СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Российский патент 2005 года по МПК H02J3/00 G01R31/02 H02J13/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании систем электроснабжения потребителей электроэнергии широкого назначения, например в наземных и воздушных транспортных средствах.

Известны системы энергоснабжения потребителей электроэнергии, состоящие из источника электропитания и органа защиты, содержащие несколько узлов защит и исполнительный узел защиты, отключающий систему электропитания от потребителя при аварии, заключающейся в отклонении выходных параметров системы за требуемые пределы [1, 2]. В известных устройствах перед подключением энергосистемы к потребителю предварительно производят контроль исправности узлов защиты путем одновременной подачи на их входы опрашивающих сигналов. По фиксации срабатывания каждого узла выносится суждение об его работоспособности. Известная система параллельного опроса [2], наиболее близкая к изобретению, в случае отсутствия срабатывания проверяемого узла не дает информации о том, что является причиной сбоя в ее работе, а именно неисправность самого узла защиты или тракта подключения его к источнику сигналов, или самого источника опрашивающих сигналов. Все это приводит к снижению эксплуатационной надежности всей системы энергообеспечения потребителя.

Положительным результатом, которого можно достичь при использовании данного изобретения, является повышение эксплуатационной надежности системы энергообеспечения потребителя.

Положительный результат достигается тем, что в известной системе энергоснабжения потребителя электроэнергии, содержащей источник электропитания и орган защиты, состоящий из нескольких узлов защиты и исполнительного узла защиты, осуществляющего подключение системы энергоснабжения к потребителю электроэнергии, при этом первые входы узлов защиты служат для приема опрашивающего сигнала, необходимого для проверки их исправности [2], согласно изобретению, первый вход первого узла защиты соединен с источником постоянного напряжения, связанным также с входами питания всех узлов защиты, выходы которых соединены с входом исполнительного узла защиты через узел блокирования, при этом выход очередного i-го узла защиты соединен также с первым входом последующего за ним (i+1)-го узла защиты и одновременно с входом запрета прохождения опрашивающего сигнала и восстановления в исходное состояние предыдущего (i-1)-ого узла защиты, причем выход последнего узла защиты, служащий для снятия информационного сигнала, свидетельствующего об исправности всех узлов защиты, соединен с входом выключения узла блокирования и управляющим входом исполнительного узла защиты. Источником постоянного напряжения может являться выпрямитель, входом подключенный к первичному источнику электроэнергии, совместно с вторичным источником электроэнергии, входящим в состав источника электропитания, при этом соединение выхода одного из очередных узлов защиты с первым входом последующего за ним узла защиты осуществлено через схему совпадения, разрешающий вход которой соединен через пороговый узел с выходом выпрямителя.

На чертеже представлена схема заявленного устройства. Устройство содержит систему энергоснабжения потребителя, в состав которой входят источник электропитания, состоящий из первичного 1 и вторичного 2 источников электроэнергии, и орган защиты. Первичный источник электроэнергии 1 выполнен на базе электрического генератора 3, приводимого во вращение двигателем 4. Вторичный источник электроэнергии выполнен в виде управляемого вентильного преобразователя напряжения, подсоединенного к потребителю электроэнергии 5. Орган защиты состоит из нескольких узлов защиты 6 и исполнительного узла защиты 7, осуществляющего подключение системы энергоснабжения к потребителю 5 в штатном режиме после проверки исправности всех узлов защиты 6. Исполнительный узел защиты 7 может быть выполнен в виде управляемого узла коммутации (расцепителя), установленного между двигателем 4 и электрическим генератором 3 либо на входе блока управления 8 управляемого вентильного преобразователя. Выходы узлов защиты 6 соединены с исполнительным узлом защиты 7 через узел блокирования 9, необходимый для блокирования прохождения выходных сигналов срабатывания узлов защиты 6 к исполнительному узлу защиты. Узел блокирования 9 имеет вход выключения блокирования. Выводы питания узлов защиты 6 соединены через стабилизатор 10 с источником постоянного напряжения, выполненного, например, в виде выпрямителя 11, который может получать электроэнергию от первичного источника 1 либо от вспомогательного источника переменного тока. С помощью источника постоянного напряжения формируют опрашивающий сигнал, поступающий на первый вход первого узла защиты. Выходной сигнал при срабатывании очередного i-го узла защиты является опрашивающим сигналом последующего за ним (i+1)-ого узла защиты, а также сигналом запрета прохождения опрашивающих сигналов на предыдущий (i-1) узел защиты и сигналом восстановления его в исходное состояние. Для осуществления контроля уровня напряжения первичного источника 1 включена схема совпадения 12, на один из входов которой подают через пороговый узел 13 сигнал с выпрямителя 11, а на другой - с выхода одного из узлов защиты 6. Выход последнего узла защиты соединен с входом выключения узла блокирования 9.

Устройство работает следующим образом.

До подключения системы электроснабжения к потребителю производят проверку исправности узлов защиты 6, для чего с помощью источника постоянного напряжения формируют опрашивающий сигнал на входе первого узла защиты, выходной сигнал которого подают на соответствующий вход следующего за ним узла, выходной сигнал которого, свидетельствующий о его срабатывании (и, следовательно, исправности), направляют на вход следующего узла и так далее, объединяя таким образом все узлы защиты в последовательную цепь опроса. Выходным сигналом срабатывания соответствующего очередного узла блокируют прохождение опрашивающего сигнала на предыдущий узел и восстанавливают его в исходное состояние, т.е. готовность к работе в штатном режиме защиты. Появление сигнала на выходе последнего узла служит информацией об исправности всех узлов защиты 6. Данный сигнал используется в качестве команды на подключение выходов узлов защиты 6 к исполнительному узлу защиты 7, определяющему готовность работы органа защиты и всей системы электропитания в целом в штатном режиме. Это происходит после отключения узла блокирования 9, которое имеет место по приходу сигнала с выхода последнего узла защиты на его выключающий вход. Этот же сигнал поступает на исполнительный узел защиты 7, осуществляющий включение в работу вторичного источника 2, т.е. подвод электропитания к нагрузке. Формирование выходного сигнала срабатывания последнего узла защиты производят при одновременном контроле уровня напряжения первичного источника питания 1, используя для этого схему совпадения 12 на входе одного из узлов. При этом следует отметить, что опрашивающие сигналы могут быть поданы на соответствующие входы узлов защиты 6, соединенные непосредственно с их нуль-органами, или на информационные входы, связанные с их чувствительными органами (в этом случае необходимы узлы согласования сигналов, соответствующие видам защиты). Узлы 6 могут выполнять защиту потребителя по различным параметрам, например максимальным и минимальным величинам выходного напряжения и частоты, симметрии фаз, форме кривой выходного напряжения и т. д.

Данное устройство может быть использовано при организации энергоснабжения потребителей, задействованных в различных транспортных средствах, например наземных или воздушных.

Источники информации

1. Сб. “Электрооборудование пассажирских самолетов”, Машиностроение, с.128-146, 1983 г.

2. То же, с.313-366.

Использование: при проектировании систем электроснабжения потребителей, требующих защиты от отклонения параметров электроэнергии от заданных норм. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности. Устройство содержит источник электропитания и орган защиты, состоящий из узлов защиты и исполнительного узла, осуществляющего подключение источника электропитания к потребителю после проверки исправности узлов защиты, которую производят путем последовательного опроса, предварительно блокируя при этом их связь с исполнительным узлом защиты. Формирование опрашивающего сигнала на первом узле защиты производят с помощью источника постоянного напряжения. Выходной сигнал срабатывания очередного узла защиты используют в качестве опрашивающего сигнала последующего за ним узла, сигнала снятия опроса с предыдущего узла и его восстановления в исходное состояние. Выходной сигнал последнего узла защиты, свидетельствующий об исправности всех узлов, является командой для подключения системы электропитания к цепям потребителя и обеспечения ее работы в штатном режиме с функцией защиты от отклонения выходных параметров электроэнергии от требуемых норм. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система энергоснабжения потребителя электроэнергии, содержащая источник электропитания и орган защиты, состоящий из нескольких узлов защиты и исполнительного узла защиты, осуществляющего подключение системы энергоснабжения к потребителю электроэнергии, при этом первые входы узлов защиты служат для приема опрашивающего сигнала, необходимого для проверки их исправности, отличающаяся тем, что первый вход первого узла защиты соединен с источником постоянного напряжения, связанным также с входами питания всех узлов защиты, выходы которых соединены с входом исполнительного узла защиты через узел блокирования, одновременно выход очередного i-го узла защиты соединен с первым входом последующего за ним (i+1)-го узла защиты, а также с входом запрета прохождения опрашивающего сигнала и восстановления в исходное состояние предыдущего (i-1)-ого узла, причем выход последнего узла защиты, служащий для снятия информационного сигнала, свидетельствующего об исправности всех узлов защит, соединен с входом выключения узла блокирования и с управляющим входом исполнительного узла защиты.2. Система энергоснабжения потребителя электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что источником постоянного напряжения является выпрямитель, входом подключенный к первичному источнику электроэнергии, совместно с вторичным источником электроэнергии входящему в состав источника электропитания, при этом соединение выхода одного из очередных узлов защиты с первым входом последующего за ним узла защиты осуществлено через схему совпадения, разрешающий вход которой соединен через пороговый узел с выходом выпрямителя.