SU1029328A1 - Устройство дл питани посто нным током приемников энергии - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ ПРИЕМНИКОВ ЭНЕРГИИ, содержащее секционированные системы сборных силовых шин и шинок управлени  с подключенными к ним разнотипными нагрузками, два независимых источника питани  в виде аккумул торных батарей разной емкости с Дополг нительными и хвостовыми элементами, соединенные параллельно через двухплечевую вентильную группу, образованную трем  силовыми диодами, зар дно-подзар дные выпр мительные агрегаты и регулируем :.1е балластные резисторы, от. личающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и расширени  функциональных возможностей схемы посто нного тока, в него введены дополнительный силовой диод, переключатель положени  без разрывани  цепи.с последовательно соединённой катушкой индуктивности , однополюсные автоматические выключатели, двухполюсный рубильник и два механически сблокированных двухполюсных автоматических выключател , причем дополнительный силовой диод включен в левое плечо вентильной группы параллельно аналогичному силовому диоду, в цепь между отрицаi тельными ВЫВОДЕ1МИ аккумул торных батарей разной е жости введен переклю-. СО чатель положени  без разрывани  цепи с последовательно соединенной катушкой индуктивности, а вентильна  группа включена в цепи между отрицательными выводами аккумул торных батарей разной емкости и шинками управлени , однополюсные автоматические, выключатели установлены в цеп х положительных выводов зар дно.- подзар дных э выпр мительных агрегатов и аккумул  торных батарей разной емкости, выво ды основных элементов аккумул торной : батареи большей емкости присоединены к шинкам управлени  через двухполюсN0 ный рубильник и левое плечо вентильэо ной группы, один из регулируемыхбалластных резисторов подключен .параллельно дополнительным и хвостовым элементом аккумул торных батарей разной емкости через механически сблокированные двухполюсные автоматические выключатели.

Description

Изобретение относитс  к схемам распределени  электрической энергии и питани  посто нным током резистивных приемников энергии и может бить применено, например, на электрических станци х и подстанци х при стационарной установге аккумул торньох батарей и в качестве автономных источников энергии на передвижных объектах (самолетах, судах, космических аппаратах и т.п./ дл  питани  вспомогательного оборудовани  и различных механизмов, систем и устройст

Расширение функциональных возможностей схемы посто нного оперативного тока и повышение надежности элект роснабжени  приемников энергии в различных режимах работы привело к созданию многочисленных схем и устройств .

Известны устройства дл  питани  посто нным током приемников энергии с одной аккумул торной батареей большей емкости , с двум  аккумул торными батаре ми одинаковой емкости р1и 4 .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  питани  посто нным током приемников энергии, содержащее две аккумул торные батареи разной емкости (меньшей и большей), секционированные системы сборных силовы шин и шинок управлени  с подключенными к ним разнотипными нагрузками/ два регулируемых балластных резистог ра, два зар  дно - подзар дных выпр мительных агрегата, три силовых диода и коммутационные аппараты (JsJ Однако у этого устройства ограни- чены функциональные возможности, схемы в некоторых нормальных режимах работы и в аварийных ситуаци х, недостаточна  степень надежности электроснабжени  приемников энергии посто нного тока.

Цель изобретени  - расширение фун циональных возможностей схемы посто ного тока и повышение надежности электросна:бжени  разнотипных приемников энергии.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  питани  посто нным током приемников энергии, содержащее секционированные системы силовых шин и шинок управлени  с подключенными к ним разнотипными нагрузнами , два независимых источника питани  в виде аккумул торных батарей разной емкости с дополнительными и хвостовыми эле 1ентами, йоединенные параллельно через двухплечевую вентильную группу, образованную трем  силовыми Диодами, зар дно- подзар дные выпр мительные агрегаты и регу лируемые балластные резисторы, введены дополнительный силовой диод, переключатель положени  без разрывани  цепи с последовательно соединенной катушкой индуктивности, однополюсные автоматические выключатели, двухполюсный рубильник и два механически сблокированных двухполюсных автоматических выключател , причем дополнительный силовой диод включен в левое плечо вентильной группы параллельно аналогичному силовому диоду , в цепь между отрицательными выводами аккумул торных батарей разной емкости введен переключатель положени  без разрывани  цепи с последовательно соединенной катушкой индуктивности ,- а вентильна  группа включена в цепи между отрицательными выводами аккумул торных батарей разной емкости и шинками управлени , однополюсные автоматические выключателй установлены в цепи между положительными выводами аккумул торных батарей и зар дно- подзар дных в-дпр мительных агрегатов, выводы основных элементов аккумул торной батареи бол шей емкости присоединены к шинкам управлени  через двухполюсный рубильник и левое плечо вентильной группы, а один из регулируемых балластных резисторов подключен параллельно дополнительным и хвостовым элементам аккумул торных батарей через механически сблокированные двухполюсные автоматические выключатели.

На чертеже избражено устройство.

Устройство дл  питани  посто нным током приемников энергии состоит из двух независимых и автономно работающих аккумул торных батарей - большей емкости 1 (с основными и -дЪполнительными элементами) и меньшей емкости 2 (с основными и хвостовыми элементами), двух взаиморезервиру- емых зар дно-подзар дных выпр мительных агрегатов 3 и 4, двух независимых секционированных систем сборных силовых шин 5, снабженных устройством контрол  изол ции, с шинами нс линапьного и повышенного напр жений, соединенных соответственно с выводами основных и дополнительных элементов аккумул торной батареи 1 большей емкости, шинок 6 управлени  также с устройством контрол  изол ции, вентильной группы из четырех силовых диодов 7 и 8 (правое плечо) 9 и 10 (левое плечо), соединенных попарно параллельно с одноименной пол рностью и встречно друг Яругу в цепи между отрицательными выводами аккумулЛторных батарей .меньшей 2 и большей 1 емкости и шинками 6 управлени , двух балластных регулируешлх резисторов 11 и 12, служащих 11 - дл  ко№1енсации разности выходных, выпр мленных напр жений зар дно-подзар дных выпр мителвных агрегатов 3 к 4, а 12 - дл  обеспечени  равйомерного зар да или дозар да основных и дополнительных элементов аккумул торной батареи .1 большей ем- . кости посредством двухполюсного автоматического выключател  13 или основных и хвостовых элементов аккумул торной батареи 2 меньшей емкости при включенном автоматическом йыключателе 14, причем дл  устранени  возможности одновременного вклю чени  двухполюсных автоматических выключателей 13 и 14 выполн етс  .их механическа  блокировка переклю чател  положени  без разрывани  цепи 15 с подключенной последовательно ему катушкой 16 индуктивности, двухполюсного рубильника 17, однополюсных автоматических выключателей 18 в цепи положительного вывода аккумул торной батареи 2 меньшей ем кости 19-24 в выходных цеп х зар дно-подзар диого выпр мительного агрегата 3 и зар дно-подзар дного вып р мительного агрегата 4 и 25 в цепи между положительными выводами аккумул торных батарей меньшей 2 и. боль шей 1 емкости, двухполюсных автомат ческих выключателей 26 в цепи питани  кратковременных толчковых токов нагрузки небольшой величины 27 и двухполюсных автоматических выключа телей 28 в тех же цеп х при питании кратковременных токов толчковой нагрузки большой величины 29, секцион ных автоматических выключателей 30 в цеп х шинок б управлени , двух полюсных автоматических выключателей 31 в цеп х питани  нормальных длительных 32 или аварийных 33 нагрузок , и трехполюсных автоматических выключателей 34, служащих дл  секционировани  систем сборных сило вых шин 5. Автономность работы аккумул торных батарей меньшей 2 и большей 1 емкости обеспечиваетс  за счет соединени  нх положительных выводов через однополюсный автоматический выключатель 25, наход щийс  в нормальном режиме в отключенном состо  нии, а отрицательных выводов - чере двухполюсный рубильник 17 и вентиль ную группу 7-10, причём рубильник 1 также откл«(чен. „ Последовательно переключателю положений без разрывани  цепи 15 введена катушка 16 индуктивности, служаща  дл  ограничени  токов короткого замыкани  хвостовых элеменч тов аккумул торной батареи 2 малой емкости, возникающих в моменты коммутации этого переключател  и устра нени , тем самым их глубокого разр да . Питание шинок 6 управлени  с подключенными к ним приемниками 32 иди 33 энергии, в различных режимах работы устройства осуществл етс  от всех (.основных и хвостовых) или только от ocHOBHfcox элементов аккумул торной батареи 2 меньшей емкости через специальный переключатель положени  без разрывани  цепи 15. Дл  этой, же цели можно использовать и обычный переключатель на два положени , предварительно на врем  производства коммутационных переключений подключен параллельно аккумул торной батарее 2 меньшей емкости основные элементы аккумул торной батареи 1 большей емкости посредством двухполюсного рубильника 17 и однополю,сного автоматического выключател  25. Этим также обеспечиваетс  бесперебойность электроснабжени  приемников 32 энергии. В аварийном режиме и при глубоком разр де аккумул торной батареи 2 меньшей емкости дл  обеспечени  стабильных уровней напр жени  на шинках 6 управлени  в устройстве реализована возможность подключени основных элементов аккумул торной батареи 1 большей е цсости параллельно аккумул торно.й батарее 2 меньшей емкости, причем после проведени  оперативных коммутационных переключений с двухполюсным рубильником 11 и однополюсным автоматическим выключателем 25 аккумул торную батарею 2 меньшей емкости отключают от шинок б управлени  посредством однополюсного автоматического выключател  18 с целью устранени  ее дальнейшего разр да. С целью повышени  надежности работы схемы посто нного тока параллельно силовому диоду 9 левого плеча вентильной группы вводитс  дополнительный силовой диод 10 с той же пол рностью , дублирующий диод 9 в случае выхода последнего .из стро . Назначение силовых диодов 7 и 8 правого плеча вентильной группы,соединенных параллельно и установленных в цепи между отрицательными выводами аккумул торных батарей малой 2 и большей 1 емкости.и шинками 6 управлени , состоит в исключении учас ти  в питании мсхцных кратковременных толчковых токов нагрузок 27 или 29 со стороны моломощной аккумул торной батареи 2 меньшей емкости при вкгазченных коммутационных аппаратах 17 и 25 и обеспечении тем самым стабильного уровн  нгшр жени  на шинках 6 управлени  в моменты работы мощных приемников 27 или 29 энергии от силовых шин 5. Силовые диоды 9 и 10 левого плеча вентильной предотвращают разр д основных элементов аккумул торной батареи 1 большей емкости на израсходовавшую часть запасенной электрической энергии аккумул торную батарею 2 меньшей емкости, обеспечива  .лишь питание аварийных нагру ,u.ii( J. от аккумул торной батареи 1 6(;ч1:.июй емкости (от ее основных эле ментов) , Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы двух аккумул торных батарей разной (боль шей 1 и меньшей 2) емкости при наличии в системе собственных нужд переменного тока и отключенных одно полюсных аБТоматичес11 их выключател х 19, 23f 25 и двухполюсном рубил нике 1 зар дко-подзар дные выпр ми тельные агрегаты3 и 4 каждый раздельно осуществл ют подзар д аккумул торных батарей большей 1 и мень шей 2 емкости и питание разнотипных нагрузок 27 и 32. Зар дно-подзар дный выпр мительный агрегат 3 осуществл ет посто нный подзар д (либо дозар д) аккумул торной батареи 1 большей емкости и совместно с ней (только за счет основных элементов) питает небольшие по величине кратко временные толчковые токи нагрузок 2 подключенных через двухполюсные автоматические выключатели 26 к сило вым шинам 5 номинального напр жени  Большие кратковременные толчковые то ки нагрузок 29 питает только аккумул торна  батаре  1 большей емкости ( как основные, так и дополнительные элемента) при этом зар дно-подзар д ный выпр мительный агрегат 3 от срабатывани  защиты отключаетс  от сети посто нного тока. Зар дно-подзар д ный.выпр мительный агрегат 4Ьсуществл ет как посто нный подзар д (дозар д , аккумул торной батареи 2 меньшей емкости при включенных однополюс ных автоматических выключател х 22 и 24, так и буферное питание длительной нагрузки 32. Зар дно-подзар дные выпр мительные агрегаты 3 и 4 при отключенных однополюсных автоматических выключател х 19, 23, 25 и двухполюсном рубильнике-17 работают раздельно: 3 на аккумул торную батарею 1 большей емкости, а 4 - на аккумул торную ба тарею 2 меньшей емкости. При наличии переменного тока в системе собственных нужд, но при выходе из стро  одного из зар дно-подзар дных вЁшр мительных агрегатов всю его нагрузку может прин ть на себ  оставшийс  в работе зар дноподзар дный выпр мительный агрегат. Например, при выходе из стро  зар дно-подэар дного выпр мительного агрегата 3 аккумул торна  батаре  1 большей емкости,тер ет питание подзар да и переходит в режим саморазр да . Спуст  определеннее врем  всле ствие саморазр да напр жение и емкость -дккумул чорной батареи 1 боль;;:о (1 емкости сниз тс . Дл  прелотвращени  саморазр да аккумул торной батареи 1 большей емкости производитс  ее подключение к оставшемус  в работе зар дно-подзар дному выпр мительному агрегату 4 следующим образом: предварительно отключают однополюсные автоматические выключатели 19-21 и вывод т в ремонт зар дно-подзар дный выпр;1мительный агрегат 3. Затем одновременно вводитс  сопротивление балластного резистора 11 и поднимаетс  уровень выходного выпр мленного напр жени  зар дно-подзар дного выпр мительного агрегата 4 таким образом, чтобы напр жение на шинках управлени  было равно номинальному, а на шинах повышенного напр жени  силовых шин 5 его величина была равна выходному выпр мленному напр жению вышедшего из стро  зар дно-подзар дного выпр мительного агрегата 3. Разность выходных выпр мленных напр жений зар дно-подзар дных выпр мительных агрегатов 3 и 4 компенсируетс  балластным регулируемым резистором 11, После достижени  выходным выпр мленным напр жением заданного значени  производитс  подклю чение аккумул торной батареи 1 большей емкости к работающему, зар дноподзар дному выпр мительному агрегату 4 путем включени  однополюсных автоматических выключателей 23 и 25. В длительном режиме разр да аккумул торной батареи 2 малой емкости ее емкость и напр жение снижаютс , что может привести к неспособности этой аккумул торной батареи обеспечить питание приемников энергии посто нного тока с заданными параметрами в случае наложени  на выход из стро  зар дно-подзар дного выпр мительного агрегата 4 реальной аварийной ситуации. При выходе из стро  зар дно-подзар дного выпр мительного агрегата 4 и наличии в системе собственных нужд переменного тока аккумул тор ;а  батаре  2 меньшей емкости переходит в режим разр да на посто нную длительную нагрузку 32 Дл  предотвращени  такого режима разр да подаютс  соответствующие звуковые и световые сигналы дл  дежурного персонала, который производит подключение аккумул торной батареи 2 меньшей емкости к работающему зар дно-поДзар дному выпр мительному агрегату 3 следующим образом: вводитс  сопротивление регулируемого балластного резистора 11 на определенную величину и включаютс  однополюсные автоматические выключатели 19 и 25. Зар дно-подзар дный выпр мительный агрегат-3 в этом случае осуществл ет одновремен ный подзАр д обеих аккумул торных батарей 1 и 2 и буферное питание посто нной длительной нагрузки 2.

Дл  вывода в ремонт зар днЬ-подзар дного выпр мительного агрегата 4 . предварительно отключают однополюсные автоматические выключатели 2224 .

В режиме дозар да при нгшичии в системе собственных нужд переменного трка каждый зар дно-подзар дный выпр мительный агрегат 3 и 4 осуществл ет посто нный подзар д только своей аккумул торной, батареи, а зар дно-подзар дный выпр мительный агрегат 4 дополнительно с этим осуществл ет буферное .питание посто нной длительной нагрузки 32. Дл  обеспечени  в режиме дозар да аккумул торной батареи 2 меньшей емкости номинального напр жени  на шинках 6 управлени  эти шинки на все врем  дозар да подключают к основным элементам аккумул торной батаг реи 2 меньшей емкости посредством переключател  положений без разрывани  цепи 15..

В режиме дозар да любой из ахку-. мул торных батарей и при наличии переменного тока в системе собственных нужд и выходе из стро  одного из зар дно-подзар дных выпр мительных агрегатов 3 или 4 его нагрузку принимает оставшийс  в работе зар дно-Ьодзар дный выпр ми-Рельный агрегат. Пор док оперативных переключений сохран етс  аналогичным режиму посто нного подзар да, за исключением, операций с башластными регулируемыми резисторами 11 и 12: первый вводитс  уже на меньшую величину сопротивлени , а второй при помщи двухполюсного автоматического вык: лючател  14 нIyнtиpyeт хвостовые элементы аккумул торной батареи 2 малой

емкости, причем переключатель положени  без разрывани  цепи 15 переводитс  в другое положение.

В аварийном режиме работы при исчезновении переменного тока в системе собственных нужд аккумул торные батареи большей 1 и меньшей 2 емкости переход т соответственно в режимы . разр да и саморазр да и раздельно г итают разнотипные нагрузки: аккумул торна  батаре  1 большей емкоститолько кратковременную толчковую 27 или 29, а аккумул торна  батаре  меньшей емкости 2 - аварийную 33. .

При использовании предлагаемого устройства обеспечиваетс  независимость работы двух аккумул торных батарей разной емкости на резистивную нагрузку, достигаетс  возможность равномерного зар да и подзар да (дозйр да основных и дополнительных (.хвостовых элементов аккумул торных батарей разной емкости; облегчаетс поиск земли на любой из секций сбоныч силовых шин или шинок управлени  повышаетс  надежность электроснабжени  разнотипных приемников энергии от автономно работающих аккумул торных батарей, в случае выхода из стро  одного из силовых диодов левого плеча вентильной группы оставшийс  в работе силовой диод обеспечивает бесперебойное питание шинок управлени .

Таким образом, предлагаемое устройство дл  питани  посто нным током приемников -энергии по сравнению с известными обладает более широкими функциональными возможност ми и большей надежностью электроснабжени  вспмогательного оборудовани  и систем управлени .

4l|H-H.||L

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ ПРИЕМНИКОВ ЭНЕРГИИ, содержащее секционированные системы сборных силовых шин и шинок управления с подключенными к ним разнотипными нагрузками, два независимых источника питания в виде аккумуляторных батарей разной емкости с дополг нительными и хвостовыми элементами, соединенные параллельно через двухплечевую вентильную группу, образованную тремя силовыми диодами, эарядно-подзаридные выпрямительные агрегаты и регулируемые балластные резисторы, отличающееся •гем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей схемы постоянного тока, в него введены дополнительный силовой диод, переключатель положения без разрывания цепи.с последовательно соединённой катушкой индуктивности, однополюсные автоматические выключатели, двухполюсный рубильник и два механически сблокированных двухполюсных автоматических выключателя, причем дополнительный силовой диод включен в левое плечо вентильной группы параллельно аналогичному силовому диоду, в цепь между отрицательными выводами аккумуляторных батарей разной е^лкости введен переключатель положения без разрывания цепи с последовательно соединенной катушкой индуктивности, а вентильная труп па включена в цепи между отрицательными выводами аккумуляторных батарей разной емкости и шинками управления, однополюсные автоматические, выключатели установлены в цепях положительных выводов зарядно.- подзарядных выпрямительных агрегатов и аккумуля*торных батарей разной емкости, выводы основных элементов аккумуляторной батареи большей ёмкости присоединены к шинкам управления через двухполюсный рубильник и левое плечо вентильной группы, один из регулируемых'балластных резисторов подключен параллельно дополнительным и хвостовым элементам аккумуляторных батарей разной емкости через механически сблокированные двухполюсные автоматические выключатели.

   ,.SU 1029328

   I >