works with the DC / DC converter to charge the battery with energy from the capacitor, thus optimizing the battery performance. If the load supplies energy to the hybrid system so that the current to the battery is in the optimal operating range, it is possible to charge the battery from this source. This hybrid system keeps the battery current in the most efficient range during both discharge and charge (charging and discharging currents can have different values) using a supercapacitor that regulates (absorbs) impulse energy that would otherwise overload the rechargeable battery, which could reduce battery life. and / or to reduce effective capacity over time.
Všetky doterajšie riešenia sú založené predovšetkým na priamej kombinácu využitia zdroja sieťovej energie, kapacitora, ako pohlcovača sieťových výkyvov a zdroja vysokého výkonu v kombinácu s batériami na dlhodobé uloženie získanej energie s možnosťou inverznej stabilnej prevádzky, teda nielen príjmu, ale aj výdaja energie. Všetko je riadené a ovládané sofistikovanou riadiacou, snímacou a vyhodnocovacou elektronikou.All previous solutions are based primarily on a direct combination of mains energy source, capacitor as a absorber of mains fluctuations and high power source in combination with batteries for long-term storage of obtained energy with the possibility of inverse stable operation, ie not only energy but also energy consumption. Everything is controlled and operated by sophisticated control, sensing and evaluation electronics.
Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution
Uvedené nedostatky odstraňuje navrhované zariadenie na ochranu elektrického spotrebiča pred výpadkom alebo poklesom napätia v elektrickej rozvodnej sieti. Zariadenie na ochranu elektrického spotrebiča pred výpadkom alebo poklesom napätia v elektrickej rozvodnej sieti je usporiadané medzi prípojku elektrickej energie z rozvodnej siete elektrickej energie a prívodné vedenie tejto energie k elektrickému spotrebiču. Zariadenie obsahuje záložnú zdrojovú jednotku, ktorá je vybavená elektrickou spínacou jednotkou s invertorom, na ovládanie tokov elektrickej energie z centrálnej elektrickej siete do záložnej zdrojovej jednotky a v opačnom smere na riadenie dodávok tejto energie spotrebičmi v prípade poklesu alebo výpadku centrálnej elektrickej rozvodnej siete alebo výkyvoch v dodávkach. Zariadenie ďalej obsahuje tyristorovú spínaciu jednotku na prepínanie napájania spotrebiča z elektrickej rozvodnej siete na záložnú zdrojovú jednotku a naopak. Súčasťou zariadenia je aj meracia a vy hodnocovacia jednotka snímajúca sieťové pochody, vyhodnocujúca ich a dávajúca informácie riadiacej jednotke, ktorá riadi chod celého zariadenia. Najdôležitejšou časťou zariadenia je záložná zdrojová jednotka, ktorá je tvorená zostavou superkapacitorov na uchovanie elektrickej energie, ktorá nie je v kombinácu s iným typom záložného zdroja. Vo výhodnom uskutočnení nie je účelom zariadenia dodávať dlhodobé plynulé dodávky elektrickej energie, ale iba energiu na pokrytie krátkodobých poklesov a výpadkov napätia v napájacej sústave.These shortcomings are eliminated by the proposed device for protection of electrical appliances against power failure or voltage drop. A device for protecting an electrical appliance against a power failure or drop in the electrical distribution network is arranged between the connection of electrical energy from the electrical distribution network and the supply line of this energy to the electrical appliance. The device comprises a backup power supply unit, which is equipped with an electrical switching unit with an inverter, for controlling the flow of electricity from the central electricity network to the backup power supply unit and vice versa to control the supply of this energy by appliances in case of power outage or fluctuations. . The device further comprises a thyristor switching unit for switching the power supply of the appliance from the electrical distribution network to the backup power supply unit and vice versa. The device also includes a measuring and evaluation unit that senses network processes, evaluates them and gives information to the control unit, which controls the operation of the entire device. The most important part of the device is the backup power supply unit, which consists of a set of supercapacitors for storing electricity, which is not in combination with another type of backup power supply. In a preferred embodiment, the purpose of the device is not to supply a long-term continuous supply of electricity, but only energy to cover short-term voltage dips and outages in the supply system.
Vo výhodnom uskutočnení je výstup z meracej a vy hodnocovacej jednotky pripojený na vstup do riadiacej jednotky. Výstup z riadiacej jednotky je v tomto výhodnom uskutočnení pripojený na vstup tyristorovej spínacej jednotky, elektrickej spínacej jednotky, invertora a záložnej zdrojovej jednotky.In a preferred embodiment, the output of the measuring and evaluation unit is connected to the input of the control unit. The output of the control unit is in this preferred embodiment connected to the input of the thyristor switching unit, the electrical switching unit, the inverter and the backup power supply unit.
V inom výhodnom uskutočnení je elektrická spínacia jednotka zariadenia na ochranu elektrického spotrebiča pred výpadkom alebo poklesom napätia v elektrickej rozvodnej sieti zapojená medzi prípojku elektrickej energie z elektrickej siete a prívodné vedenie elektrickej energie k spotrebiču paralelne s tyristorovou spínacou jednotkou.In another preferred embodiment, the electrical switching unit of the device for protecting an electrical appliance against a power failure or voltage drop is connected between the electrical power connection and the power supply line to the appliance in parallel with the thyristor switching unit.
V ďalšom výhodnom uskutočnení obsahuje zariadenie na ochranu elektrického spotrebiča pred výpadkom alebo poklesom napätia v elektrickej rozvodnej sieti mechanicky bypass zapojený paralelne s tyristorovou spínacou jednotkou.In another preferred embodiment, the device for protecting an electrical appliance against a power failure or voltage drop in the electrical distribution network comprises a mechanically bypass connected in parallel with the thyristor switching unit.
V inom výhodnom uskutočnení sú superkapacitátory usporiadané do zostavy, ktorá tvorí mobilný zdrojový modul.In another preferred embodiment, the supercapacitors are arranged in an assembly that forms a mobile source module.
Prenos signálov medzi prvkami zariadenia prebieha elektricky káblovým pripojením Hlavnou úlohou zariadenia je eliminovať poklesy napätia v elektrickej rozvodnej sieti a dodávať chýbajúci výkon koncovému spotrebiču vo forme milisekundových až sekundových impulzných dodávok vysokého výkonu. Vtom je aj hlavná výhoda zariadenia.The transmission of signals between the elements of the device takes place by electrically cable connection. The main task of the device is to eliminate voltage drops in the electrical distribution network and supply the missing power to the end appliance in the form of millisecond to second pulse deliveries of high power. This is also the main advantage of the device.
S K 8769 Υ1S K 8769 Υ1
Prehľad obrázkov na výkresochOverview of figures in the drawings
Technické riešenie bude bližšie objasnené pomocou výkresu, ktorý znázorňuje: obr. 1 schematické zapojenie jednotlivých prvkov zariadenia do napájacej siete s vyznačením energetických a informačných tokov.The technical solution will be explained in more detail with the aid of the drawing, which shows: FIG. 1 shows a schematic connection of individual elements of the device to the supply network with the indication of energy and information flows.
Príklady uskutočneniaExamples of embodiments
Zariadenie 1 na ochranu elektrického spotrebiča pred výpadkom alebo poklesom napätia v elektrickej rozvodnej sieti podľa obr. 1 sa umiestňuje do elektrickej napájacej siete medzi príp ojku 3 elektrickej energie z elektrickej rozvodnej siete a prívodné vedenie 11 tejto energie k elektrickému spotrebiču 10 v prípadoch, keď je potrebné chrániť koncové elektrické zariadenia pred kolísaním napätia v elektrickej rozvodnej sieti. Pre správnu funkciu zariadenia je nevyhnutné, aby činnosť zariadenia 1 bola riadená na základe presne nameraných sieťových hodnôt a ich kolísania, s funkciou prepínania medzi režimami priameho napájania zo siete a nepriameho zo záložného zdroja.The device 1 for protecting an electrical appliance against a power failure or drop in the electrical distribution network according to FIG. 1 is placed in the electrical supply network between the power supply line 3 and the power supply line 11 to the electrical appliance 10 in cases where it is necessary to protect the terminal electrical equipment from voltage fluctuations in the power supply network. For the correct function of the device, it is necessary that the operation of the device 1 be controlled on the basis of precisely measured network values and their fluctuations, with the function of switching between the modes of direct supply from the mains and indirect from the backup source.
Na núdzové dodávanie energie spotrebiču 10 je zariadenie 1 na ochranu elektrického spotrebiča pred výpadkom alebo poklesom napätia v elektrickej rozvodnej sieti vybavené záložnou zdrojovou jednotkou 2. Táto záložná zdrojová jednotka 2 má za úlohu dodávať krátkodobo impulzný vysoký výkon a eliminovať tak krátkodobé výpadky a poklesy v elektrickej rozvodnej sieti, ktoré netrvajú dlhšie ako rádovo milisekundy až sekundy. Preto je zariadenie tvorené sústavou ultrakapacitorov, ktoré majú potrebné výkonové charakteristiky a sú usporiadané do mobilného zdrojového modulu. Následné dobíjanie tejto záložnej zdrojovej jednotky 2 je zabezpečené z elektrickej rozvodnej siete v čase stabilných dodávok elektrickej energie. Na ovládanie cyklov nabíjania a vybíjania slúži elektrická spínacia jednotka 8 s invertorom 9, ktoré sú rovnako ako záložná zdrojová jednotka 2 riadené riadiacou jednotkou 4. Riadenie je zabezpečované káblovým spojením prenášajúcim z riadiacej jednotky 4 do elektrickej spínacej jednotky 8, invertora 9, tyristorovej spínacej jednotky 5 a záložnej zdrojovej jednotky 2 riadiace signály.For the emergency power supply of the appliance 10, the device 1 for protecting the electrical appliance against power failure or voltage drop is equipped with a backup power supply unit 2. This backup power supply unit 2 has the task of supplying short-term pulsed high power and thus eliminating short-term power outages and dips. grid that do not last longer than the order of milliseconds to seconds. Therefore, the device consists of a set of ultracapacitors that have the necessary performance characteristics and are arranged in a mobile source module. Subsequent charging of this backup power supply unit 2 is provided from the electrical distribution network at a time of stable power supply. The electric switching unit 8 with the inverter 9 serves to control the charging and discharging cycles, which, like the backup power supply unit 2, are controlled by the control unit 4. The control is provided by a cable connection transmitting from the control unit 4 to the electrical switching unit 8, the inverter 9 and the thyristor switching unit. 5 and the backup source unit 2 control signals.
Invertor 9 má za úlohu modulovať vstupné a výstupné parametre elektrickej energie podľa požiadaviek spotrebiča 10, a tiež požiadaviek záložnej zdrojovej jednotky 2 tak, aby výstupné napätie, výkon a prúd boli v požadovaných rozsahoch.The task of the inverter 9 is to modulate the input and output parameters of the electrical energy according to the requirements of the appliance 10, as well as the requirements of the backup power supply unit 2, so that the output voltage, power and current are within the required ranges.
Informácie o pochodoch v elektrickej rozvodnej sieti dáva riadiacej jednotke 4 meracia a vy hodnocovacia jednotka 7. Táto meracia a vyhodnocovacia jednotka 7 pomocou senzorov sníma charakteristiky parametrov elektrickej energie a ich výkyvy na prípojke 3 elektrickej energie z elektrickej rozvodnej siete, vyhodnocuje ich a cez káblové pripojenie vysiela informačný signál na vstup do riadiacej jednotky 4.Information on processes in the electrical distribution network is provided to the control unit 4 by a measuring and evaluation unit 7. This measuring and evaluation unit 7 uses sensors to sense the characteristics of electrical parameters and their fluctuations at the electrical connection 3 from the electrical network, evaluates them and via cable connection. sends an information signal to the input to the control unit 4.
Pre prípady, keď sú charakteristiky elektrickej energie v elektrickej rozvodnej sieti stabilné, je zariadenie na ochranu elektrického spotrebiča pred výpadkom alebo poklesom napätia v elektrickej rozvodnej sieti vybavené tyristorovou spínacou jednotkou 5, ktorá zabezpečí priamy prechod elektrickej energie k spotrebiču 10 zariadením 1 bez akejkoľvek úpravy. Paralelne pripojením je tyristorová spínacia jednotka 5 premostená mechanickým bypassom 6, ktoiý má za úlohu vykonať elektrické obídenie zariadenia 1 a zachovanie dodávok energie v prípadoch, kedy je nutné vykonať na zariadení 1 servisné činnosti alebo v prípade prevádzkovej poruchy zariadenia 1.For cases where the electrical energy characteristics of the electrical network are stable, the device for protecting the electrical appliance against power failure or voltage drop is equipped with a thyristor switching unit 5, which ensures direct passage of electrical energy to the appliance 10 by the device 1 without any modification. In parallel, the thyristor switching unit 5 is bridged by a mechanical bypass 6, which has the task of electrically bypassing the device 1 and maintaining the power supply in cases where it is necessary to perform service activities on the device 1 or in case of operational failure of the device 1.
Elektrická energia z elektrickej rozvodnej siete prechádza prípojkou 3 elektrickej energie z elektrickej rozvodnej siete, na ktorej je umiestnená meracia a vyhodnocovacia jednotka 7, snímajúca charakteristiky a výkyvy parametrov prichádzajúcej elektrickej energie. Zistené hodnoty meracia a vyhodnocovacia jednotka následne 7 vyhodnocuje a výsledok zasiela do riadiacej jednotky 4, ktorá vydá poky ny tyristorovej spínacej jednotke 5, elektrickej spínacej jednotke 8, invertoru 9 a záložnej zdrojovej jednotke 2 na ďalšiu činnosť.The electrical energy from the electrical distribution network passes through the electrical energy connection 3 from the electrical distribution network, on which the measuring and evaluation unit 7 is located, sensing the characteristics and fluctuations of the parameters of the incoming electrical energy. The detected values are then evaluated by the measuring and evaluation unit 7 and sent to the control unit 4, which issues instructions to the thyristor switching unit 5, the electrical switching unit 8, the inverter 9 and the backup power supply unit 2 for further operation.
Ak sú parametre elektrickej energie z elektrickej rozvodnej siete stabilné v požadovaných medziach, tyristorová spínacia jednotka 5 zostane otvorená a elektrická energia z elektrickej rozvodnej siete prechádza priamo k spotrebiču 10. Elektrická spínacia jednotka 8 otvorí prechod elektrickej energie cez invertor 9 smerom k záložnej zdrojovej jednotke 2, ktorá je v tejto fáze dobíjaná.If the parameters of the electrical energy from the electrical network are stable within the required limits, the thyristor switching unit 5 remains open and the electrical energy from the electrical network passes directly to the appliance 10. The electrical switching unit 8 opens the electrical energy passage through the inverter 9 towards the backup power supply unit 2. which is recharged at this stage.
Ak sú parametre elektrickej energia z elektrickej rozvodnej siete nestabilné, mimo požadovaných medzí, tyristorová spínacia jednotka 5 sa zatvorí. Elektrická energia tak nebude prechádzať priamo k spotrebiču 10. Elektrická spínacia jednotka 8 sa otvorí pre tok elektrickej energie od záložnej zdrojovej jednotky 2 cez invertor 9 k spotrebiču 10 a spotrebič je napájaný zo záložnej zdrojovej jednotky 2. Záložná zdrojová jednotka je v tomto prípade schopná dodávať elektrickú energie počas niekoľkých sekúnd ažmilisekúnd. Tieto cykly sú opakovateľné po celý čas životnosti zariadenia 1.If the parameters of the electrical energy from the electrical distribution network are unstable, outside the required limits, the thyristor switching unit 5 closes. Thus, the electrical energy will not pass directly to the appliance 10. The electrical switching unit 8 is opened for the flow of electrical energy from the backup power supply unit 2 through the inverter 9 to the appliance 10 and the appliance is supplied from the backup power supply unit 2. electricity for a few seconds to milliseconds. These cycles are repeatable throughout the life of the equipment 1.
S K 8769 Υ1S K 8769 Υ1
Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability
Zariadenie na ochranu elektrického spotrebiča pred výpadkom alebo poklesom napätia v elektrickej rozvodnej sieti nájde uplatnenie predovšetkým vo väčších priemyselných prevádzkach, kde pracujú stroje, kto5 rých výpadok alebo poškodenie kolísavým napätím by znamenal značnú škodu na zariadení a výrobných schopnostiach.Equipment for the protection of electrical appliances against power failure or voltage drop will find application especially in larger industrial plants, where machines operate, where a power failure or damage by fluctuating voltage would mean considerable damage to equipment and production capabilities.
S K 8769 Υ1S K 8769 Υ1
Zoznam vzťahových značiek zariadenie na ochranu elektrického spotrebiča záložná zdrojová jednotkaList of reference marks electrical appliance protection device backup power supply unit
3 prípojka elektrickej energie z elektrickej rozvodnej siete riadiaca jednotka ty ristorová spínacia jednotka mechanický by pas s meracia a vyhodnocovaciajednotka3 power connection from the mains control unit control unit switching unit mechanical by pas with measuring and evaluation unit
8 elektrická spínacia jednotka invertor spotrebič prívodné vedenie k spotrebiču8 electrical switching unit inverter appliance supply line to the appliance
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-35566U CZ32721U1 (en) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | A device for protecting an electrical appliance from power failure or drop in the power grid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK500262019U1 SK500262019U1 (en) | 2020-01-07 |
| SK8769Y1 true SK8769Y1 (en) | 2020-06-02 |
Family
ID=65992196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK50026-2019U SK8769Y1 (en) | 2018-11-02 | 2019-04-02 | Voltage drop compensator |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT16740U1 (en) |
| CZ (1) | CZ32721U1 (en) |
| DE (1) | DE202019101113U1 (en) |
| SK (1) | SK8769Y1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112531627B (en) * | 2020-11-26 | 2023-06-30 | 阳光电源股份有限公司 | Intelligent switching device and power generation system |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5572108A (en) | 1992-01-07 | 1996-11-05 | Windes; John A. | Power system using battery-charged capacitors |
| WO2001074699A1 (en) | 2000-03-31 | 2001-10-11 | Inventio Ag | Device and method for reducing the power of the supply connection in lift systems |
| CZ22997U1 (en) | 2011-10-26 | 2011-11-28 | Ústav struktury a mechaniky hornin AV CR, v.v.i., Praha | Particulate composite replacements of bone tissue with nanosized calcium phosphate |
| US9536205B2 (en) | 2013-01-24 | 2017-01-03 | Nec Corporation | Adaptive control of hybrid ultracapacitor-battery storage system for photovoltaic output smoothing |
| US9812898B2 (en) * | 2013-04-26 | 2017-11-07 | Christopher W. Spivey | Backup power source for providing a fail-safe actuation of an electric actuator |
| US10333319B2 (en) | 2013-05-17 | 2019-06-25 | Electro Standards Laboratories | Hybrid super-capacitor / rechargeable battery system |
| KR101345224B1 (en) | 2013-08-05 | 2013-12-26 | 주식회사 쿨스 | Ultra capacitor |
| CN204905986U (en) * | 2015-07-15 | 2015-12-23 | 肖春华 | Uninterrupted power source device |
| KR101834718B1 (en) * | 2016-09-13 | 2018-03-06 | 주식회사 오키 | Voltage Sag Compensator Having Monitoring Function of SuperCapacitor |
| CZ30903U1 (en) | 2017-06-20 | 2017-08-08 | C-Energy Planá s.r.o. | A combined power source |
| RU180385U1 (en) * | 2018-02-15 | 2018-06-09 | Общество с ограниченной ответственностью "ТАЙТЭН ПАУЭР СОЛЮШН" | ASYMMETRIC SUPERCAPACITOR UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY |
| RU183734U1 (en) * | 2018-08-01 | 2018-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью "ТАЙТЭН ПАУЭР СОЛЮШН" | SUPERCONDENSER UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY OF DC BUS FREQUENCY CONTROLLED DRIVE |
-
2018
- 2018-11-02 CZ CZ2018-35566U patent/CZ32721U1/en active Protection Beyond IP Right Term
-
2019
- 2019-02-27 DE DE202019101113.0U patent/DE202019101113U1/en active Active
- 2019-04-02 SK SK50026-2019U patent/SK8769Y1/en unknown
- 2019-08-08 AT ATGM50146/2019U patent/AT16740U1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ32721U1 (en) | 2019-04-02 |
| AT16740U1 (en) | 2020-07-15 |
| SK500262019U1 (en) | 2020-01-07 |
| DE202019101113U1 (en) | 2019-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10601239B2 (en) | Systems and methods for series battery charging | |
| KR101193168B1 (en) | Power storage system, controlling method of the same, and recording medium storing program to execute the method | |
| Xiao et al. | Multilevel energy management system for hybridization of energy storages in DC microgrids | |
| CN102593956B (en) | Energy-storage system and control method thereof | |
| US8810066B2 (en) | Power storage system and method of controlling the same | |
| KR101097265B1 (en) | Energy storage system and controlling method of the same | |
| Zhang et al. | Research on battery supercapacitor hybrid storage and its application in microgrid | |
| KR101146670B1 (en) | Energy management system and method for controlling thereof | |
| US8941263B2 (en) | Energy storage system and method of controlling the same | |
| KR101084214B1 (en) | Grid-connected energy storage system and method for controlling grid-connected energy storage system | |
| CN102593884B (en) | Battery system and the energy storage system comprising it | |
| KR101364094B1 (en) | Battery system and energy storage system including the same | |
| KR102234290B1 (en) | Energy storage system and controlling method the same | |
| Chowdhury et al. | Grid integration impacts and energy storage systems for wind energy applications—A review | |
| KR20130105616A (en) | Energy storage system and controlling method of the same | |
| KR102074686B1 (en) | A hybrid energy storage system | |
| KR101550875B1 (en) | Active type energy storage system | |
| JP2010130836A (en) | Power supply system and power switching apparatus | |
| Guerrero et al. | Overview of medium scale energy storage systems | |
| KR101689222B1 (en) | Energy storage system and starting method the same | |
| CN103516013A (en) | Battery pack and method of controlling the same | |
| JP2018098953A (en) | Power supply system | |
| Gundumalla et al. | Ramp rate control strategy for an islanded dc microgrid with hybrid energy storage system | |
| Banerjee et al. | Impact of hybrid energy storage system (HESS) topologies on performance: Exploration for hydropower hybrids | |
| Jiang et al. | A hybrid fuel cell power supply with rapid dynamic response and high peak-power capacity |