СПОСОБ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ОТ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК H02J9/04 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам переключения приемников подвижных систем электроснабжения радиолокационных станций, содержащих электромашинные преобразователи переменного тока частоты 50 Гц в переменный ток частоты 400 Гц.

Известны система и способ переключения электрической системы на резервный источник электроэнергии при нарушении энергоснабжения, патент РФ №2690008, согласно которому, электрическая система, содержащая главный выключатель, соединенный с источником электроэнергии общего пользования, выключатель местного источника электроэнергии, соединенный с местным генерирующим источником электроэнергии, и, по меньшей мере, один выключатель для подключения нагрузки, в ответ на обнаружение нарушения энергоснабжения от источника электроэнергии, отключает главный выключатель, определяет, какая нагрузка должна подключиться и включает местный генерирующий источник электроэнергии.

Недостатком такого способа переключения электроэнергии приемников является значительный перерыв в электроснабжении приемников, способный привести к нарушению технологических процессов, реализуемых приемниками.

Известен способ переключения электроэнергии электрической энергией ответственного приемника на резервный источник, патент РФ №1259415, при котором разные цепи указанного ответственного приемника, выполненные в виде активно-индуктивных цепей, подключают к источнику переменного питающего напряжения и к параллельно соединенным между собой обмоткам группы синхронных гистерезисных двигателей с установленными на их валах вращающимися массами, разгоняют гистерезисные двигатели до заданной частоты вращения, а при отключении источника переменного питающего напряжения осуществляют рекуперацию энергии вращающихся масс ответственному приемнику путем использования выбегающих гистерезисных двигателей в качестве генераторов электрической энергии.

Недостатками такого способа переключения является необходимость наличия специальных вращающихся масс на валу с синхронными машинами в качестве специальных накопителей энергии, сложность оборудования для его реализации и недостаточная надежность.

Наиболее близким по технической сущности является способ автоматического управления системой гарантированного электроэнергии, патент РФ №2097899, содержащей параллельно включенный сетевой ввод и синхронную электрическую машину на одном валу с накопителем энергии, ротор которой механически соединен с помощью разобщительной муфты с приводным двигателем, где в качестве накопителя энергии используют машину постоянного тока, подключенную к емкостному накопителю энергии и, согласно которому, в переходном режиме, начиная с момента отключения сетевого ввода, включения разобщительной муфты и до момента готовности приводного двигателя к приему нагрузки, работа синхронной машины в генераторном режиме обеспечивается за счет энергии, накопленной в емкостном накопителе, передаваемой в накопитель - машину постоянного тока на общем валу с синхронной машиной.

Недостатком такого способа переключения приемников электроэнергии в системе электроснабжения является необходимость в применении специальных накопителей энергии, в качестве которых используют взаимосвязанные машину постоянного тока и емкостной накопитель энергии, что приводит к усложнению, снижению надежности и росту массогабаритных характеристик системы электроснабжения, в целом.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности способа переключения приемников с основного источника электроэнергии на аварийный источник электроэнергии в системе электроснабжения, размещенной в ограниченном объеме и не требующей специальных накопителей энергии.

Заявленная цель достигается тем, что в способе переключения приемников системы электроснабжения, расположенной в ограниченном объеме, с основного источника электроэнергии на аварийный источник электроэнергии, содержащей ввод внешнего источника электроэнергии, основной источник электроэнергии, аварийный источник электроэнергии, коммутационную шину и блок управления, снабженный двумя входами и четырьмя выходами, при этом, первый, второй и третий выходы подключены к первому входу коммутационной шины, входу аварийного источника электроэнергии и вводу внешнего источника электроэнергии, соответственно, четвертый выход предназначен для подключения на стороне приемников к первому входу блока переключения приемников, а из двух входов блока управления первый подключен к входу основного источника электроэнергии, подключенному к выходу ввода внешнего источника электроэнергии, а второй к выходу аварийного источника электроэнергии, при этом выходы основного и аварийного источников электроэнергии подключены ко второму и третьему входам коммутационной шины, выход которой предназначен для подключения на стороне приемников через второй вход, первый и второй выходы блока переключения приемников ко входам приоритетного и неприоритетного приемников, соответственно, при котором, начиная с момента отклонения параметров электроэнергии от принятой нормы или ее пропадании на входе основного источника электроэнергии, производят переключение приемников с основного источника электроэнергии на аварийный источник электроэнергии, при том, что на время перехода с основного источника электроэнергии на аварийный источник электроэнергии используют электрическую энергию, преобразованную из накопленной энергии основного источника электроэнергии, при этом в момент отклонения параметров электроэнергии от принятой нормы или его пропадании на входе основного источника электроэнергии, состоящего, по меньшей мере, из одного электромашинного преобразователя, в блоке управления формируют сигнал предварительного уведомления о предстоящем отключении приемников от основного источника электроэнергии, отключают вход основного источника электроэнергии от выхода ввода внешнего источника электроэнергии и включают аварийный источник электроэнергии, затем отключают неприоритетные приемники и, по получении сигнала о готовности аварийного источника электроэнергии к передаче электроэнергии приоритетным приемникам, производят переключение приоритетных приемников с основного источника электроэнергии на аварийный источник электроэнергии, при этом все операции производят в рамках времени, не превышающем наступление момента отклонения параметров электроэнергии от принятой нормы на выходе основного источника электроэнергии, преобразованной из накопленной механической энергии собственных вращающихся масс основного источника электроэнергии.

Сущность изобретения состоит в упрощении и повышении надежности способа переключения приемников с основного источника электроэнергии на аварийный источник электроэнергии в системе электроснабжения, размещенной в ограниченном объеме, использующего электрическую энергию, преобразованную из запасенной механической энергии собственных вращающихся масс основного источника электроэнергии в рамках времени, не превышающем наступление момента отклонения параметров напряжения от принятой нормы на выходе основного источника электроэнергии, отключенного по входу от ввода внешнего источника электроэнергии, без применения специальных накопителей энергии.

На фигуре 1 представлена структурная схема системы электроснабжения, реализующей способ переключения приемников. На фигуре 2 представлены временные диаграммы, поясняющие способ переключения приемников системы электроснабжения.

Система электроснабжения содержит ввод 1 внешнего источника электроэнергии, основной источник 2 электроэнергии, состоящий, по меньшей мере, из одного электромашинного преобразователя, аварийный источник 3 электроэнергии, коммутационную шину 4 и блок 5 управления, снабженный двумя входами и четырьмя выходами, при этом, первый, второй и третий выходы 6, 7 и 8 подключены к первому входу 9 коммутационной шины 4, входу 10 аварийного источника 3 электроэнергии и вводу 1 внешнего источника электроэнергии, соответственно, четвертый выход 11 предназначен для подключения на стороне приемников к первому входу 12 блока 13 переключения приемников, а из двух входов блока 5 управления первый вход 14 подключен к входу 15 основного источника 2 электроэнергии, подключенному к выходу 16 ввода 1 внешнего источника электроэнергии, а второй вход 17 подключен к выходу 18 аварийного источника 3 электроэнергии, при этом выходы 19 и 18 основного и аварийного источников 2 и 3 электроэнергии подключены ко второму и третьему входам 20 и 21 коммутационной шины 4, соответственно, выход 22 которой предназначен для подключения на стороне приемников через второй вход 23, первый и второй выходы 24 и 25 блока 13 переключения приемников ко входам 26 и 27 приоритетного и неприоритетного приемников 28 и 29, соответственно.

При нормальной работе системы электроснабжения электроэнергия поступает через выход 16 ввода 1 внешнего источника на вход 15 основного источника 2 электроэнергии, где подвергается преобразованию и через его выход 19, второй вход 20 и выход 22 коммутационной шины 4, второй вход 23, выходы 24, 25 блока 13 переключения приемников поступает на входы 26 и 27 приоритетных и неприоритетных приемников 28 и 29, соответственно. При этом, в коммутационной шине 4 вход 21 отключен от выхода 22. Контроль параметров электроэнергии на входе 15 основного источника 2 электроэнергии и выходе 18 аварийного источника 3 электроэнергии производится по первому и второму входам 14 и 17 блока 5 управления, соответственно.

При ненормальной работе системы электроснабжения происходит отклонение параметров электроэнергии, поступающей с выхода 16 ввода 1 внешнего источника, от принятой нормы или его пропадание на входе 15 основного источника 2 электроэнергии и заявленный способ переключения приоритетных и неприоритетных приемников 28 и 29 электроэнергии от системы электроснабжения реализуется в соответствии с временными диаграммами, представленными на фигуре 2, следующим образом.

Шаг 1. В момент времени t1 блок 5 управления по входу 14 обнаруживает отклонение параметров напряжения от принятой нормы или его пропадание на входе 15 основного источника 2 электроэнергии, диаграмма 1.

Шаг 2. Блок 5 управления формирует на четвертом выходе 11 сигнал предварительного уведомления о предстоящем отключении основного источника 2 электроэнергии, поступающий на первый вход 12 блока 13 переключения приемников, переход по дуге 1 с диаграммы 1 на диаграмму 3.

Шаг 3. Блок 5 управления по второму выходу 7 подает команду на включение аварийного источника 3 электроэнергии через его вход 10, переход по дуге 2 с диаграммы 1 на диаграмму 4.

Шаг 4. Блок 13 переключения приемников по фронту сигнала предварительного уведомления о предстоящем отключении основного источника 2 электроэнергии, принятому по первому входу 12, отключает выход 25 от входа 27 неприоритетных приемников 29, момент времени t2, переход по дуге 3 с диаграммы на диаграмму 5.

Шаг 5. В момент времени t3 блок 5 управления по второму входу 17 принимает донесение с выхода 18 аварийного источника 3 электроэнергии о готовности аварийного источника 3 электроэнергии к передаче электроэнергии приоритетным приемникам 28, переход по дуге 4 с диаграммы 4 на диаграмму 7.

Шаг 6. Блок 5 управления по первому выходу 6 подает команду на первый вход 9 коммутационной шины 4 на переключение выхода 22 коммутационной шины 4 с второго входа 20 на третий вход 21, момент времени t4, переход по дуге 5 с диаграммы 7 на диаграмму 6.

Шаг 7. Блок 5 управления через третий выход 8 отключает выход 16 ввода 1 внешнего источника от входа 15 основного источника 2 электроэнергии, момент времени t5, переход по дуге 6 с диаграммы 6 на диаграмму 2.

Таким образом, на интервале времени от начала шага 1 до конца шага 7 в рамках времени, не превышающем наступление момента отклонения параметров электроэнергии от принятой нормы на выходе 19 основного источника 2 электроэнергии, состоящего, по меньшей мере, из одного электромашинного преобразователя, приоритетные приемники 28 снабжаются электроэнергией, преобразованной из запасенной механической энергии собственных вращающихся масс основного источника 2 электроэнергии.

Представленный способ переключения приемников в системе электроснабжения, размещенной в ограниченном объеме, является более простым и надежным в сравнении с прототипом, поскольку использует электрическую энергию, преобразованную из запасенной механической энергии собственных вращающихся масс основного источника электроэнергии, без применения специальных накопителей энергии.

Использование: в области электротехники для переключения приемников подвижных систем электроснабжения радиолокационных станций с основного источника электроэнергии на аварийный источник электроэнергии. Технический результат - упрощение и повышение надежности способа переключения. Основной источник электроэнергии состоит из электромашинного преобразователя. В процессе переключения приемников системы электроснабжения с основного источника электроэнергии на аварийный источник электроэнергии используется электрическая энергия, преобразованная из запасенной механической энергии собственных вращающихся масс основного источника электроэнергии. Использование данной энергии производится в рамках времени, не превышающего наступление момента отклонения параметров напряжения на выходе основного источника электроэнергии от установленной нормы. 2 ил.

Способ переключения приемников системы электроснабжения, расположенной в ограниченном объеме, с основного источника электроэнергии на аварийный источник электроэнергии, содержащей ввод внешнего источника электроэнергии, основной источник электроэнергии, аварийный источник электроэнергии, коммутационную шину и блок управления, снабженный двумя входами и четырьмя выходами, при этом первый, второй и третий выходы подключены к первому входу коммутационной шины, входу аварийного источника электроэнергии и вводу внешнего источника электроэнергии соответственно, четвертый выход предназначен для подключения на стороне приемников к первому входу блока переключения приемников, а из двух входов блока управления первый подключен к входу основного источника электроэнергии, подключенному к выходу ввода внешнего источника электроэнергии, а второй к выходу аварийного источника электроэнергии, при этом выходы основного и аварийного источников электроэнергии подключены ко второму и третьему входам коммутационной шины соответственно, выход которой предназначен для подключения на стороне приемников через второй вход, первый и второй выходы блока переключения приемников к входам приоритетного и неприоритетного приемников соответственно, при котором, начиная с момента отклонения параметров электроэнергии от принятой нормы или ее пропадания на входе основного источника электроэнергии, производят переключение приемников с основного источника электроэнергии на аварийный источник электроэнергии, при том, что на время перехода с основного источника электроэнергии на аварийный источник электроэнергии используют электрическую энергию, преобразованную из накопленной энергии основного источника электроэнергии, отличающийся тем, что в момент отклонения параметров электроэнергии от принятой нормы или ее пропадания на входе основного источника электроэнергии, состоящего по меньшей мере из одного электромашинного преобразователя, в блоке управления формируют сигнал предварительного уведомления о предстоящем отключении приемников от основного источника электроэнергии, отключают вход основного источника электроэнергии от выхода ввода внешнего источника электроэнергии и включают аварийный источник электроэнергии, затем отключают неприоритетные приемники и, по получении сигнала о готовности аварийного источника электроэнергии к передаче электроэнергии приоритетным приемникам, производят переключение приоритетных приемников с основного источника электроэнергии на аварийный источник электроэнергии, при этом все операции производят в рамках времени, не превышающего наступление момента отклонения параметров электроэнергии от принятой нормы на выходе основного источника электроэнергии, преобразованной из накопленной механической энергии собственных вращающихся масс основного источника электроэнергии.