Устройство для электропитания независимых нагрузок

Устройство для электропитания независимых нагрузок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С П И С А Н И Е (,769681

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.11.78 (21) 2683872/24-07 (51) М. Кл.

Н 02 J 9/06 с присоединением заявки № (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (53) УДК 621.316.925 (088.8) ло делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (72) Авторы изобретения

Д. Д. Корнеев и В. H. Орлов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

НЕЗАВИСИМЫХ НАГРУЗОК

ГосУдаРствениый комитет (23) Приоритет

СССР

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано для электропитания независимых нагрузок.

Известно устройство для электропитания, содержащее рабочие и резервные источники питания, нагрузки и устройства переключения, в которых при повреждении рабочих источников происходит переключение на резервные источники питания при отключении части нагрузки таким образом, чтобы оставшаяся часть нагрузок была равна мощности, вырабатываемой резервными источниками питания (1), Данное устройство, решая задачу резервирования электропитания нагрузок, не позволяет производить оперативный анализ работы нагрузок и при отключении выбирать нагрузку по степени ее важности.

Известно также устройство для резервирования источников электропитания, содержащее рабочие и резервный источники питания, нагрузки по числу рабочих источников питания, блоки задержки, анализа напряжения автоматического включения резерва (2).

Устройство обеспечивает бесперебойное питание нагрузок в заданном времени, но не позволяет производить отключение нагрузки на основании данных о ее работе, что приводит к снижению эксплуатационной надежности устройства и нарушению нормального режима работы питаемых нагрузок.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для электропитания независимых нагрузок, содержащее рабочие и ре1р зервный источники питания, в котором первый выход одного из рабочих источников питания через блок задержки соединен с входом другого рабочего источника питания, первый выход которого через второй

1 блок задержки соединен с входом резервного источника питания, вторые выходы рабочих источников питания соединены с первыми входами соответствующих блоков автоматического включения резерва и с первым входом соответствующего блока анализа напряжения, вторые входы которых соединены с выходом резервного источника питания и с вторыми входами блоков автоматического включения резерва, третьи входы которых соединены с блоками анализа напряжения, а выходы предназначены для подключения к независимым нагрузкам, введены блок сравнения, третий блок задержки, блок управления отклю3п чением нагрузки, блок памяти, анализатор

769681 режима нагрузк1 и блоки анализа тока, причем вторые выходы блоков включения резерва соединены с входами блока сравнения, первым и вторым входами блока памяти соответственно, выход блока сравнения через блок задержки подключен к входу блока управления отключением нагрузки, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, первый и второй выходы блока управления отключением нагрузки подключены к соответствующим управляющим входам блоков автоматического включения резерва, входы анализатора режима нагрузки, предназначенного для подсоединения к контролируемым точкам нагрузки, а выход — к третьему входу блока памяти, вход считывания которого подключен к третьему выходу блока управления отключением нагрузок, входы блоков анализа тока подключены к входам резервного и соответствующего рабочего источника питания, а выход — к четвертому входу соответствующего блока автоматического включения резерва, На чертеже приведена блок-схема устройства для электропитания независимых нагрузок.

Устройство содержит рабочие источники

1 и 2 и резервный источник 3 питания, блок 4 и 5 задержки и дополнительный блок 6 задержки, блоки 7 и 8 анализа напряжения и блоки 9 и 10 анализа тока, анализатор 11 режима нагрузки, блоки 12 и 13 автоматического включения резерва, блок 14 сравнения, блок 15 управления отключением нагрузки, блок 16 памяти, нагрузки 17 и 18, первый выход рабочего источника 1 питания соединен через блок4 задержки с входом рабочего источника 2 питания, первый выход которого через блок 5 соединен с входом резервного источника 3 питания, а входы источников 1 и 2 соединены с входами блоков 9 и 10, другие входы которых соединены с входом резервного источника 3, вторые выходы источников 1 и 2 соединены с первыми входами блоков 12 и 13 автоматического включения резерва и одновременно с входами блоков 7 и 8, другие входы которых соединены между собой с выходом источника 3 и с вторыми входами каждого из блоков автоматического включения резерва, в котором третьи и четвертые входы соединены соответственно с выходами блоков 7 и 8 и блоков 9 и 10, одни выходы блоков 12 и 13 подключены к входам независимых нагрузок 17 и 18, а другие — к входам блока 14 и одновременно к входам блока 16, выход блока 14 подключен через блок 6 к входу блока 15, вход которого соединен с выходом блока 16, выходы блока 15 раздельно подключены к управляющим входам блоков 12 и 13, входы анализатора 11 подключены к контролируемым точкам нагрузок 17 и 18, а его — выход

З5

65 к входу блока 16 памяти, вход считывания которого подключен к выходу блока 15 управления отключением нагрузки.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Питающее напряжение подается на входы рабочих источников 1 и 2 питания и на вход резервного источника 3 питания.

Включение источников питания осуществляется последовательно друг за другом с определенной и наперед заданной выдержкой времени, которая задается с помощью блоков 4 и 5 задержки. После того, как произведено включение рабочего источника питания, с его выхода снимается сигнал и подается на вход блока 4 задержки и по истечении заданного промежутка времени с его выхода на вход рабочего источника 2 питания поступает сигнал, с помощью которого происходит включение этого источника питания. После включения источника 2 питания на его выходе появляется сигнал, который поступает на вход блока 5 и по истечении заданного промежутка времени с его выхода на вход источника 3 подается сигнал, с помощью которого происходит включение резервного источника питания.

После включения источников питания напряжение с их выходов подается на входы блоков 12 и 13, причем с выходов рабочих источников питания напряжение поступает на первые входы, а с выхода резервного питания — на вторые входы соответствующих блоков 12 и 13. С выходов блоков 12 и 13 напряжение подается на независимые и электрически развязанные нагрузки 17 и 18.

В процессе нормального режима работы источник 1 через блок 12 осуществляет питание нагрузки 17, а источник 2 через блок 13 питает нагрузку 18. Источник 3 питания находится в «горячем» резерве.

Блоки 7 и 8 осуществляют контроль выходного напряжения, блоки 9 и 10 осуществляют контроль потребляемого тока у рабочих источников и производят сравнение их величин с величинами выходных напряжений и потребляемых токов резервного источника питания.

В процессе работы нагрузок может изменяться для потребителя степень их важности друг относительно друга, переходя последовательно или в любом порядке через несколько промежуточных устойчивых состояний от более важной к менее важной, что постоянной учитывает анализатор 11 и посылает эту информацию о важности нагрузок со своего выхода на вход записи в блок 16 памяти.

Например, если представить важность каждой нагрузки различными «уровнями» от «1» (более важной) до «и» (менее важной), и пусть нагрузка 17 находится на уровне «2», а нагрузка 18 — на уровне «4», 769681

15 то это будет означать, что нагрузка 17, находящаяся на уровне «2», важнее, чем нагрузка 18, находящаяся на уровне «4».

Однако возможны состояния, когда обе нагрузки находятся па одинаковом уровне, тогда это будет означать, что обе нагрузки имеют одинаковую степень важности.

Если возникает аварийная ситуация на каком-либо из источников 1 или 2 — выход величины анализируемого напряжения или тока за пределы зоны допустимых значений как по верхнему, так и по нижнему предельному значению, то на выходе блоков 7, 9 или 8, 10 появляется сигнал, который поступает на соответствующий вход блока 12 или 13, и происходит отключение аварийного рабочего источника от питаемой им нагрузки и подключение ее к резервному источнику 3 питания.

Например, при отказе рабочего источника 1 питания по сигналу от блока 7 или

9, поступившему на вход блока 12, произойдет срабатывание блока 12, и он переключается с первого входа на второй вход, тем самым произойдет отключение нагрузки 17 от аварийного источника 1 и подключение ее к резервному источнику 3 питания.

Одновременно с этим с выхода блока 12 поступает сигнал на вход блока 14, подготавливая его к работе, и на вход блока 16, производя запись о том, что первым вышел из строя источник 1 и нагрузка 17 подключилась к источнику 3.

Если вслед за этим возникает аварийная ситуация на другом рабочем источнике питания, например 2, аналогичная описанной выше, то по сигналу с блока 8 или 10, поступившему на вход блока 13, произойдет срабатывание блока 13, и он переключится, в результате чего произойдет отключение нагрузки 18 от аварийного источника 2 и подключение ее к резервному источнику 3 питания.

Таким образом, нагрузки 17 и 18 оказываются подключенными к одному источнику 3.

После того, как произошло подключение второй нагрузки 18 к резервному источнику, с выхода блока 13 поступает сигнал на вход блока 14, запуская его в работу, и на вход блока 16, произведя запись, что вторым вышел из строя источник 2 и нагрузка 18 подключилась к резервному источнику питания.

При одновременном наличии сигналов на входах блока 14, он срабатывает и на его выходе появляется сигнал, который поступает на вход блока 6, и с этого момента блок задержки начинает отсчет заранее заданной выдержки времени.

По истечении заданной выдержки времени на выходе блока 6 появляется сигнал, который поступает на вход блока 15. По этому (:игналу с выхода блока 15 на вход блока

16 подается команда па считывание информации, хранящейся в блоке памяти. С выхода блока памяти поступает команда на вход блока управления отключением нагрузки для проведения операции по отключению одной из нагрузок от резервного источника питания по одному из следующих признаков, полученных в результате отбора в блоке памяти: должна быть отключена нагрузка, которая имеет меньшую степень важности, хотя бы на одну ступень вне зависимости от того, какой по очереди она подключилась к резервному источнику питания, если нагрузки имеют одинаковую степень важности, то подается команда на отключение от резервного источника той нагрузки, которая подключилась к резервному источнику первой.

Таким образом, после поступления на вход блока 15 команды об отключении одной из нагрузок с соответствующего выхода или блока управления отключением нагрузки будет подана команда на вход блока 12 пли 13 для отключения питающейся через него нагрузки.

Отключение соответствующей нагрузки будет производиться прп помощи блока 12 или 13, который разомкнет цепь блока 12 или 13 и займет нейтральное (исходнос) положение.

Если после того, как блок 6 начал отсчет заданной выдержки времени, один из рабочих источников питания восстановится, т. е. величина его напряжения или тока будет введена в заданные пределы, произойдет обратное переключение питания нагрузки с резервного на восстановившийся рабочий источник. В результате этого блок 6 прекратит отсчет времени и вернется в исходное состояние, а в блоке 16 произойдет перезапись информации о приоритете выхода из строя рабочего источника питания. В качестве информации о выходе из строя одного пз рабочих источников и подключении нагрузки к резервному источнику пли о выходе обоих рабочих источников — подключении нагрузок к резервному источнику может быть установлено аварийное сигнализирующее устройство, подключенное своим одним входом к выходу блока 12, а другим входом — к выходу блока 13 (на чертеже блок аварийной сигнализации не показан) .

Если требуется произвести электрическую и электромагнитную развязку нагрузки от входной (питающей) сети источников питания, в качестве источников питания могут быть использованы синхронные двухмашинные агрегаты. Каждый двухмашинный агрегат состоит из приводного синхронного электродвигателя, подключенного к питающей сети, или какого-либо другого двигателя, стабилизированного по скорости вращения, и синхронного генератора, механически связанного с приводным дви769Г)81 гателем. Напряжение, полученное на синхронных генераторах, будет являться питающим напряжением для нагрузок 17 и 18.

Изобретение позволяет повысить эксплу- 5 атационную надежность устройства и питаемых нагрузок за счет того, что при выходе из строя рабочих источников питания нагрузок осуществляется от одного и того же резервного источника в течение такого 10 промежутка времени, длительность которого необходима для завершения технологического цикла, выполняемого одной из нагрузок с последующим ее отключением, или в случае восстановления рабочих ха- 15 рактеристик рабочими источниками, обратного их перевода на питание от восстановившихся источников. питания. Кроме того, изобретение позволяет производить анализ режима работы нагрузки и на основании 20 получаемой информации о ее работе, например о степени важности нагрузки, производить отключение одной из нагрузок (менее важной), не нарушая нормального режима работы другой нагрузки. 25

Формула изобретения

Устройство для электропитания независимых нагрузок, содержащее рабочие и резервный источники питания, причем пер- 30 вый выход одного из рабочих источников питания через блок задержки соединен с входом другого рабочего источника питания, первый выход которого через второй блок задержки соединен с входом резерв- 35 ного источника питания, вторые выходы рабочих источников питания соединены с первыми входами соответствующих блоков автоматического включения резерва и с первым входом соответствующего блока 40 анализа напряжения, вторые входы которых соединены с выходом резервного источника питания и с вторыми входами блоков автоматического включения резерва, третьи входы которых соединены с блоками анализа напряжения, а выходы предназначены для подключения к независимым нагрузкам, отл и ч а ю щееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства, в него введены блок сравнения, третий блок задержки, блок управления отключением нагрузки, блок памяти, анализатор режима нагрузки и блоки анализа тока, причем вторые выходы блоков включения резерва соединены с входами блока сравнения, первым и вторым входами блока памяти соответственно, выход блока сравнения через блок задержки подключен к входу блока управления отключением нагрузки, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, первый и второй выходы блока управления отключением нагрузки подключены к соответствующим управляющим входам блоков автоматического включения резерва, выходы анализатора режима нагрузки, предназначенного для подсоединения к контролируемым точкам нагрузок, а выход — к третьему входу блока памяти, вход считывания которого подключен к третьему выходу блока управления отключением нагрузок, входы блоков анализа тока подключены к входам резервного и соответствующего рабочего источника питания, а выход — к четвертому входу соответствующего блока автоматического включения резерва.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Франции Хо 2192402, кл. Н 02 J

9/06, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Ме 402988, кл, Н 02 J 9/06, 1969 (прототип) .

769681

Составитель Г. Дамская

Техред В. Серякова

Редактор Г. Петрова

Корректор Н. Федорова

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 2258/5 Изд. № 524 Тираж 798 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415