Система питания потребителей постоянного тока Советский патент 1985 года по МПК H02J7/00 

Изобретение относится к судостроению, в частности к системам питания нагрузок постоянным током. Цель изобретения - повышение надежности питания потребителей и ограничение нагрузки аккумуляторной батареи в аварийных режимах. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой системы. Автоматическая система для защиты и управления зарядом аккумуляторной батареи в судовых электрических сетях постоянного тока включает в себя аккумуляторные батареи (АБ) 1 и 2, выпрямительные устройства (ВУ) 3 и 4, щиты постоянного тока 5 и 6, логический блок 7, причем АБ 1 и 2 и ВУ 3 и 4 через щиты постоянного тока 5 и 6 соединены с логическим блоком 7. Щиты постоянного тока 5 и 6 включают в себя щины АБ 5.1, 6.1, щину ВУ 5.2, 6.2, датчики напряжения 5.3, 6.3, реле выдержки времени 5.4, 6.4, выключатели ВУ 5.7, 6.7, силовые контакторы 5.5, 5.6, 6.5, 6.6, снабженные контактами 5.5.1, 5.6.1, 6.5.1, 6.6.1, причем контакты 5.6.1, 6.6.1 подсоединены к шинам АБ 5.1, 6.1 и щинам ВУ 5.2, 6.2, а контакты 5.5.1, 6.5.1 - к шинам ВУ 5.2, 6.2 и между собой. Входы датчиков напряжения 5.3, 6.3 соединены с шинами АБ 5.1, 6.1, соединенными с АБ 1.2, и шинами ВУ 5.2, 6.2, которые соединены с ВУ 3.4 через выключатели 5.7, 6.7, а их выходы через реле выдержки времени 5.4, 6.4 - с логическим блоком 7. Логический блок 7 включает в себя входные элементы 7.1, 7.2 задержки (по числу независимых ВУ и АБ), логические элементы ИЛИ 7.3, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7.5, элементы И 7.4 (первый), И 7.9 (второй), И 7.6 (третий),усилители7.11,7.12, 7.13, 7.14 При этом входы элементов ИЛИ 7.3, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7.5, подключены параллельно выходным элементам задержки 7.1, 7.2, а их выходы через элементы И 7.4, 7.6,7.9 соединены с усилителями 7.11, 7.12, 7.13, 7.14, причем к вторым входам элементов И подключены выключатели управления 7.7,7.8. 7.10, а к третьим входам элементов И 7.4, 7.6 подсоединены выходы элементов задержки 7.1, 7.2. Выходы усилителей 7.11, 7.12, 7.13, 7.14 соединены с катушками силовых контакторов 5.5, 5.6, 6.5, 6.6 соответственно. Система работает следующим образом. При включении одного из выпрямительных устройств, например 3, выключателем 5.7 датчик напряжения 5.3, оценивающий величины напряжений на шинах 5.1 АБ 1 и шинах 5.2 ВУ 3 UAB и UBV соответственно (при разомкнутом контакте 5.6.1 и отключенном ВУ 3 при разомкнутом контакте 5.6.1 и включенном ВУ 3 иву; при замкнутом контакте 5.6.1 и включенном ВУ 3 , а при отключенном ВУ 3 , причем ) через реле выдержки времени 5.4, предназначенного для исключения ложных срабатываний системы при кратковременных снижениях напряжения на шинах 5.1 АБ 1 и шинах 5.2 ВУ 3, например, при включении мощных потребителей, формирует сигнал, поступающий в логический блок 7. Этот сигнал поступает на входы логических элементов ИЛИ 7.3, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7.5 и через логический элемент И 7.9, усилительные элменты 7.12, 7.13 выдается сигнал на включение силовых контакторов 5.5, 6.5,которые своими контактами 5.5.1, 6.5.1 подключают шины 5.2 ВУ 3 к шинам 6.2 Ву 4. Этот же сигнал, т. е. с датчика 5.3, одновременно поступает на вход элемента задерж ки 7.1 и через элемент И 7.4,. на первый вход которого поступил сигнал с элемента ИЛИ 7.3, усилитель 7.11 выдается сигнал на включение силового контактора 5,6, который своим контактом 5.6.1 соединяет шины 5.1 АБ 1 с шинами 5.2 ВУ 3. После этого на шинах 6.2 ВУ 4 появляется напряжение ивУ4 ивуз иАБ1; датчик напряжения 6.3, оценивающий величины напряжения на щинах 6.1 АБ 2 и шинах 6.2 ВУ 4. т. е. UAB и иву соответственно (при разомкнутом контакте 6.6.1 и отключенном ВУ 4 UAB иву; при разомкнутом контакте 6.6.1 и включенном ВУ 4 UAB :UBy; при замкнутом контакте 6.6.1 и включенном ВУ 4 UAB , а при отключенном ВУ 4 UAB , причем ) через реле выдержки времени 6.4 формирует сигнал, поступающий 3 логический блок 7. Этот сигнал через элементы задержки 7.2, элемент И 7.6, усилитель 7.14 включает силовой контактор 6.6,который своим контактом 6.6.1 подключает шины 6.1 АБ 2 к шинам 6.2 ВУ 4, которые ранее через контакты 6.5.1, 5.5.1, 5.6.1 были подключены к шинам 5.2 ВУ 3 и щинам 5.1 АБ 1. Аналогично производится подключение шин 5.1, 6.1 АБ 1 и АБ 2 к шинам 5.2, 6.2 ВУЗ и ВУ 4 соответственно при включении ВУ 4 выключателем 6.7. Таким образом, система обеспечивает автоматическое подключение шин аккумуляторных батарей обоих щитов постоянного тока к щинам выпрямительного устройства любого щита при его включении. При отключении или аварии одного из двух работающих выпрямительных устройств (при включенных выпрямительных устройствах ВУ 3, ВУ 4 контакты 5.5.1, 6.5.1 разомкнуты, так как длительная параллельная работа между щитами постоянного тока 5 и 6 при включенных ВУ 3, ВУ 4 запрещена нормативными документами), например ВУ 3, сигнал с датчика напряжения 5.3 через реле выдержки времени 5.4 поступает в логический блок 7 на входы элементов задержки 7.1, ИЛИ 7.3, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7.5, с выхода которого через элемент И 7.9 и усилительные элементы 7.12, 7.13 выдается сигнал на включение силовых контакторов

5.5, 6.5, которые своими контактами 5.5.1, 6.5.1 подключают шины 5.2 ВУ 3 к шинам 6.2 ВУ 4.

Если за время, определяемое элементом задержки 7.1, не произошло изменение выходного сигнала датчика напряжения 5.3, т. е. не произошло срабатывание силовых KqHTBKTOpoB 5.5, 6.5 или же ВУ 4 не был отключен или неисправен, то через логический элемент И 7.4, на третий вход которого поступает сигнал с выхода элемента задержки 7.1, а на первый - с выхода элемента ИЛИ 7.3, и усилительный элемент 7.11 выдается сигнал на отключение силового контактора 5.6.1, отключают шины 5.1 АБ 1 от шин 5.2 ВУ 3, чем достигается ограничение нагрузки на АБ 1.

Если же произошло изменение выходного сигнала датчика напряжения 5.3, то логический блок 7 не выдает сигнал на отключение силового контактора 5.6.

При отключении или аварии ВУ 4 подключение шин 6.1 АБ 2 к шинам 5.2 работающего ВУ 3 или отключение шин 6.1 АБ 2 от шин 6.2 ВУ 4 происходит аналогично.

Таким образом обеспечивается автоматическое переключение шин АБ любого ш,ита постоянного тока при выходе из строя или отключении ВУ этого ш,ита к шинам ВУ другого ш,ита постоянного тока или отключение шин АБ от шин ВУ (выключенного или вышедшего из строя) одного щита постоянного тока в случае выхода из строя или отключении ВУ другого щита постоянного тока.

0 При отключении или аварии одного работающего ВУ при ранее отключенном другом ВУ (или вышедшем из строя), логический блок 7 через описанные элементы выдает сигналы на отключение шин АБ от шин ВУ силовыми контакторами, чем достигается ограничение нагрузки на аккумуляторные батареи.

При помощи выключателей режима 7.7, 7.8, 7.10 автоматического управления силовыми контакторами 5.5, 5.6, 6.5, 6 возможно предварительное формирование сигналов на невключение силовых контакторов в зависимости от количества включаемых оператором выпрямительных устройств.

СИСТЕМА ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащая блок питания, включающий в себя выпрямительное устройство, аккумуляторную батарею, щины, соединенные с выпрямительным устройством, аккумуляторной батареей и через датчик напряжения - с. реле выдержки времени, и силовые контакторы, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности питания потребителей постоянного тока во всех режимах эксплуатации и ограничения нагрузки аккумуляторной батареи в аварийном режиме, в систему дополнительно введены аналогичный блок питания и логический блок, к входу которого подключены реле выдержки времени блоков питания, а выход его соединен с силовыми контакторами, при этом логический блок включает в себя два входных элемента задержки, параллельно входам которых подключены элементы ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ, выход последнего соединен с элементом И, а выход элемента ИЛИ связан с двумя другими элементами И, выходы всех элементов И через усилители соединены с катущками силовых контакторов причем к вторым входам элементов И подключены выключатели управления, а к третьим входам второго и третьего элементов И подсоединены выходы элементов задержки, контакты силовых контакторов в блоках питания включены между шинами выпрямительного устройства и аккумуляторной батареи, а также между блоками питания. ч в5 а 00 оо