Судовая электроэнергетическая система Советский патент 1987 года по МПК H02J3/00 

Изобретение относится к электро- технике, а именно к судовым электроэнергетическим системам (ЭЭС) переменного тока, и может найти применение при построении ЭЭС переменного тока с изолированной нейтралью.

Целью изобретения является повышение эффективности конч роля состояния изоляции системы.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемой электроэнергетической системы; на фиг. 2 - графики изменения напряжения между фазой системы и корпусом.

Судовая электроэнергетическая система содержит источник 1 электроэнергии- переменного тока (фиг. 1) с трехфазной распределительной сетью 2, бестрансформаторные выпрямительные блоки (статические преобразователи) 3, соединенные своими входами через соответствующие ключи 4 с трехфазной распределительной сетью, а выходами - с потребителями 5 постоян ного тока, потребители 6 переменного тока , помехозащитные конденсаторы 7, подключенные между каждым токо- проводом системы и корпусом суднаJ дополнительный трехфазный двухполу- периодный выпрямитель 8, входы которого подключены к трехфазной распределительной сети; первый 9 и второй 10 управляемые ключи, входы которых подключены соответственно к выходам дополнительного трехфазного двухполупериодного выпрямителя, а выходы соединены между собой и через введенный нагрузочный резистор 11 подключены к выводам, предназначенным для подключения к корпусу судна , блок 12 выделения постоянной составляющей напряжения, подключенный между одной из фаз трехфазной распределительной сети и корпусом суднаj блок 13 дифференцирования, вход которого подключен к выходу блока выделения постоянной составляющей напряжения; блок 14 определения знака производной, вход которого подключен к выходу блока дифференцирования; мультивибратор 15, первую 16 и вторую 17 логические схемы И, первые входы которых подключены к выходу мультивибратора, вторые входы - соответственно к первому и второму выходам блока определения знака производной, а вькод - к управляющим входам первого и второго управляе

О

15

0

25

мых ключей. Судовая электроэнергетическая система содержит сопротивления изоляции сети переменного тока 18 и постоянного тока 19.

Устройство работает следующим образом.

При переключении потребителей 6 переменного тока или потребителей 5 постоянного тока будут меняться эквивалентные сопротивления изоляции Кэ (меняются сопротивления изоляции 18 и 19), что в свою очередь будет изменять величину постоянной составляющей напряжения между фазой источника энергии переменного тока (фазой сети) и корпусом. Это напряжение поступает в блок 13 дифференцирования, предварительно проходя через блок 12 вьщеления постоянной составляющей напряжения, в котором отфильтровывается переменная состав - ляющая напряжения от источника 1 энергии переменного тока. Если производная постоянной составляющей напряжения постоянного тока между фазой и корпусом не равна нулю, т.е. если происходит переходный процесс перезарядки помехозащитных конденсаторов 7, то с выхода блока 13 диф- ференцирования поступает сигнал на вход блока 14 определения знака производной. Если производная по напряжению положительна, сигнал с первого

выхода блока определения знака про35 изводной поступает на один из входов первой логической схемы И 16, на второй вход которой периодически поступают импульсные сигналы от мультивибратора 15. При этом в момент на40 личия сигналов на обоих входах первой логической схемы И 16 с ее выхода на управляющий вход управляемого ключа 9 поступает импульсный сигнал, который заставляет управляемый ключ 9 крываться и импульсно подключать нагрузочный резистор 11 к отрицательному полюсу выпрямителя 8. Происходит скачкообразное изменение зквива- лентного сопротивления изоляции от5Q рицательных полюсов статических преобразователей 3. Если при этом величина нагрузочного резистора 11 значительно меньше величины эквивалентного сопротивления изоляции отри с цательных полюсов статических преобразователей 3, то происходит резкое ускорение переходного процесса перезаряда помехозащитных конденсаторов. Ускорение переходного процесса происходит за счет увеличения напряжения между фазой и корпусом и за счет уменьшения постоянной времени цепи перезйряда помехозащитных конденсаторов. После окончания импульса мультивибратора 15 управляемый ключ 9 закрывается и в электроэнергетической системе продолжается нормальный переходный процесс. В это время в блоке 13 дифференцирования произво- дится анализ наличия переходного процесса в цепи фаза-корпус.

Если производная от постоянной составляющей напряжения не равна

|нулю, то в такт с импульсом мультивибратора на выходе логической схем И 16 появляется новый управляющий ипульс, который вновь открывает управляемый ключ 9.

Таким образом, алгоритм работы заключается в том, что в случае возникновения между фазой и корпусом переходного процесса осуществляется периодическое импульсное воздействи jja параметры электроэнергетической системы между фазой и корпусом. Причем в момент воздействия происходит резкое ускорение переходного процесса, а в паузе производится анализ текущего состояния электроэнергетической системы.

В случае отрицательной производной переходного процесса сигнал поступает с другого выхода блока 14 определения знака производной на вход второй логической схемы И 17, ас выхода последней (во время наличия на выходе мультивибратора 15) - на управляющий вход управляемого ключа 10. При этом открьшается управляемый ключ 10, и положительный полюс выпря мителя 8 через нагрузочный резистор 11 соединяется с корпусом.

На фиг. 2 показан временной график изменения напряжения между фазой и корпусом.

На участке dT О до t, напряжение между фазой и корпусом U. При возникновении и естественном прохождении переходного процесса в ЭЭС напряжение между фазой и корпусом изменяется от , до иф,2 по экспоненте, изображенной сплошной линией, за время ,. Однако блок 13 дифференцирования обнаружит наличие переходного процесса и в момент времени t, +ut (в такт с импульсом мультивибратора 15) произойдет открытие управляемого ключа 9, отрицательный полюс выпрямителя 8 через нагрузочный резистор 11 будет соединен с корпусом и, если управляемый ключ остается открытым, напряжение между фазой и корпусом изменяется пс экспоненте, изображенной пунктирной линией, до величины По достижении времени tx напряжение между фа

зой и корпусом этот момент произойдет закрытие управляемого ключа 9 и постоянная времени ЭЭС вновь станет прежней. Далее процесс аналогичен описанному.

Таким образом, изобретение позволяет существенно сократить длительности переходных процессов в цепи фаза-корпус, обусловленных регуляр- ной коммутацией потребителей электроэнергии с соответствующими им сопротивлениями изоляции, и тем самым, повысить эффективность контроля состояния изоляции системы.

Формула изобрет-ения

25

Судовая электроэнергетическая система, содержащая источник электроэнергии переменного тока с т-фазной распределительной сетью, бестрансформаторные выпрямительные блоки,соединенные своими входами через соответствующие ключи с т-фазной распределительной сетью, а выходами - с потребителями постоянного тока,

потребители переменного тока, подключенные к т-фазной распределительной сети,, а т акже помехозащитные конден0

5

0

5

саторы, подключенные между токопро- водами системы и выводами, предназначенными для подключения к корпусу . судна, блок контроля состояния изоляции, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности контроля состояния изоляции системы, введены дополнительный т-фаз- ный двухполупериодный выпрямитель, входы которого подключены к т-фазной распределительной сети; первый и второй управляемые ключи, входы которых подключены соответственно к выходам дополнительного т-фазного двухполупериодного выпрямителя, а выходы соединены между собой и через введенный нагрузочный резистор подключены к выводам, предназначенным для подключения к корпусу судна,блок выделения постоянной составляющей напряжения, подключенный между одной из фаз т-фазной распределительной

сети в выводом, предназначенным для подключения к корпусу судна, блок дифференцирования, вход которого подключен к выходу блока вьщеления постоянной составляющей напряжения, блок определения ,чака производной, вход которого цодключен к выходу блока дифференцирования, мультивибратор,

Vipxz

VipKi

первая и вторая логические схемы И, первые входы которых подключены к выходу мультивибратора, вторые входы - соответственно к первому и второму выходам блока определения знака производной, а выход соответственно к управляющим входам первого и второго управляемых ключей.

/

х

Cf)U2.,2.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроэнергетическим системам перем. тока с изолированной нейтралью. Целью изобретения является повьшение эфЛективности контроля состояния изоляции системы, содержащей потребители перем. тока 6 и потребители пост, тока 5, подключенные через выпрямительный блок 3 и ключ 4 к распределительной сети 2. Между токопроводами системы и .корпусом судна включены помехозащитные конденсаторы 7. Введение блоков выделения пост, составляющей напряжения 12, диференцирования 13, определения знака производной 14, мультивибратора 15, двух логических элементов И, выпрямителя 8, двух ключей 9. 10 и нагрузочного резистора 11 позволяет существенно сократить длительность переходных процессов в цепи фаза-корпус, обусловленных регулярной коммутацией потребителей эл. энергии и соответствующими им сопротивлениями изоляции, что приводит к повышению эффективности контроля состояния изоляции системы. 2 ил. сС (Л ю СХ) 1C to СП ue.f