Система для бесперабойного питания потребителей перемнного тока

Система для бесперабойного питания потребителей перемнного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Соцнапнстнческнх

Респубпнк

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 608228 (6l) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 17,07,74 (21)2044759/24-07 (51) M. Кл, Н 02 J 9/04

//Н 02 М 7/515 с присоединением заявки №

Гасударственный комитет

С0ВВТ8 Иинистров СССР

IID делам иэооретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25 05.78. Бюллетень ¹19 (45) Дата опубликования описания 28.04.78 (53) УДК621.314.58 (088.8) Л. Я. Раскин, II. A. Мариничев и А. В. Юрусов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ДЛЯ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА!

Изобретение касается силовой преобраэоватепьной техники и может быть испопьзовано в системах бесперебойного электроснабжения потребителей переменного тока, в состав которых входят эпектродвигатепи.

Известно устройство дпя бесперебойного питания потребитепей, содержащее выпрямитель и автономный инвертор, с помощью которых питание потребителей непрерывно производится в нормальных условиях от ооновного источника, а при нарушении работы основного источника питание переводится на резервный источник постоянного тока, обычно аккумуляторную батарею 111 и $2), Недостатком этого устройства является пониженный КП Д из-за постоянной работы выпрямитепя и автономного инвертора.

Известно также устройство дпя бесперебойного питания потребителей перемекного тока, содержащее основной источник переменного тока, к выводам которого через автоматический выключатель присоединена нагрузка, в том числе трехфазные эпектро двигатепи, резервный источник постоянного тока, подключенный к выводам переменного у, 2 тока через связанный с датчиком аварии автономный инвертор, вкпючаюший в себя вентипьный коммутатор, вентипьный компенсатор, а также узеп управления, содержащий бпок вкпючения, задающий генератор, блоки управпяютцих импульсов вентильпого коммутатора и вентипьного компенсатора, регулятор напряжения (3).

Недостатком этого устройства является сложность системы электроснабжения иэ-за напичия тиристорных выкпючатепей с,принудитепьной коммутацией и необходимость непрерывкой работы инвертора и выпрямитепя на хопостом ходу иэ-за чего увеличиваются потери энергии.

Цепью изобретения является. повьпиение надежности системы. Это достигается тем, что предложенное устройство снабжено перекпючатепем синхронизации, входы которого подкпючены к выходам инвертора, эадакипего генератора и, блока вк, а выходы перекпючатепя подключены к формирователям управпякипих импульсов вентипьного коммутатора и вентипьного компенсатора.

608228

Лля уменьшения отклонения выходного напряжения и потерь электроэнергии система снабжена переключателем регулятора реактивной мощности, через который последний соединен с формирователем управляющих импульсов вентипьного компенсатора, причем переключатель регулятора реактивной мощности связан с указанным блоком включения и вторым регулятором напряжения..

Структурная схема предложенного устройства дпя бесперебойного питания потребителей переменного тока приведена на фиг.1, принципиапьная схема нреобразоватепяна фиг. 2.

Устройство содержит основной источник 1 электроэнергии переменного тока, автоматический выключатель 2, нагрузку 3, в том числе трехфазные электродвигатели, рзервный источник 4 постоянного тока, пое образоватепь 5 и датчик аварии 6 в энергосистеме, ко"тролируюший частоту, напряжение в сети и состояние автоматического выключателя 2.

Собственно преобразоватепь 5 содержит вентипьный коммутатор 7, вентильный компенсатор 8 устройства управления, блок

9 включения, переключатель 10 синхронизации, задающий генератор 11, блок 12 управпяоших импульсов вентипьного коммутатора 7, содержащий фазосдвигаюший узел

13 и выключатель 14, регулятор 15 напряжения, состоящий из измерительного органа 16 и органа 17 сравнения и усиления, блок 18 управляющих импульсов вентипьного компенсатора 8, переключатель 19, регулятор 20 реактивной мощности, состоящий из измерительного органа 21 и органа

22 сравнения и усиления, второй регулятор 23 напряжения, состоящий из измерительного органа 24 и органа сравнения и усиления 25, Устройство работает спедукхцим образом, В нормальных режимах работы нагрузка

3 получает питание от основного источника через автоматический выкпючатепь 2. От блока 9 включения на выкпючатепь 14 поступает сигнал, запрещакхций прохождение импульсов управления вентипьно "о коммутатора 7 преобразователя. Эта же команда поступает на управляющие входы перекпю чатепей i0 и 19. Переключатель синхронизации 10 находится в положении, при котором на.синхронизируюшие входы блоков

12 и 18 управпякицих импупьсов поступает напряжение нагрузки 3. Импульсы упра ления вентилями, формируемые в блоках 18 и 12 по частоте я фазе синхронизированы с напряжением на нагрузке 3. Перек юча15

45 я тель 1 Э соединяет выход второго рг гуляго г ра напряжения 23 с управляющим входом блока 18. l3 резупьтате вентипьный коммутатор 7 отключается,а вентипьный компенсатор 8, блок импульсов 18 которого синхронизирован с напряжением на нагрузке 3, с помощью регулятора 23 используется для регулирования реактивной мощности в сети в функции напряжения на нагрузке 3.

В случае выхода из строя основного источника 1 или внезапного отключения автоматического выключателя 2 начинается процесс самовозбуждения трехфазных электр» родвигатепей нагрузки 3 за счет реактивной мощности конденсаторов вентипьного компенсатора 8. Благодаря регулированию реактивной мощности с помощью вентиш ного компенсатора 8 и регулятора напряжения 23 процесс самовозбуждения трехфаэных электродвигателей является управляемым. Это позволяет поддерживать напряжение на шинах нагрузки 3 в заданных пределах беэ разрыва кривой напряжения вплоть до момента включения преобразователя 5 в инверторном режиме. Ilo команде от датчика аварии 6, контролирующего частоту и напряжение в сети и состояние автоматического выключателя 2, откпю 1ается автоматический выключатель 2.

После этого на управпякхцие входы переключателей 10, 19 и 14 от блока включения 9 поступает сигнал, соответствующий включенному состоянию преобразователя 5 в инверторном режиме. Пепи синхронизации блоков 1 8 и 1 2 управляющих импульсов через переключатель 10синхронизации подключаются к задающему генератору 11. Управляющий вход блока управляющих импульсов 18 подключается через переключатель 19 к регулятору 20 реактивной мощности. Импульсы управления вентильного коммутатора

7 начинают поступать от блока 12 управляющих импульсов. В результате осуществляется включение преобразователя в инверторный режим и питание нагрузки 3 от резервного источника постоянного тока 4. В этом режиме управпение фазосдвигаюшим узлом 13 производится от первого регупятора напряжения 15, а управление фазосдвигаюшим узлом 18 — от регулятора 20 реактивной мощности, Время переходного процесса от момента начала аварии до момента включения в работу преобраэоватепя в инверторный режим обычно не превьпиает примерно 0,1 сек.

Поддержание напряжения на шинах нагруэки 3 в течение такого отрезка времени обеспечявается1 если эпектродвигатепьная нагрузка составпяет не менее 10-15% от

608228 мошности всей нагрузки 3. Успешное включение и работу иреобразоватепя 5 в условиях поддержания HA шинах нагрузки 3> к которым ои иодк;и,. он, обеспечивается благодаря неирерьп иой синхронизации его системы управления тнрнсторами от этого же напряжения через доиопиитепьиую цепь бесконтактного переключателя 10 синхронизации.

После прохождения команды на включение иерекпючатепь 10 переключает систему уи- 10 равпения тиристорами иреобразоватеия 5 на синхронизацию от задающего генератора 1 1.

Силовая схема преобразователя 5, содержащая вентипьный коммутатор 7 и вентиль» иый комиенсатор 8, может быть выиоинена как по схеме инвертора тока, так и ио схеме инвертора напряжения, в которых используют устройства генерирования и регулирования реактивной мощности. В качестве вентипьного комиенсатора могут быть использованы схема тиристорно-дроссельного уст ройства, в котором вентипи соединены в мостовую схему, а дроссепь включен в звено выпрямленного тока, схема, в которой конденсаторы включаются последовательно с вентипями, и т. д. При выпопнении силовой схемы преобразователя ио схеме инвертора напряжения поддержание напряжения на шинах нагрузки может быть обеспечено путем

30 включения инвертора в режиме генерирования реактивной мощности.

Узел управления выполнен по вертикальному принципу уиравпения с синусоидапьным источником опорного напряжения (генератор

11 и напряжение на нагрузке 3), Возможны и другие варианты выполнения схем узла управления. В качестве задающего генерато» ра могут быть использованы известные генераторы прямоугольных импульсов с треугольной и пилообразной формой кривой выходного напряжения. Фазосдвигаюшие блоки могут быть выполнены на основе регулируемых одновибраторов и бпокинг»генераторов по принципу фазовой автоподстройки частоты.4

Возможные варианты построения регуляторов напряжения зависят от выбора силовой схемы преобразователя и технических требований, предъявляемых к качеству электроэнергии на нагрузке в статических и динамических режимах.

l. Раскин Л. Я. Стабилизированные автономные инверторы тока натиристорах, M., «энергия«, 1970.

2, Ковалев Ф. И. и др. Стабилизированные автономные инверторы с синусои дальным выходным напряжением, М„«Энергия, 19 /2, 3. Экспресо-информация, серия «Эпект» рические машины и аппараты, 1973, выи.

28, реф. 110.

На преобразователь 5 может переводить ся только часть нагрузки 3 - ответственные потребители, выделяемые на отдельную секцию сети. В этом случае при выходе из строя основного источника питания 1 напри жение во всей сети поддерживается с по мощью тех же элементов, а иреобразоватепь

5 включается в работу в инверторном режи- 0 ме посие откпючеиия секционного выкпючате пя, отделяющего ответственных потребитоп.й от оста пьиых иотре бите пей.

В качестве преобразователя 5 может применяться статический обратимый иреобразоиатепь, который может поочередно работать в режиме автономного инвертора и выпрямителя.

Форму па изобретения

1.Система для бесперебойного питания потребителей,,переменного тока, в состав которых входят электродвигатели, содержащая подсоединенный к выводам дпя подключения основного источника переменного тока через датчик аварии, к выводам дпя подключения резервного источника постоянного тока непосредственно и к выходным выводам через автоматический выкпючатепь, соединяющий основной источник с шинами питания потребителей инвертор, состоящий из связанных с соответствующими формирователями управляющих импульсов вентипьного коммутатора и вентипьного компенсатора, уст ройство управления, состоящее из блока вкпючения и задающего генератора, первый и второй регуляторы напряжения и регулятор реактивной мощности, о т и и ч а ю ш а я с я тем, что, с цепью иовьииения надежности, она снабжена переключателем синхронизации, входы которого подключены к выходам инвертора, задающего генератора и блока включения, а выходы - к формирователям управляющих импульсов вентииьного коммутатора и вентипьного комиенсатора.

2. Система ио и. 1, о т п и ч а ю» ш а я с я тем, что, с целью уменьшения отклонения выходного напряжения и потерь электроэнергии, она снабх:ена переключателем .регулятора реактивной мощности, через который поспедний соединен с формирователем управпяюших импульсов вентипьного компенсатора, причем иерекпючатепь регулятора реактивной мощности связан с укаэанным бпоком включении и со вторым регупятором напряжения.

Источники информации, принятые во внимание ири экспертизе:

808228

1-

Составитель Г. Гомола

Редактор Е. Кравдова Техред Э, Чужик Корректор С, Лллалова

Заказ 2811/37 Тираж 892 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фиииаи ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4