Система гарантированного электропитания Советский патент 1990 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к энергетике, а именно к систем гарантированного питания, и может быть применено в энергосистемах, используемых для электроснабжения ответственных электроприемников, не допускающих перерыва в питании.

Цель изобретения - повышение качества напряжения на шинах гарантированного питания в динамических режимах работы.

На чертеже приведена схема устройства.

Система электропитания включает сетевой ввод 1 (ввод основного источника), выключатель 2 сетевого ввода, шины 3 сетевого ввода, первый выклю- чатель 4 обратимой электрической машины, обратимую электрическую машину 5 инерционный маховик 6, разобщительную муфту 7 приводной двигатель 8 внутреннего сгорания, регулятор 9 возбуждения обратимой электрической машины, первую статорную обметку 10 обратимой электрической машины, вторую статорную обмотку 11 обратимой электрической машины, обмотку 12 возбуждения обратимой электрической машины, второй выключатель 13 обратимой электрической машины, шины 14 гарантированного питания (ШГП), первое реле 15 тока, реле 16 частоты, электромагнит 17 отключения выключателя сетевого ввода, электромагнит 18 отключения первого выключателя обратимой электрической машины, тиристор 19, блок 20 выявления режимов работы обратимой электрической машины, реле 21 пуска приводного двигателя внутреннего сгорания, трансформатор 22 тока сетевого ввода, второе реле 23 тока, первый трансформатор 24 тока, включенный в первую статорную обмотку обратимой электрической машины, второй трансформатор 25 тока, включенный в первую статорную обмотку обратимой электрической машины, третий трансформатор 26 точа, включенный во вторую статорную обмотку.

Сетевой ввод 1 с помощью выключателя 2 сетевого ввода подключен к шинам 3 сетевого ввода, параллельно сетевому вводу к его шинам 3 через первый выключатель 4 обратимой электрической машины 5 включена ее первая статорная обмотка 10, вторая статор- ная обмотка 11 обратимой электрической машины через ее второй выключатель 13 подключена к ШГП 14. Приводной двигатель 8 через разобщительную муфту 7 связан с обратимой электрической машиной 5, приводящей во вращение инерционный маховик 6. Обмотка 12 возбуждения обратимой электрической машины подключена к регулятору 9 возбуждения, токовые цепи которого подключены к трансформатору 26 тока второй статорной обмотки 11 обратимо электрической машины, включенному

5

0

5

0

5

0

5

0

5

между ее выводами и вторым выключателем обратимой электрической машины, а цепи напряжения регулятора 9 возбуждения подключены к выходным зажимам второй статорной обмотки и к ее нейтральной точке. Токовые цепи блока 20 выявления режимов работы обратимой электрической машины подключены к первому трансформатору 24 тока первой статорной обмотки ТО, включенному между ее выводами и первым выключателем обратимой электрической машины, цепи напряжения блока 20 подключены к выходному зажиму той фазы первой статорной обмотки, в которой установлен первый трансформатор 24 тока, и к нейтральной точке первой статорной обмотки. Выход блока 20 подключен к управляющему электроду тиристора 19, анод которого подключен к плюсовой шине источника оперативного тока, а катод - к объединенным концам обмоток отключающих электромагнитов, к обмотке реле 21 пуска приводного двигателя и к замыкающим контактам первого 15 и второго 23 реле тока и реле 16 частоты, а другие концы обмоток отключающих электромагнитов 17 и 18 подключены к минусовой шине источника оперативного тока. Обмотка реле 1б частоты подключена параллельно цепям напряжения регулятора 9 возбуждения, обмотка первого реле 15 тока подключена к трансформатору 22 тока сетевого ввода, включенному между шинами сетевого ввода и выключателем сетевого ввода, а обмотка второго реле 23 тока подключена к второму трансформатору 25 тока первой статорной обмотки обратимой электрической машины, включенному между первым выключателем обратимой электрической машины и выводами ее первой статорной обмотки.

Система гарантированного эоектро- питания работает следующим образом.

При наличии напряжения на сетевом вводе электрическая энергия от основного источника поступает через выключатель сетевого ввода на шины сетевого ввода. Первая статорная обмотка обратимой электрической машины получает энергию от внешней сети и, работая в режиме двигателя, приводит во вращение ротор обратимой электрической машины и маховик 6. Муфта 7 разобщена и приводной двигатель 8 находится в готовности к пуску. Вторая статорная обмотка обратимой

элекрической машины работает в генераторном режиме и обеспечивает электроснабжение электроприемников, подключенных к шинам гарантированного электропитания. Поддержание напряжения на шинах гарантированного питания в заданных пределах осуществляется регулятором 9 возбуждения, в качестве которого может быть применен трансформатор фазового компаундирования с корректором напряжения. Защита шин сетевого ввода от коротких замыканий и перегрузок осуществляется первым реле 15 тока, срабатывание которого обеспечит отключение выключателя 2 сетевого ввода и первого выключателя k обратимой электрической машины, а также включение через реле

10

15

когда напряжение сетевого ввода имеет значение, равное максимально допустимому по условиям качества напряжения, напряжение на шинах гарантированного питания равно номинальному и нагрузка этих шин равна номинальной и носит активно-индуктивный характер. Защита также нужна и в другом крайнем случае, когда значение напряжения сетевого ввода равно минимально допустимому по условиям качества напряжения, а напряжение на шинах гарантированного питания равно номинальному и нагрузка этих шин носит активно-емкостной характер. В обоих случаях может возникнуть перегрузка первой статорной обмотки реактивным током и для защиты этой

21 пуска приводного двигателя 8, обес-20 обмотки необходимо отключить сетевой

0

5

когда напряжение сетевого ввода имеет значение, равное максимально допустимому по условиям качества напряжения, напряжение на шинах гарантированного питания равно номинальному и нагрузка этих шин равна номинальной и носит активно-индуктивный характер. Защита также нужна и в другом крайнем случае, когда значение напряжения сетевого ввода равно минимально допустимому по условиям качества напряжения, а напряжение на шинах гарантированного питания равно номинальному и нагрузка этих шин носит активно-емкостной характер. В обоих случаях может возникнуть перегрузка первой статорной обмотки реактивным током и для защиты этой

Изобретение относится к энергетике, а именно к системам гарантированного питания, и может быть применено в энергосистемах, используемых для электроснабжения ответственных электроприемников, не допускающих перерыва в питании. Цель - повышение качества напряжения на шинах гарантированного питания в динамических режимах работы. Обратимая электрическая машина в системе гарантированного электропитания, снабженная маховиком, который через муфту связан с приводным двигателем, имеет две статорные обмотки, гальванически между собой не связанные. Первая обмотка через выключатель подключена к сети, вторая - через другой выключатель - к шинам гарантированного питания (ШГП). Обмотка возбуждения снабжена также регулятором возбуждения, подключенным к второй статорной обмотке, что обеспечивает поддержание напряжения на ШГП в заданных пределах. При к.з. в сети, или перегрузках первой статорной обмотки, или отклонении частоты на второй статорной обмотке, или исчезновении напряжения на вводе срабатывают соответствующие реле, которые отключают выключатель первой статорной обмотки от сети и выключатель ввода, запускают приводной двигатель и переводят систему гарантированного питания в режим автономного электроснабжения от двигателя внутреннего сгорания - приводного двигателя. Отсутствие гальванической связи между сетью и ШГП обеспечивает повышение качества напряжения на ШГП при переводе в автономный режим питания, а также при возмущениях в сети. 1 ил.

печивающего переход системы в режим автономного электроснабжения с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Реле 16 частоты обеспечивает перевод системы в режим автономного электроснабжения при снижении частот напряжения на шинах гарантированного электропитания до значения, определяемого соответствующей уставкой-. Срабатывание реле частоты происходит в случае, когда частота напряжения питающей сети упала ниже допустимого значения, либо при переходе в режим автономного электроснабжения при исчезновении напряжения на вводе сети в случае отказа блока 20 выявления режимов работы, который должен фиксировать перевод первой статорной обмотки в генераторный режим с приводом от маховика и обеспечивать через тиристор 19 запуск приводного двигателя, отключение выключателя 2 сетевого ввода и первого выключателя k обратимой электрической машины.

На время перехода в режим автономной работы вращение ротора обратимой электрической машины осуществляется от маховика, расходующего запасенную в нем энергию. Защита шин гарантированного питания осуществляется вторым выключателем 13 обратимой электрической машины. Второе реле 23 тока обеспечивает защиту первой статорной обмотки обратимой электрической машины от перегрузок при больших отклонениях питающего напряжения сети. Необходимость в такой защите может вохникнуть, например,, в случае,

5

0

5

0

5

0

5

ввод.

Предлагаемое изобретение позволяет в отличие от известного обеспечить требуемое качество напряжения на шинах гарантированного питания в динамических режимах работы обратимой электрической машины при колебаниях и- отклонениях напряжения сетевого ввода, а также при различных аномальных явлениях в цепях сетевого ввода за счет отсутствия гальванической связи между сетью и ШГП.

Формула изобретения Система гарантированного электропитания, содержащая обратимую электрическую машину, которая через первый выключатель машины и выключатель сетевого ввода подключена к сетевому вводу, с регулятором возбуждения и инерционным маховиком, механически связанным с помощью разобщительной муфты с приводным двигателем внутреннего сгорания, реле пуска приводного двигателя, реле частоты, первое реле тока, подключенное к трансформатору тока сетевого ввода, отключающие электромагниты первого выключателя машины и выключателя сетевого ввода, подключенные к замыкающим контактам реле частоты, тиристор, анод кото- рого подключен к плюсовой шине источника оперативного питания, катод - к замыкающим контактам первого реле тока, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества напряжения на шинах гарантированного питания в динамических режимах работы, в обратимую электрическую машину.

введена вторая статорная обмотка, не связанная с первой гальванически, подключенная к шинам гарантированного питания через второй выключатель обратимой электрической машины, введены три трансформатора тока, первый и второй из которых включены в две фазы первой статорной обмотки, до первого выключателя машины, третий - в одну из фаз второй статорной обмотки до второго выключателя машины, второе реле тока, катушка которого подключена к второму трансформатору тока, блок выявления режимов, входы которого подключены к первому трансформатору тока и к зажимам этой же фазы первой статорной обмотки, а

выход - к управляющему электроду тиристора, регулятор возбуждения подключен к второй статорной обмотке, его токовые цепи - к третьему трансформатору тока, цепи напряжения - к фазе второй статорной обмотки параллельно реле частоты, замыкающие контакты первого и второго токовых реле,

Q реле частоты, катод тиристора объединены и подключены к одному из выводов катушки реле пуска приводного двигателя, второй вывод которой подключен к минусовой шине источника

оперативного питания, а трансформатор тока сетевого ввода включен между выключателем сетевого ввода и первым выключателем машины.