АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПЕРЕДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ Российский патент 2011 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к системам распределения электроэнергии и может использоваться для электроснабжения радиоэлектронных и других объектов, функционирующих в удалении от стационарных электрических сетей.

Известны системы электроснабжения, содержащие основные и резервные источники электроэнергии, соединенные через распределительные устройства и кабельные линии с передвижными объектами, каждый из которых содержит основные и вспомогательные потребители электроэнергии, соединенные с коммутационными аппаратами (КА) потребителей, электроустановку отбора мощности (ЭУОМ), основной силовой ввод (СВ) и резервный СВ [1, 2].

Основной недостаток таких систем электроснабжения заключается в том, что при переключении основного ИЭЭ на резервный и отключении от последнего вспомогательных потребителей возникают кратковременные (до 200 мс) перерывы электроснабжения основных потребителей и длительные (свыше 10 минут) перерывы электропитания вспомогательных потребителей.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является автономная система электроснабжения передвижных объектов, содержащая основной (сеть 1) и резервный (сеть 2) источники электроэнергии (ИЭЭ), два выносных распределительных устройства (РУ), основные и резервные кабельные линии, основной и резервный СВ, два транзитных СВ, четыре КА силовых цепей, две транзитные кабельные линии между передвижными объектами в основной (сеть 1) и резервной (сеть 2) сетях, переключатель, состоящий из блока управления КА переключателя, двух КА со своими замыкающими контактами, ЭУОМ с приводом генератора от двигателя транспортного средства передвижного объекта, блок коммутации каналов ЭУОМ, блок приема и передачи команд управления, блок контроля входного напряжения, два автомата защиты силовых цепей, блок управления работой КА силовых цепей, три КА потребителей со своими замыкающими контактами, блок коммутации каналов потребителей, два преобразователя напряжения переменного тока в постоянный, блок распределения постоянного тока основных потребителей (РПТОП) с гарантированным электроснабжением, блок распределения постоянного тока вспомогательных потребителей (РПТВП) с гарантированным электроснабжением, основные и вспомогательные потребители с гарантированным электроснабжением, блок РПТВП с негарантированным электроснабжением, блок распределения переменного тока (РПрТВП) с негарантированным электроснабжением, вспомогательные потребители постоянного тока с негарантированным электроснабжением, вспомогательные потребители переменного тока с негарантированным электроснабжением, блок заряда аккумуляторной батареи, блок управления режимами работы аккумуляторной батареи, аккумуляторную батарею, три линии связи и устройство централизованного автоматизированного управления (ЦАУ) сетью электроснабжения.

Основной недостаток системы электроснабжения, выбранной в качестве прототипа, заключается в том, что в схеме используется большое количество электромеханических КА, которые имеют низкую эксплуатационную надежность, а при соединении последовательно нескольких КА показатели надежности в целом снижаются еще в большей степени. Для управления всеми КА требуется сложная схема управления как в ручном, так и в автоматическом режимах.

Кроме того, в переключающихся КА возникают коммутационные искровые помехи и наводятся высоковольтные импульсы напряжения, опасные для аппаратуры и оборудования, установленной в передвижных объектах.

Целью изобретения является повышение надежности работы системы электроснабжения и улучшения качества электроэнергии постоянного тока, предоставляемой потребителям.

Поставленная цель достигается тем, что в автономную систему электроснабжения передвижных объектов, содержащую последовательно соединенные основной источник электроэнергии (ИЭЭ) переменного тока, первое выносное распределительное устройство (РУ), основную кабельную линию, основной силовой ввод (СВ), первый автомат защиты силовых цепей и блок контроля входного напряжения, последовательно соединенные резервный ИЭЭ переменного тока, второе выносное РУ, резервную кабельную линию, резервный СВ, второй автомат защиты силовых цепей и первый коммутационный аппарат (КА) с замыкающими контактами, второй вход блока контроля входного напряжения соединен с выходом второго автомата защиты силовых цепей, первый транзитный СВ, к которому подключена первая транзитная кабельная линия, второй транзитный СВ, к которому подключена вторая транзитная кабельная линия, электроустановку отбора мощности (ЭУОМ) с приводом генератора от двигателя транспортного средства передвижного объекта, выходом соединенная со входом блока коммутации каналов ЭУОМ, первый и второй выходы которого подключены к выходам соответственно первого и второго автомата защиты силовых цепей, блок приема и передачи команд управления, управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока коммутации каналов ЭУОМ, а вход блока приема и передачи команд управления соединен с выходом блока контроля входного напряжения, блок распределения постоянного тока основных потребителей (РПТОП) с гарантированным электроснабжением, к выходам которого подключены основные потребители постоянного тока с гарантированным электроснабжением, блок распределения постоянного тока вспомогательных потребителей (РПТВП) с гарантированным электроснабжением, к выходам которого подключены вспомогательные потребители постоянного тока с гарантированным электроснабжением, последовательно соединенные первый КА с замыкающими контактами, блок распределения переменного тока вспомогательных потребителей (РПрТВП) с негарантированным электроснабжением, к выходам которого подключены вспомогательные потребители переменного тока с негарантированным электроснабжением, преобразователь напряжения переменного тока и блок (РПТВП) с негарантированным электроснабжением, к выходам которого подключены вспомогательные потребители постоянного тока с негарантированным электроснабжением, последовательно соединенные по входам-выходам аккумуляторная батарея, второй КА с двумя группами замыкающих контактов и блок заряда аккумуляторной батареи, блок управления режимами работы аккумуляторной батареи, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока заряда аккумуляторной батареи, информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока управления режимами работы аккумуляторной батареи, второй информационный вход которого соединен с информационным выходом аккумуляторной батареи, линейный ввод, первую, вторую и третью линии связи и устройство централизованного автоматизированного управления (ЦАУ) сетью электроснабжения, при этом информационный вход-выход блока управления режимами работы аккумуляторной батареи соединен с первым информационным входом-выходом блока приема и передачи команд управления, второй информационный вход-выход которого через линейный ввод и первую линию связи соединен с первым информационным входом-выходом устройства ЦАУ сетью электроснабжения, ко второму и третьему информационным входам-выходам которого подключены соответственно вторая линия связи, соединенная с основным ИЭЭ переменного тока, и третья линия связи, соединенная с резервным ИЭЭ переменного тока, управляющий выход блока управления режимами работы аккумуляторной батареи соединен с управляющим входом второго КА с двумя группами замыкающих контактов, первый и второй выходы которого подключены ко вторым входам соответственно блока РПТОП с гарантированным электроснабжением и блока РПТВП с гарантированным электроснабжением, введены дополнительно два автомата защиты силовых цепей, первый выпрямительный блок, включающий в себя многофункциональный тиристорный модуль и диодный модуль, второй выпрямительный блок, включающий в себя многофункциональный тиристорный модуль и диодный модуль, блок управления КА, блок централизованного распределения постоянного тока (ЦРПТ) потребителей, первый и второй преобразователи напряжения постоянного тока, при этом выход первого автомата защиты силовых цепей подключен параллельно ко входам переменного тока многофункционального тиристорного модуля и диодного модуля первого выпрямительного блока, выход второго автомата защиты силовых цепей подключен параллельно ко входам переменного тока многофункционального тиристорного модуля и диодного модуля второго выпрямительного блока, выход первого автомата защиты силовых цепей соединен со входом третьего автомата защиты силовых цепей, выход которого соединен со входом первого транзитного СВ, выход второго автомата защиты силовых цепей соединен со входом четвертого автомата защиты силовых цепей, выход которого соединен со входом второго транзитного СВ, управляющий вход многофункционального тиристорного модуля первого выпрямительного блока соединен с первым управляющим выходом блока управления КА, второй управляющий выход которого соединен с управляющим входом многофункционального тиристорного модуля второго выпрямительного блока, минусовые контакты многофункциональных тиристорных модулей первого и второго выпрямительных блоков соединены между собой и подключены к минусовому контакту блока ЦРПТ, а плюсовые контакты диодных модулей первого и второго выпрямительных блоков соединены между собой и подключены к плюсовому контакту блока ЦРПТ, первый выход которого соединен со входом первого преобразователя напряжения постоянного тока, первый и второй выходы которого подключены ко входам соответственно блока РПТОП с гарантированным электроснабжением и блока заряда аккумуляторной батареи, второй выход блока ЦРПТ соединен со входом второго преобразователя напряжения постоянного тока, выход которого соединен со входом блока РПТВП с гарантированным электроснабжением, третий управляющий выход блока управления КА соединен с управляющим входом первого КА с замыкающими контактами, управляющий выход блока контроля входного напряжения соединен управляющим входом блока управления КА, информационный выход которого соединен с дополнительным информационным входом блока приема и передачи команд управления.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая автономная система электроснабжения передвижных объектов отличается наличием новых блоков: двух автоматов защиты силовых цепей, двух выпрямительных блоков, каждый из которых включает в себя многофункциональный тиристорный модуль и диодный модуль, блока управления КА, блока централизованного распределения постоянного тока, двух преобразователей напряжения постоянного тока и преобразователя напряжения переменного тока, применением принципа преобразования трехфазного переменного тока с номинальным напряжением

380/220 В номинальной частотой 50 Гц в импульсное напряжение 500 В высокой частоты, понижения высоковольтного напряжения до низковольтного уровня и последующего преобразования его в постоянный ток напряжением 28,5 В с требуемым качеством электроэнергии, а также изменением связей между известными остальными элементами схемы.

Таким образом, заявляемая автономная система электроснабжения передвижных объектов соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что введенные блоки широко известны и технического творчества для их реализации не потребуется. Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемую автономную систему электроснабжения передвижных объектов вышеуказанные блоки проявляют новые свойства, что позволяет достичь поставленной цели и существенно повысить надежность работы предлагаемой системы электроснабжения и качество электроэнергии, предоставляемой потребителям.

Данное решение существенно отличается от известных решений в данной области техники. Заявляемое решение явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский характер. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «существенные отличия».

Заявляемое решение может быть реализовано с использованием существующих блоков и устройств, используемых в электрорадиотехнике, и является промышленно применимым, что подтверждено результатами проверки работоспособности изготовленного образца предлагаемой автономной системы электроснабжения передвижных объектов в различных режимах работы.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемой автономной системы электроснабжения передвижных объектов, на фиг.2, 3, 4 и 5 приведены соответственно структурные схемы первого и второго выпрямительных блоков, блока управления режимами работы аккумуляторной батареи, устройства ЦАУ сетью электроснабжения.

Автономная система электроснабжения передвижных объектов (фиг.1) содержит основной 1 и резервный 2 ИЭЭ переменного тока, первое 3 и второе 4 выносные РУ, основную 5 и резервную 6 кабельные линии, основной 7 и резервный 8 СВ, первый 9 и второй 10 транзитные СВ, первый 11, второй 12, третий 13 и четвертый 14 автоматы защиты, первую 15 и вторую 16 транзитные кабельные линии между передвижными объектами соответственно в основной 1 и резервной 2 сетях, ЭУОМ 17 с приводом генератора от двигателя транспортного средства передвижного объекта, блок 18 коммутации каналов ЭУОМ, блок 19 приема и передачи команд управления, блок 20 контроля входного напряжения, первый 21 выпрямительный блок, включающий в себя многофункциональный тиристорный модуль 22 и диодный модуль 23, второй 24 выпрямительный блок, включающий в себя многофункциональный тиристорный модуль 25 и диодный модуль 26, блок 27 управления КА, блок 28 ЦРПТ потребителей, первый 29 преобразователь напряжения постоянного тока, второй 30 преобразователь напряжения постоянного тока, блок 31 РПТОП с гарантированным электроснабжением, блок 32 РПТВП с гарантированным электроснабжением, первый 33 КА с замыкающими контактами, блок 34 РПрТВП с негарантированным электроснабжением, преобразователь 35 напряжения переменного тока, блок 36 РПТВП с негарантированным электроснабжением, блок 37 заряда аккумуляторной батареи, блок 38 управления режимами работы аккумуляторной батареи, второй 39 КА с двумя группами замыкающих контактов, аккумуляторную батарею 40, основные потребители 41 постоянного тока с гарантированным электроснабжением, вспомогательные потребители 42 постоянного тока с гарантированным электроснабжением, вспомогательные потребители 43 постоянного тока с негарантированным электроснабжением, вспомогательные потребители 44 переменного тока с негарантированным электроснабжением, линейный ввод 45, первую линию 46 связи, устройство 47 ЦАУ сетью электроснабжения, вторую линию 48 связи и третью линию 49 связи.

Многофункциональный тиристорный модуль 22 первого 21 выпрямительного блока содержит (фиг.2) первый 50, второй 51 и третий 52 тиристоры, а диодный модуль 23 содержит первый 53, второй 54 и третий 55 диоды, при этом аноды первого 50, второго 51 и третьего 52 тиристоров объединены и выведены на минусовой полюс тиристорного модуля 22, катоды первого 53, второго 54 и третьего 55 диодов объединены и выведены на плюсовой полюс диодного модуля 23, к катоду первого тиристора 50 и к аноду первого диода 53 подключен провод А трехфазной сети переменного тока, к катоду второго тиристора 51 и к аноду второго диода 54 подключен провод В трехфазной сети переменного тока, к катоду третьего тиристора 52 и к аноду третьего диода 55 подключен провод С трехфазной сети переменного тока, к управляющим электродам первого 50, второго 51 и третьего 52 тиристоров подключен управляющий выход блока 27 управления КА.

Многофункциональный тиристорный модуль 25 второго 24 выпрямительного блока содержит (фиг.3) первый 56, второй 57 и третий 58 тиристоры, а диодный модуль 26 содержит первый 59, второй 60 и третий 61 диоды, при этом аноды первого 56, второго 57 и третьего 58 тиристоров объединены и выведены на минусовой полюс тиристорного модуля 25, катоды первого 59, второго 60 и третьего 61 диодов объединены и выведены на плюсовой полюс диодного модуля 26, к катоду первого тиристора 56 и к аноду первого диода 59 подключен провод А, к катоду второго 57 тиристора и к аноду второго диода 60 подключен провод В, к катоду третьего 58 тиристора и к аноду третьего диода 61 подключен провод С трехфазной сети переменного тока, к управляющим электродам первого 56, второго 57 и третьего 58 тиристоров подключен управляющий выход блока 27 управления КА.

Блок 38 управления режимами работы аккумуляторной батареи (фиг.4) содержит блок 62 приема данных о состоянии аккумуляторной батареи, табло 63 отображения, формирователь 64 команд управления, блок 65 приема и передачи информации и линейный адаптер 66.

Устройство 47 ЦАУ сетью электроснабжения содержит (фиг.5) вычислительный комплекс 67, состоящий из модуля 68 центрального процессора, системной шины 69, накопителя 70 на жестком магнитном диске, автономного блока 71 на гибких магнитных дисках, клавиатуры 72, принтера 73, модуля контроллеров 74 ввода-вывода и видеомонитора 75, а также содержит блок 76 обмена информацией, включающий в себя модуль 77 математического акселератора и блок 78 линейных адаптеров.

Напряжение переменного тока с выхода основного 1 ИЭЭ через первое 3 выносное распределительное устройство посредством основной 5 кабельной линии подключается ко входу основного 7 СВ, выход которого через замкнутые контакты первого 11 автомата защиты силовых цепей подключен параллельно ко входам переменного тока многофункционального тиристорного модуля 22 и диодного модуля 23 первого 21 выпрямительного блока. Резервный 2 ИЭЭ через второе 4 выносное распределительное устройство посредством второй 6 кабельной линии подключен ко входу резервного 8 СВ, выход которого через замкнутые контакты второго 12 автомата защиты силовых цепей подключен параллельно ко входам переменного тока многофункционального тиристорного модуля 25 и диодного модуля 26 второго 24 выпрямительного блока.

Выход первого 11 автомата защиты силовых цепей соединен также со входом третьего 13 автомата защиты силовых цепей, выход которого соединен со входом первого 9 транзитного СВ, к выходу которого подключена первая транзитная 15 кабельная линия, по которой от ЭУОМ 17 через блок 18 коммутации каналов ЭУОМ может быть выдано напряжение переменного тока на другой передвижной объект.

Выход второго 12 автомата защиты силовых цепей соединен также со входом четвертого 14 автомата защиты силовых цепей, выход которого соединен со входом второго 10 транзитного СВ, к выходу которого подключена вторая транзитная 16 кабельная линия, по которой от ЭУОМ 17 через блок 18 коммутации каналов ЭУОМ может быть выдано напряжение переменного тока на другой передвижной объект.

Выход ЭУОМ 17 соединен со входом блока 18 коммутации каналов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к выходам первого 11 и второго 12 автоматов защиты силовых цепей, а управляющий вход блока 18 коммутации каналов ЭУОМ соединен с управляющим выходом блока 19 приема и передачи команд управления.

Выход первого 11 автомата защиты силовых цепей соединен также с первым входом блока 20 контроля входного напряжения переменного тока, второй вход которого соединен с выходом второго 12 автомата защиты силовых цепей. Первый выход блока 20 контроля входного напряжения соединен с управляющим входом блока 27 управления КА, а второй выход блока 20 контроля входного напряжения соединен со входом блока 19 приема и передачи команд управления.

Первый и второй управляющие выходы блока 27 управления КА подключены к управляющим входам многофункциональных тиристорных модулей 22 и 25 соответственно первого 21 и второго 24 выпрямительных блоков. Третий управляющий выход блока 27 управления КА соединен с управляющим входом первого 33 КА с замыкающими контактами, вход которого по переменному току соединен с выходом второго 12 автомата защиты силовых цепей.

Первый и второй выходы блока 28 ЦРПТ потребителей по постоянному току подключены ко входам соответственно первого 29 и второго 30 преобразователей напряжения постоянного тока. Выход первого 29 преобразователя напряжения постоянного тока соединен с первым входом блока 31 РПТОП с гарантированным электроснабжением, к выходам которого подключены основные потребители 41 постоянного тока с гарантированным электроснабжением, выход второго 30 преобразователя напряжения постоянного тока соединен с первым входом блока 32 РПТВП с гарантированным электроснабжением, к выходам которого подключены вспомогательные потребители с гарантированным электроснабжением.

Выход первого 33 КА с замыкающими контактами по переменному току соединен со входом блока 34 РПрВП с негарантированным электроснабжением, к выходам которого подключены вспомогательные потребители переменного тока с негарантированным электроснабжением. Выход блока 34 РПрВП с негарантированным электроснабжением по переменному току соединен со входом преобразователя 35 напряжения переменного тока, выход которого по постоянному току соединен со входом блока 36 РПТВП с негарантированным электроснабжением, к выходам которого подключены вспомогательные потребители 43 постоянного тока с негарантированным электроснабжением.

Второй выход первого 29 преобразователя постоянного тока соединен со входом блока 37 заряда аккумуляторной батареи, первый выход которого соединен с входом-выходом блока 38 управления режимами работы аккумуляторной батареи, информационный вход которого соединен с информационным выходом аккумуляторной батареи 40. Второй вход-выход блока 37 заряда аккумуляторной батареи соединен с первым входом-выходом второго 39 КА с замыкающими контактами, второй вход-выход которого соединен с аккумуляторной батареей 40.

Первый и второй выходы второго 39 КА с замыкающими контактами подключены ко вторым входам соответственно блока 31 РПТОП с гарантированным электроснабжением и блока 32 РПТВП с гарантированным электроснабжением, управляющий вход второго 39 КА с замыкающими контактами соединен с управляющим выходом блока 38 управления режимами работы аккумуляторной батареи, информационный вход-выход которого соединен со вторым информационным входом-выходом блока 19 приема и передачи команд управления.

Первые и вторые выходы блока 62 приема данных о состоянии аккумуляторной батареи блока 38 управления режимами работы аккумуляторной батареи подключены ко входам соответственно табло отображения 63 и формирователя 64 команд управления, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока 65 приема и передачи информации, выход которого соединен с первым входом блока 62 приема данных о состоянии аккумуляторной батареи. Вход-выход блока 65 приема и передачи информации соединен с первым входом-выходом линейного адаптера 66, при этом второй вход блока 62 приема данных о состоянии аккумуляторной батареи является информационным входом блока 38 управления режимами работы аккумуляторной батареи, входом-выходом которого является третий вход блока 62 приема данных о состоянии аккумуляторной батареи и второй управляющий выход формирователя 64 команд управления, второй вход-выход линейного адаптера 66 является информационным входом-выходом блока 38 управления режимами работы аккумуляторной батареи, управляющим выходом которого является третий управляющий выход формирователя команд управления.

Первый, второй, третий, четвертый и пятый входы-выходы модуля центрального процессора 68 устройства 47 ЦАУ сетью электроснабжения подключены соответственно к первому входу-выходу системной шины 69, к входам-выходам накопителя 70 на жестком магнитном диске, автономного блока 71 накопителей на гибких магнитных дисках, клавиатуры 72 и принтера 73. Второй вход-выход системной шины 69 соединен с первым входом-выходом модуля контроллеров 74, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом видеомонитора 75, третий вход-выход системной шины 69 подключен к первому входу-выходу модуля 77 математического акселератора блока 66 обмена информацией, а второй вход-выход модуля 77 математического акселератора соединен с первым входом-выходом блока 78 линейных адаптеров, ко второму, третьему и четвертому входам-выходам которого подключены соответственно первая 46, вторая 48 и третья 49 линии связи.

В качестве основного 1 и резервного 2 ИЭЭ могут быть использованы промышленная сеть трехфазного переменного тока номинальным напряжением 380/220 В, номинальной частотой 50 Гц или передвижные электростанции трехфазного переменного тока указанного номинала напряжения и частоты, смонтированные в кузове-фургоне, установленном на шасси автомобилей повышенной проходимости типа Урал-375 или КАМАЗ.

Первое 3 и второе 4 выносные РУ представляют собой конструктивно законченные блоки, выполненные в защищенном от пыли и атмосферных осадков корпусе, имеющие в своем составе присоединительные элементы для подключения силового кабеля от упомянутых выше ИЭЭ трехфазного переменного тока.

Основные 5 и резервные 6 кабельные линии, первая 15 и вторая 16 транзитные кабельные линии могут быть выполнены с использованием различного полевого силового распределительного кабеля, используемого для развертывания сетей электроснабжения, например распределительного шлангового специального кабеля типа КРШС-4×6 кв. мм.

Основной 7 и резервный 8 СВ, первый 9 и второй 10 транзитные СВ предназначены для подключения силовых кабелей и приема (передачи) по ним напряжения от основного 1 и резервного 2 ИЭЭ переменного тока. Все упомянутые СВ выполнены по однотипной конструкции в жестком корпусе, имеющем на передней панели присоединительные разъемы серии «С» (силовые), например разъемы, рассчитанные на ток 40 или 63 А.

Первый 11, второй 12, третий 13 и четвертый 14 автоматы защиты силовых цепей предназначены для токовой защиты силовых цепей основного 1 и резервного ИЭЭ, силовых цепей ЭУОМ 17 при передаче от нее электроэнергии потребителям по первой 15 и второй 16 транзитным кабельным линиям.

ЭУОМ 17 предназначена для дополнительного резервирования основного 1 и резервного 2 ИЭЭ переменного тока при выходе их из строя. Наличие электроустановки 17 позволяет обеспечить горячее резервирование электроснабжения за счет автоматического включения ЭУОМ 17 взамен вышедшего из строя основного 1 или резервного 2 ИЭЭ, что способствует бесперебойности электропитания потребителей и повышению надежности электроснабжения передвижных объектов.

Блок 18 коммутации каналов ЭУОМ содержит первый и второй КА, приемник команд дистанционного управления и формирователь управляющих сигналов для автоматического включения (выключения) электроустановки в работу. Блок 18 предназначен для коммутации выхода ЭУОМ 17 на канал сети 1 (взамен основного 1 ИЭЭ переменного тока) или канал сети 2 (взамен резервного 2 ИЭЭ переменного тока), на первый 13 или второй 14 транзитные СВ для передачи внешним потребителям по первой 15 или второй 16 транзитным кабельным линиям. Блок 18 обеспечивает также прием через блок 19 сигналов управления от устройства 47 ЦАУ для дистанционного включения (выключения) электроустановки 17.

Блок 19 предназначен для приема и передачи через линейный ввод 45 и первую 46 линию связи команд управления на устройство 47 ЦАУ сетью электроснабжения.

Блок 20 контроля входного напряжения предназначен для контроля напряжения переменного тока, поступающего через основной 7 и резервный 8 СВ от основного 1 (сеть 1) и резервного 2 (сеть 2) ИЭЭ переменного тока, а также поступающего с выхода ЭУОМ 17 через блок 18 коммутации каналов ЭУОМ, формирования управляющих сигналов, передаваемых на управляющий вход блока 27 КА, и выдачи информационных сигналов на блок 19 приема и передачи команд управления.

Первый 21 выпрямительный блок в составе многофункционального тиристорного модуля 22 и диодного модуля 23, второй 24 выпрямительный блок в составе многофункционального тиристорного модуля 25 и диодного модуля 26 предназначены для преобразования электроэнергии трехфазного переменного тока номинальным напряжением 380/220 В, номинальной частотой 50 Гц в электроэнергию постоянного тока с номинальным напряжением 500 В, отдачи номинальной мощности при работе от основного 1 ИЭЭ переменного тока и резервного 2 ИЭЭ переменного тока. Тиристоры и диоды для упомянутых тиристорного и диодного модулей могут быть выбраны из справочника [4].

При этом тиристорные модули 22 и 25 наряду с выпрямлением переменного тока в напряжение постоянного тока выполняют функцию переключателя под действием управляющих сигналов, поступающих с выхода блока 27 управления КА.

Если поступающее напряжение переменного тока находится в пределах заданных норм, то блок 27 управления подает сигналы на управляющие входы тиристоров первого 21 или второго 24 выпрямительных блоков, запуская тем самым их в работу. Последние открываются и обеспечивают передачу напряжения переменного тока с выхода первого 11 или второго 12 автоматов защиты силовых цепей соответственно на входы тиристорного модуля 22 и диодного модуля 23 первого 21 выпрямительного блока или тиристорного модуля 25 и диодного модуля 26 второго 24 выпрямительного блока.

Тиристорные модули 22 и 25 обеспечивают также автоматическое переключение ИЭЭ переменного тока с основного 1 на резервный 2 источник при пропадании напряжения основного 1 ИЭЭ переменного тока и обратное автоматическое переключение с резервного 2 на основной 1 источник при восстановлении напряжения основного 1 ИЭЭ переменного тока.

Работа выпрямительного блока осуществляется следующим образом.

При поступлении с выхода первого 11 или второго 12 автоматов защиты силовых цепей напряжения переменного тока на катоды тиристоров тиристорного модуля и аноды диодов диодного модуля положительная полуволна выпрямляется диодами и на выходе диодного модуля появляется плюсовое напряжение постоянного тока, а в период отрицательной полуволны тока работают тиристоры и на выходе многофункционального тиристорного модуля появляется минусовое напряжение постоянного тока. Высоковольтное напряжение постоянного тока с выхода одного из выпрямительных блоков (работающего в данный момент времени) поступает на входы блока ЦРПТ и далее с его выхода оно передается на первый и второй преобразователи напряжения постоянного тока для дальнейшего преобразования в низковольтное напряжение, которое распределяется по соответствующим потребителям

При этом работа тиристоров осуществляется под действием управляющего напряжения, поступающего с выхода блока 27 управления КА, сформированного на основе данных контроля напряжения в сети 1 (от основного 1 ИЭЭ переменного тока) и сети 2 (от резервного 2 ИЭЭ переменного тока), осуществляемого блоком 20 контроля входного напряжения. В случае отсутствия напряжения в указанных сетях на управляющий электрод тиристора не поступает управляющий сигнал с выхода блока 27 управления КА, тиристор переходит в закрытое состояние и тем самым прекращается работа данного выпрямительного блока.

Полупроводниковые КА, выполненные на тиристорах, отличаются высоким быстродействием и надежностью. Наработка на отказ таких КА на порядок выше электромеханических КА, а время переключения составляет 1-2 мс вместо 200 мс на существующих электромеханических КА, причем при переключении не возникают искровые высоковольтные помехи и не наводятся высоковольтные импульсы напряжения из-за отсутствия индуктивности в цепях коммутации и больших токов коммутации. Кроме того, тиристорные переключатели выполняют функции защиты электромагнитных аппаратов от перегрузки и короткого замыкания в силовых цепях.

Соединение между собой одноименных полюсов тиристоров и диодов первого и второго выпрямительных блоков создает благоприятные условия для работы ИЭЭ переменного тока в момент переключения потребителей с основного на резервный источник, так как они переводятся в режим параллельной работы. При этом происходит постепенное перераспределение нагрузки между ИЭЭ без возникновения переходных процессов с максимальным отклонением напряжения и частоты, что предотвращает снижения качества электроэнергии у подключенного ИЭЭ переменного тока.

Блок 28 ЦРПТ предназначен для приема от первого 21 и второго 24 выпрямительных блоков напряжения 500 В постоянного тока, коммутации и распределения его на входы первого 29 и второго 30 преобразователей напряжения постоянного тока. Блок 28 обеспечивает также автоматический непрерывный контроль состояния органов коммутации (включен/выключен) блока, величины напряжения на входах и выходах.

Первый 29 и второй 30 преобразователи напряжения постоянного тока предназначены для преобразования постоянного тока напряжением 500 В в постоянный ток с номинальным напряжением 28,5 В. Для этого в каждом из блоков первоначально напряжение 500 В постоянного тока инвертируется в импульсное напряжение 500 В высокой (500 кГц и более), затем импульсное напряжение понижается с помощью трансформатора до напряжения переменного тока с заданным уровнем, выпрямляется диодами, стабилизируется, осуществляется сглаживание высокочастотных пульсаций и выдается номинальное напряжение 28,5 В с требуемыми показателями качества электроэнергии в нагрузку. Преобразователи 29 и 30 осуществляют также автоматический контроль величины выходного напряжения постоянного тока и величины тока нагрузки.

Первый 29 и второй 30 преобразователи напряжения являются однотипными по своему составу и включают в себя инвертор, трансформатор, выпрямитель, сглаживающий фильтр и блок управления работой преобразователя напряжения. При этом инвертор осуществляет преобразование высоковольтного напряжения (500 В) постоянного тока в импульсное напряжение высокой (500 кГц и более) частоты того же номинала, трансформатор понижает импульсное напряжение до требуемого уровня, а посредством выпрямителя производится преобразование пониженного импульсного напряжения в низковольтное напряжение постоянного тока с номиналом 28,5 В, необходимое для питания аппаратуры потребителей. Включенный на выходе выпрямителя сглаживающий фильтр осуществляет сглаживание пульсаций напряжения. Блок управления кроме функций управления работой преобразователя производит также стабилизацию выходного напряжения преобразователя и выдачу напряжения с требуемым качеством потребителям.

Блок 31 РПТОП с гарантированным электроснабжением предназначен для подключения к первому входу выхода первого 29 преобразователя напряжения, аккумуляторной батареи 40 через второй 39 КА ко второму входу и основных потребителей 41 постоянного тока с гарантированным электроснабжением, коммутации и распределения электроэнергии источников постоянного тока гарантированного питания по потребителям. Блок 31 обеспечивает также автоматический непрерывный контроль состояния органов коммутации (включен/выключен) блока, величины напряжения на входах и выходах, величины потребляемых токов по входам и выходам, наличия напряжения на выходах к основным потребителям.

Блок 32 РПТВП с гарантированным электроснабжением предназначен для подключения к первому входу выхода второго 30 преобразователя напряжения, аккумуляторной батареи 40 через второй 39 КА ко второму входу и вспомогательных потребителей 42 постоянного тока с гарантированным электроснабжением, коммутации и распределения электроэнергии источников постоянного тока гарантированного питания по потребителям. Блок 32 обеспечивает также автоматический непрерывный контроль состояния органов коммутации (включен/выключен) блока, величины напряжения на входах и выходах, величины потребляемых токов по входам и выходам, наличия напряжения на выходах к вспомогательным потребителям.

Первый 33 КА предназначен для подключения силовых цепей от резервного 2 ИЭЭ переменного тока, от ЭУОМ 17, приема и коммутации трехфазного переменного тока номинальным напряжением 380/220 В, номинальной частотой 50 Гц, передачи электроэнергии переменного тока на вход блока 34 РПрТВП с негарантированным электроснабжением.

В качестве такого аппарата могут быть использованы различные КА и контакторы для силовых цепей, например КА типа КМ-10 или КМ-25 [5].

Блок 34 РПрТВП с негарантированным электроснабжением предназначен для приема через первый 33 КА электроэнергии переменного тока от резервного 2 ИЭЭ и ЭУОМ 17, подключения вспомогательных потребителей 44 переменного тока с негарантированным электроснабжением, коммутации и распределения электроэнергии по потребителям 44 переменного тока и выдачи напряжения трехфазного переменного тока на вход преобразователя 35 напряжения переменного тока. Блок 34 обеспечивает также автоматический непрерывный контроль состояния органов коммутации (включен/выключен) блока, величины напряжения на входах и выходах, величины потребляемых токов по входам и выходам, наличия напряжения на выходах к вспомогательным потребителям.

Преобразователь 35 напряжения переменного тока предназначен для приема от резервного 2 ИЭЭ переменного тока напряжения трехфазного переменного тока через первый 33 КА и блок 34 РПрТВП, преобразования электроэнергии трехфазного переменного тока номинальным напряжением 380/220 В, номинальной частотой 50 Гц в электроэнергию постоянного тока с номинальным напряжением 28,5 В и требуемыми показателями качества электроэнергии, отдачи номинальной мощности при работе от автономных источников переменного тока. Блок 35 осуществляет также автоматический контроль величины выходного напряжения постоянного тока и величины тока нагрузки.

В качестве такого преобразователя может быть использован блок выпрямительных устройств (ВУ), разработанный и серийно выпускаемый закрытым акционерным обществом (ЗАО) научно-производственной фирмой «Сигма» (Россия, 248000, г.Калуга, ул.Луначарского, 11/1. ЗАО НПФ «Сигма». Каталог продукции, с.22, 2006).

Блок 36 РПТВП с негарантированным электроснабжением предназначен для подключения источника электроэнергии постоянного тока негарантированного питания и вспомогательных потребителей постоянного тока с негарантированным электроснабжением, коммутации и распределения электроэнергии постоянного тока по потребителям 43. Блок 36 обеспечивает также автоматический непрерывный контроль состояния органов коммутации (включен/выключен) блока, величины напряжения на входах и выходах, величины потребляемых токов по входам и выходам, наличия напряжения на выходах к потребителям 43.

Блок заряда 37 аккумуляторной батареи совместно с блоком 38 управления режимами работы аккумуляторной батареи предназначен для автоматического заряда аккумуляторной батареи 40 с помощью напряжения постоянного тока, поступающего на вход блока с выхода первого 29 преобразователя напряжения. Он обеспечивает предварительную установку оператором режима заряда (ток заряда и время заряда), автоматическое переключение в режим заряда по достижении определенного допустимого уровня напряжения на разряженной батарее и автоматическое отключение с режима заряда по достижении заданной уставки времени, защиту блока от неправильного подключения источника питания и защиту от короткого замыкания, непрерывную сигнализацию включения питания и режимов работы, прерывистую сигнализацию режимов работы блока при исчезновении тока в цепи аккумуляторной батареи и окончания режима заряда, цифровую индикацию текущего времени заряда.

Блок 38 в составе блока 62 приема данных о состоянии аккумуляторной батареи, табло 63 отображения, формирователя 64 команд управления, блока 65 приема и передачи информации и линейного адаптера 66 предназначен для управления режимами работы аккумуляторной батареи, выдачи через блок 19 информации о состоянии (полностью заряжена, разряжена ниже допустимого уровня) аккумуляторной батареи 40 на устройство 47 ЦАУ сетью электроснабжения.

Второй 39 КА содержит две пары замыкающихся контактов и предназначен для подключения и коммутации силовых цепей от источника 29 постоянного тока напряжением 28,5 В на входы аккумуляторной батареи 40 и напряжения аккумуляторной батареи 40 на вторые входы блока 31 РПТОП и блока 32 РПТВП с гарантированным электроснабжением. В качестве такого КА могут быть использованы различные КА и контакторы для силовых цепей, например аппараты типа КМ-10 или КМ-25 [5].

В качестве аккумуляторной батареи 40 могут быть использованы щелочные аккумуляторные батареи типа НКТБ-80 (никель-кадмиевые таблеточные безламельные, емкостью 80 А-ч) или КНБ-15 и КНБ-32 (кадмиль-никелевые безламельные, емкостью 15 и 32 А-ч) [6].

Устройство 47 ЦАУ сетью электроснабжения предназначено для решения задач по выбору оптимальных режимов работы системы электроснабжения на основе информации, принятой от блока 19 приема и передачи команд управления, основного 1 и резервного 2 ИЭЭ переменного тока, обработки данных контроля технического состояния элементов системы электроснабжения.

Вычислительный комплекс 67 устройства 47 ЦАУ предназначен для приема информации от блока 19, основного 1 и резервного 2 ИЭЭ, обработки данных контроля технического состояния основных элементов системы электроснабжения, величины потребления электроэнергии. Наличие указанных данных позволит оператору своевременно принять меры по бесперебойному электропитанию основных 41, вспомогательных 42, 43 и 44 потребителей электроэнергии передвижных объектов.

Вычислительный комплекс 67 может быть реализован с использованием основных и дополнительных модулей ЭВМ семейства «Багет» для специализированных применений и программного обеспечения для них. ЭВМ семейства «Багет» включает в себя набор стандартных модулей и позволяет устанавливать дополнительные модули для решения широкого круга задач ввода, сбора, хранения, обработки, отображения на видеомониторе и передачи данных [7].

Блок 76 обмена информацией предназначен для приема, обработки и передачи данных о техническом состоянии системы электроснабжения и ее элементов. Он включает модуль 77 математического акселератора и блок 78 линейных адаптеров. Модуль 77 математического акселератора представляет собой известный элемент из семейства дополнительных модулей для системы ЭВМ «Багет». В качестве такого блока 77 может быть использован математический акселератор типа БТО1-206. Он предназначен для сопряжения с системной шиной 69 типа ISA и обеспечения высокоскоростной обработки больших объемов однородной информации.

Блок 78 линейных адаптеров предназначен для обмена данными по физическим линиям связи, в том числе по первой 46, второй 48 и третьей 49 линиям связи между устройством 47 ЦАУ и блоком 19, основным 1 и резервным 2 ИЭЭ переменного тока. Он обеспечивает также передачу сигналов и команд управления для дистанционного включения (выключения) ЭУОМ 17 в зависимости от схемы системы электроснабжения, установленной в данный период эксплуатации.

Автономная система электроснабжения передвижных объектов характеризуется несколькими режимами работы, главными из которых являются:

1) электроснабжение потребителей по двухлучевой схеме от основного 1 и резервного 2 ИЭЭ переменного тока;

2) электроснабжение потребителей по двухлучевой схеме от основного 1 ИЭЭ и электроустановки 17 с приводом генератора от двигателя транспортного средства передвижного объекта;

3) электроснабжение потребителей по однолучевой схеме;

4) выдача электроэнергии переменного тока внешним потребителям через первый 9 и второй 10 транзитные СВ.

Первый из названных режимов обеспечивается при наличии напряжения переменного тока на СВ 7 и 9, 8 и 10 передвижного объекта при условии, что отклонение напряжения на основном 7 и первом 9 транзитном силовых вводах, а также на резервном 8 и втором 10 транзитном силовых вводах не выходит за допустимые пределы. При этом осуществляется раздельное питание основных потребителей 41 постоянного тока с гарантированным электроснабжением, вспомогательных потребителей 42 постоянного тока с гарантированным электроснабжением, вспомогательных потребителей 43 постоянного тока с негарантированным электроснабжением и вспомогательных потребителей 44 переменного тока с негарантированным электроснабжением по кабельной линии 5 от основного 1 ИЭЭ переменного тока и по кабельной линии 6 от резервного 2 ИЭЭ переменного тока. Электроустановка 17 в этом случае является ненагруженным резервом.

В данном режиме находится во включенном состоянии многофункциональный тиристорный модуль 22 первого выпрямительного блока 21 под действием управляющего сигнала с выхода блока 27 управления КА. При этом включение в работу и выключение модуля 22 происходит путем выдачи или снятия управляющего сигнала с выхода блока 27 на основании данных контроля входного напряжения блоком 20 в сети 1 от основного ИЭЭ. В выпрямительном блоке 21 с помощью тиристорного модуля 22 и диодного модуля 23 происходит выпрямление трехфазного тока напряжением 380/220 В в высоковольтное напряжение, например 500 В, плюсовой и минусовой полюсы с выхода первого выпрямительного блока 21 подключены к блоку 28 ЦРПТ.

С первого и второго выходов высоковольтное напряжение (500 В) постоянного тока подается соответственно на входы первого 29 и второго 30 преобразователей напряжения постоянного тока, которые понижают высоковольтное напряжение до низковольтного напряжения величиной, например, 28,5 В постоянного тока.

Низковольтное напряжение с первого выхода первого преобразователя 29 напряжения поступает на блок 31 РПТОП, который распределяет поступившее напряжение по основным потребителям 41 постоянного тока с гарантированным электроснабжением.

Со второго выхода первого 29 преобразователя низковольтное напряжение поступает на вход блока 37 заряда аккумуляторной батареи. Поступившее на вход блока 37 напряжение через замкнутые контакты второго 39 КА подается на аккумуляторную батарею 40 для ее подзаряда (в случает разряда упомянутой батареи ниже нормы). Этим самым осуществляется постоянное поддержание аккумуляторной батареи 40 в заряженном состоянии для использования в качестве горячего резерва для потребителей с гарантированным электроснабжением.

Низковольтное напряжение с выхода второго преобразователя 30 поступает на блок 32 РПТВП, который распределяет поступившее напряжение по вспомогательным потребителям 42 постоянного тока с гарантированным электроснабжением.

Напряжение от резервного 2 ИЭЭ через второй автомат защиты 12 и замкнутые под действием управляющего сигнала с выхода блока 27 управления КА контакты первого 33 КА поступает на вход блока 34 РПрТВП с негарантированным электроснабжением. Блок 34 распределяет поступившее напряжение переменного тока на вход преобразователя 35 напряжения переменного тока, который преобразует напряжение 380/220 В переменного тока в низковольтное напряжение 28,5 В, и к вспомогательным потребителям переменного тока с негарантированным электроснабжением.

С выхода преобразователя 35 низковольтное напряжение поступает на блок 36 РПТВП с негарантированным электроснабжением, который распределяет поступившее низковольтное напряжение по вспомогательным потребителям 43 постоянного тока с негарантированным электроснабжением.

При пропадании или отклонении напряжения переменного тока, поступающего от основного 1 ИЭЭ, за допустимые пределы происходит автоматическое включение в работу многофункционального тиристорного модуля 25 второго 24 выпрямительного блока под действием сигнала, вырабатываемого блоком 27 управления. При этом от резервного 2 ИЭЭ по кабельной линии 6 и через резервный 8 СВ напряжение трехфазного переменного тока поступает на входы тиристорного 25 и диодного 26 модулей, которые выпрямляют трехфазный переменный ток напряжением 380/220 В в высоковольтное напряжение (500 В) постоянного тока. Это напряжение через блок 28 ЦРПТ поступает на входы первого 29 и второго 30 преобразователей, которые осуществляют понижение высоковольтного напряжения до низковольтного. Далее с выходов первого 29 и второго 30 преобразователей низковольтное напряжение через соответствующие блоки 31 и 32 распределяется по основным 41 и вспомогательным 42 потребителям постоянного тока с гарантированным электроснабжением.

Для исключения перегрузки резервного 2 ИЭЭ переменного тока при пропадании напряжения в сети от основного 1 ИЭЭ, происходит автоматическое отключение электроснабжения вспомогательных потребителей 43 постоянного тока и вспомогательных потребителей 44 переменного тока путем отключения их от источника путем размыкания контактов первого 33 КА под действием сигналов управления, вырабатываемых блоком 27 управления КА.

При восстановлении основного 1 ИЭЭ переменного тока под действием управляющих сигналов, поступающих с выхода блока 27 управления, происходит автоматическое включение в работу тиристорного модуля 22 первого 21 выпрямительного блока и отключение тиристорного модуля 25 второго 24 выпрямительного блока. При этом тиристорный модуль 22 и диодный модуль 23 первого 21 выпрямительного блока осуществляют выпрямление напряжения 380/220 В переменного тока в высоковольтное напряжение постоянного тока и подачу его через блок 28 на входы первого 29 и второго 30 преобразователей напряжения. Далее процессы происходят аналогично описанному выше и осуществляется восстановление электроснабжение основных 41 и вспомогательных 42 потребителей с гарантированным электроснабжением.

Обеспечение бесперебойного (безобрывного) питания основных 41 и вспомогательных 42 потребителей с гарантированным электроснабжением при первом режиме работы в предлагаемой системе осуществляется за счет резервирования по постоянному току с помощью аккумуляторной батареи 40, которая подключена постоянно к блокам распределения 31 и 32 постоянного тока с гарантированным электроснабжением. Это осуществляется следующим образом.

В нормальном положении при полностью заряженной аккумуляторной батарее 40 напряжение с нее через первую пару замкнутых контактов второго 39 КА подается на вторые входы блока 31 РПТОП и блока 32 РПТВП с гарантированным электроснабжением. При пропадании напряжения переменного тока основного 1 ИЭЭ переменного тока питание основных 41 вспомогательных 42 потребителей постоянного тока осуществляется от аккумуляторной батареи 40. В случае длительного перерыва и разряда аккумуляторной батареи 40 ниже допустимого предела происходит отключение аккумуляторной батареи 40 от потребителей путем размыкания первой пары контактов второго 39 КА. При этом сигнал о разряде аккумуляторной батареи 40 с ее выхода подается на информационный вход блока 38 управления режимами работы аккумуляторной батареи. Одновременно с выхода блока 37 заряда аккумуляторной батареи в блок 38 управления подается также сигнал о наличии напряжения на его входе. На основании этих данных блок 38 вырабатывает сигнал управления, который поступает на управляющий вход второго 39 КА. Под действием этого сигнала происходит срабатывание второго 39 КА, который размыкает первую пару своих контактов и замыкает вторую пару контактов. Замыканием второй пары контактов второго 39 КА происходит подключение аккумуляторной батареи 40 к входу-выходу блока 37 заряда аккумуляторной батареи и через него осуществляется подзаряд аккумуляторной батареи 40 до требуемого уровня посредством напряжения, поступающего со второго выхода первого 29 преобразователя напряжения на вход аккумуляторной батареи 40 через блок 37 заряда и вторую пару замкнутых контактов второго 39 КА. Информация о состоянии аккумуляторной батареи 40 и о процессе заряда и информационного входа-выхода блока 38 управления режимами работы аккумуляторной батареи через блок 19 приема и передачи команд управления, линейный ввод 45 и первую 46 линию связи поступает на устройство 47 ЦАУ сетью электроснабжения.

Электроснабжение по второму режиму обеспечивается от основного 1 ИЭЭ переменного тока по кабельной линии 5 через основной 7 СВ и от электроустановки 17 передвижного объекта. При этом осуществляется централизованное питание основных 41 и вспомогательных 42 потребителей постоянного тока с гарантированным электроснабжением от основного 1 ИЭЭ переменного тока по указанной выше схеме и питание вспомогательных потребителей 43 постоянного тока и вспомогательных потребителей 44 переменного тока с негарантированным электроснабжением от ЭУОМ 17, запуск которой обеспечивается оператором вручную или дистанционно по команде с устройства 47 ЦАУ через первую 46 линию связи, линейный ввод 45 и блок 19 приема и передачи команд управления. Принятая блоком 19 команда поступает на блок 18 коммутации каналов ЭУОМ, под действием которой включается в работу КА блока 18 и подключает выход ЭУОМ 17 через блок 18 к резервной сети (сеть 2). При этом напряжение переменного тока с выхода ЭУОМ 17 через блок 18 и замкнутые контакты первого 33 КА поступает на вход блока 34 РПрТВП с негарантированным электроснабжением. Далее процессы происходят аналогично описанному выше для резервного 2 ИЭЭ переменного тока. При данном режиме работы системы обеспечивается также бесперебойное (безобрывное) электроснабжение основных 41 и вспомогательных 42 потребителей постоянного тока с гарантированным электроснабжением с помощью аккумуляторной батареи 40 аналогично тому, как было описано для первого режима работы предлагаемой автономной системы.

Третий режим электроснабжения возникает при наличии только одного внешнего ИЭЭ переменного тока или электроустановки ЭУОМ.

В этом случае внешний ИЭЭ переменного тока подключается только к резервной (сеть 2) сети. Напряжение переменного тока подается на второй 24 выпрямительный блок. Далее осуществляется питание потребителей постоянного тока по описанной выше схеме, а через первый 33 КА напряжение поступает на вход блока 34 РПрТВП с негарантированным электроснабжением для последующего распределения по потребителям 43 и 44 с негарантированным электроснабжением.

Четвертый режим электроснабжения осуществляется с помощью ЭУОМ 17 своего передвижного объекта.

При этом напряжение переменного тока с выхода ЭУОМ 17 через блок 18 коммутации каналов ЭУОМ подается в основную (сеть 1) к выходу первого 11 автомата защиты силовых цепей и через третий 13 автомат защиты подается по основной 15 транзитной кабельной линии на транзитные силовые вводы других передвижных объектов.

В другом варианте подключения напряжение переменного тока может быть подано также в резервную (сеть 2) к выходу второго 12 автомата защиты силовых цепей и через четвертый 14 автомат защиты оно подается по резервной 16 транзитной кабельной линии на транзитные СВ других передвижных объектов.

Для реализации того или иного режима работы системы электроснабжения в ней обеспечивается сбор данных о состоянии системы и ее элементов по первой 46, второй 48 и третьей 49 линиям связи на устройство 47 ЦАУ сетью электроснабжения, в котором с помощью вычислительного комплекса 67 осуществляется обработка полученных данных. На основе результатов обработки данных оператор определяет наиболее оптимальную схему системы электроснабжения.

Положительный эффект от предлагаемой системы электроснабжения заключается в повышении надежности работы системы и улучшении качества электроэнергии, предоставляемой потребителям.

В предлагаемой автономной системе электроснабжения за счет использования принципа получения напряжения постоянного тока путем преобразования трехфазного тока номинальным напряжением 380/220 В номинальной частотой 50 Гц в импульсное напряжение (500 В) высокой частоты с помощью двух выпрямительных блоков, последующего преобразования его с помощью двух преобразователей постоянного тока в низковольтное напряжение 28,5 В постоянного тока для потребителей обеспечивается бесперебойность электропитания аппаратуры, а также улучшается качество электроэнергии за счет поддержания постоянства напряжения постоянного тока, поступающего к основным и вспомогательным потребителям с гарантированным электроснабжением. Исключение случаев понижения номинального напряжения аккумуляторной батареи меньше допустимого предела и сохранение 100-процентной ее емкости способствует продлению технического ресурса аккумуляторной батареи, срока эксплуатации, общего срока службы аккумуляторной батареи и системы электроснабжения передвижных объектов в целом.

Применение выпрямительных блоков на основе тиристорных и диодных модулей для преобразования напряжения 380/220 В переменного трехфазного тока в высоковольтное напряжение 500 В способствует существенному снижению искажения формы тока и напряжения в основном и резервном ИЭЭ, приводит к увеличению коэффициента мощности практически до единицы, а также уменьшает напряжение пульсаций выпрямленного тока. Это способствует повышению качества электроэнергии, вырабатываемой ИЭЭ переменного тока, и эффективности использования полученной мощности потребителями, при этом снижаются также затраты на производство электроэнергии.

Достоинством предлагаемой системы является также и то, что в ней обеспечивается возможность подключения ЭУОМ не только к сети 1, организуемой от основного 1 ИЭЭ переменного тока, или сети 2, организуемой от резервного 2 ИЭЭ переменного тока, но и к транзитным силовым вводам по транзитным кабельным линиям, что позволяет использовать ЭУОМ для питания переменным током как своего передвижного объекта, так и потребителей других передвижных объектов через транзитные кабельные линии. Это способствует расширению функциональных возможностей предлагаемой системы электроснабжения.

Источники информации

1. SU, авторское свидетельство №681501, кл. H02J 3/04, 1977.

2. SU, авторское свидетельство №843090, кл. H02J 3/04, 1981.

3. RU, патент №2335055, кл. H02J 3/04, H02J 9/06, 2008 (прототип).

4. Полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник / А.В.Баюков, А.Б.Гитцевич, А.А.Зайцев и др. Под общ. ред. Н.Н.Горюнова. - М.: Энергоатомиздат, 1983.

5. Доморацкий О.А. Энергетика военных электроустановок связи. - М.: Воениздат, 1974, с.174-197.

6. Романов В.В., Хашев Ю.М. Химические источники тока. - М.: Советское радио, с.79-80, 1978.

7. Семейство ЭВМ «Багет-М», КБ «Корунд», а/я 10.

Изобретение относится к системам распределения электроэнергии и может использоваться для электроснабжения радиоэлектронных и других объектов, функционирующих в удалении от стационарных электрических сетей. Технический результат заключается в повышении надежности работы системы электроснабжения и улучшения качества электроэнергии постоянного тока, предоставляемой потребителям. Для этого заявленное устройство содержит основной и резервный источники электроснабжения (ИЭЭ) переменного тока, первое и второе выносные распределительные устройства, основную, резервную и две транзитные кабельные линии, основной, резервный и два транзитных силовых ввода, четыре автомата защиты силовых цепей, электроустановку отбора мощности (ЭУОМ) с приводом генератора от двигателя транспортного средства передвижного объекта, блок коммутации каналов ЭУОМ, блок приема и передачи команд управления, блок контроля входного напряжения, два выпрямительных блока в составе многофункционального тиристорного модуля и диодного модуля каждый, блок управления коммутационными аппаратами (КА), блок централизованного распределения постоянного тока потребителей, два преобразователя напряжения постоянного тока, блоки распределения постоянного тока основных и вспомогательных потребителей с гарантированным электроснабжением с подключенными к ним основными и вспомогательными потребителями, первый и второй КА с замыкающими контактами, преобразователь напряжения переменного тока, блок распределения переменного тока вспомогательных потребителей с негарантированным электроснабжением, блок распределения постоянного тока вспомогательных потребителей с негарантированным электроснабжением, блок заряда аккумуляторной батареи, блок управления режимами работы аккумуляторной батареи, аккумуляторную батарею, линейный ввод, устройство централизованного автоматизированного управления сетью электроснабжения и три линии связи. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Автономная система электроснабжения передвижных объектов, содержащая последовательно соединенные основной источник электроэнергии (ИЭЭ) переменного тока, первое выносное распределительное устройство (РУ), основную кабельную линию, основной силовой ввод (СВ), первый автомат защиты силовых цепей и блок контроля входного напряжения, последовательно соединенные резервный ИЭЭ переменного тока, второе выносное РУ, резервную кабельную линию, резервный СВ, второй автомат защиты силовых цепей и первый коммутационный аппарат (КА) с замыкающими контактами, вход которого соединен со вторым входом блока контроля входного напряжения, первый транзитный СВ, к которому подключена первая транзитная кабельная линия, второй транзитный СВ, к которому подключена вторая транзитная кабельная линия, электроустановку отбора мощности (ЭУОМ) с приводом генератора от двигателя транспортного средства передвижного объекта, выходом соединенная со входом блока коммутации каналов ЭУОМ, первый и второй выходы которого подключены к выходам соответственно первого и второго автомата защиты силовых цепей, блок приема и передачи команд управления, управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока коммутации каналов ЭУОМ, а вход блока приема и передачи команд управления соединен с выходом блока контроля входного напряжения, блок распределения постоянного тока основных потребителей (РПТОП) с гарантированным электроснабжением, к выходам которого подключены основные потребители постоянного тока с гарантированным электроснабжением, блок распределения постоянного тока вспомогательных потребителей (РПТВП) с гарантированным электроснабжением, к выходам которого подключены вспомогательные потребители постоянного тока с гарантированным электроснабжением, последовательно соединенные первый КА с замыкающими контактами, блок распределения переменного тока вспомогательных потребителей (РПрТВП) с негарантированным электроснабжением, к выходам которого подключены вспомогательные потребители переменного тока с негарантированным электроснабжением, преобразователь напряжения переменного тока и блок (РПТВП) с негарантированным электроснабжением, к выходам которого подключены вспомогательные потребители постоянного тока с негарантированным электроснабжением, последовательно соединенные по входам-выходам аккумуляторная батарея, второй КА с двумя группами замыкающихся контактов и блок заряда аккумуляторной батареи, блок управления режимами работы аккумуляторной батареи, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока заряда аккумуляторной батареи, информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока управления режимами работы аккумуляторной батареи, второй информационный вход которого соединен с информационным выходом аккумуляторной батареи, линейный ввод, первую, вторую и третью линии связи и устройство централизованного автоматизированного управления (ЦАУ) сетью электроснабжения, при этом информационный вход-выход блока управления режимами работы аккумуляторной батареи соединен с первым информационным входом-выходом блока приема и передачи команд управления, второй информационный вход-выход которого через линейный ввод и первую линию связи соединен с первым информационным входом-выходом устройства ЦАУ сетью электроснабжения, ко второму и третьему информационным входам выходам которого подключены соответственно вторая линия связи, соединенная с основным ИЭЭ переменного тока, и третья линия связи, соединенная с резервным ИЭЭ переменного тока, управляющий выход блока управления режимами работы аккумуляторной батареи соединен с управляющим входом второго КА с двумя группами замыкающих контактов, первый и второй выходы которого подключены ко вторым входам соответственно блока РПТОП с гарантированным электроснабжением и блока РПТВП с гарантированным электроснабжением, отличающаяся тем, что в нее введены дополнительно два автомата защиты силовых цепей, первый выпрямительный блок, включающий в себя многофункциональный тиристорный модуль и диодный модуль, второй выпрямительный блок, включающий в себя многофункциональный тиристорный модуль и диодный модуль, блок управления КА, блок централизованного распределения постоянного тока (ЦРПТ) потребителей, первый и второй преобразователи напряжения постоянного тока, при этом выход первого автомата защиты силовых цепей подключен параллельно ко входам переменного тока многофункционального тиристорного модуля и диодного модуля первого выпрямительного блока, выход второго автомата защиты силовых цепей подключен параллельно ко входам переменного тока многофункционального тиристорного модуля и диодного модуля второго выпрямительного блока, выход первого автомата защиты силовых цепей соединен со входом третьего автомата защиты силовых цепей, выход которого соединен со входом первого транзитного СВ, выход второго автомата защиты силовых цепей соединен со входом четвертого автомата защиты силовых цепей, выход которого соединен со входом второго транзитного СВ, управляющий вход многофункционального тиристорного модуля первого выпрямительного блока соединен с первым управляющим выходом блока управления КА, второй управляющий выход которого соединен с управляющим входом многофункционального тиристорного модуля второго выпрямительного блока, минусовые контакты многофункциональных тиристорных модулей первого и второго выпрямительных блоков соединены между собой и подключены к минусовому контакту блока ЦРПТ, а плюсовые контакты диодных модулей первого и второго выпрямительных блоков соединены между собой и подключены к плюсовому контакту блока ЦРПТ, первый выход которого соединен со входом первого преобразователя напряжения постоянного тока, первый и второй выходы которого подключены ко входам соответственно блока РПТОП с гарантированным электроснабжением и блока заряда аккумуляторной батареи, второй выход блока ЦРПТ соединен со входом второго преобразователя напряжения постоянного тока, выход которого соединен со входом блока РПТВП с гарантированным электроснабжением, третий управляющий выход блока управления КА соединен с управляющим входом первого КА с замыкающими контактами, управляющий выход блока контроля входного напряжения соединен управляющим входом блока управления КА, информационный выход которого соединен с дополнительным информационным входом блока приема и передачи команд управления.

2. Автономная система по п.1, отличающаяся тем, что многофункциональный тиристорный модуль первого выпрямительного блока содержит первый, второй и третий тиристоры, диодный модуль содержит первый, второй и третий диоды, при этом аноды тиристоров объединены и выведены на минусовой полюс тиристорного модуля, катоды диодов объединены и выведены на плюсовой полюс диодного модуля, к катоду первого тиристора и к аноду первого диода подключен провод А трехфазной сети переменного тока, к катоду второго тиристора и к аноду второго диода подключен провод В трехфазной сети переменного тока, к катоду третьего тиристора и к аноду третьего диода подключен провод С трехфазной сети переменного тока, к управляющим электродам тиристоров подключен управляющий выход блока управления КА, при этом минусовым контактом первого выпрямительного блока является объединенные выводы анодов тиристоров многофункционального тиристорного модуля, а плюсовым контактом первого выпрямительного блока является объединенные выводы катодов диодов диодного модуля.

3. Автономная система по п.1, отличающаяся тем, что многофункциональный тиристорный модуль второго выпрямительного блока содержит первый, второй и третий тиристоры, диодный модуль содержит первый, второй и третий диоды, при этом аноды тиристоров объединены и выведены на минусовой полюс тиристорного модуля, катоды диодов объединены и выведены на плюсовой полюс диодного модуля, к катоду первого тиристора и к аноду первого диода подключен провод А трехфазной сети переменного тока, к катоду второго тиристора и к аноду второго диода подключен провод В трехфазной сети переменного тока, к катоду третьего тиристора и к аноду третьего диода подключен провод С трехфазной сети переменного тока, к управляющим электродам тиристоров подключен управляющий выход блока управления КА, при этом минусовым контактом первого выпрямительного блока является объединенные выводы анодов тиристоров многофункционального тиристорного модуля, а плюсовым контактом первого выпрямительного блока является объединенные выводы катодов диодов диодного модуля.

4. Автономная система по п.1, отличающаяся тем, что блок управления режимами работы аккумуляторной батареи содержит блок приема данных о состоянии аккумуляторной батареи, табло отображения, формирователь команд управления, блок приема и передачи информации и линейный адаптер, при этом первые и вторые выходы блока приема данных о состоянии аккумуляторной батареи подключены ко входам соответственно табло отображения и формирователя команд управления, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока приема и передачи информации, выход которого соединен с первым входом блока приема данных о состоянии аккумуляторной батареи, вход выход блока приема и передачи информации соединен с первым входом-выходом линейного адаптера, при этом второй вход блока приема данных о состоянии аккумуляторной батареи является информационным входом блока управления режимами работы аккумуляторной батареи, входом-выходом которого является третий вход блока приема данных о состоянии аккумуляторной батареи и второй управляющий выход формирователя команд управления, второй вход-выход линейного адаптера является информационным входом-выходом блока управления режимами работы аккумуляторной батареи, управляющим выходом которого является третий управляющий выход формирователя команд управления.

5. Автономная система по п.1, отличающаяся тем, что устройство ЦАУ сетью электроснабжения содержит вычислительный комплекс, состоящий из модуля центрального процессора, системной шины, накопителя на жестком магнитном диске, автономного блока накопителей на гибких магнитных дисках, клавиатуры, принтера, модуля контроллеров ввода-вывода и видеомонитора, и блок обмена информацией, включающий в себя модуль математического акселератора и блок линейных адаптеров, при этом первый, второй, третий, четвертый и пятый входы-выходы модуля центрального процессора подключены соответственно к первому входу-выходу системной шины, к входам-выходам накопителя на жестком магнитном диске, автономного блока накопителей на гибких магнитных дисках, клавиатуры и принтера, второй вход-выход системной шины соединен с первым входом-выходом модуля контроллеров ввода-вывода, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом видеомонитора, третий вход-выход системной шины подключен к первому входу-выходу модуля математического акселератора блока обмена информацией, а второй вход-выход модуля математического акселератора соединен с первым входом-выходом блока линейных адаптеров, при этом первым, вторым и третьим входом-выходом устройства ЦАУ сетью электроснабжения являются второй, третий и четвертый входы-выходы блока линейных адаптеров, к которым подключены соответственно первая, вторая и третья линии связи.