Система для бесперабойного питания потребителей перемнного тока Советский патент 1978 года по МПК H02J9/04 H02M7/515 

(54) СИСТЕМА ДЛЯ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Для уменьшения отклонения выходнот з напряжения и потерь электроэнергии система снабясена перекпючателем регулятора реактивной, мощности, через который последний соединен с формироватетюм управляющих импупьсов вентильного компенсатора, причем переключатель регулятора реакт1шной мощности связан с указанным блоком вкпк чения и вторым регулятором напряжения.

Структурная схема предложенного устройства для бесперебойного питания потребителей переменного тока приведена на фиг. 1J принципиальная схема гфеобразователя на фиг. 2.

Устройство содержит основной источник 3 электроэнергии переменного тока, автоматический выключатель 2, нагрузку 3, в том числе трехфазные электродвигатели, р зервный источник 4 постоянного тока, преобразователь 5 и датчик аварии 6 в энергосистеме, контролирующий частоту, напряжение в сети и состош1ие автоматического выключателя 2.

Собственно преобразователь 5 содержит вентильный коммутатор 7, вентильный компенсатор 8 устройства управления, блок 9 вкпиючения, переключатель 1О синхронизации, задакхций генератор 11, блок 12 управляющих импульсов вентильного коммутатора 7, содержащий фазою двигающий узел 13 и выключатель 14, регулятор 15 напрязкения, состоящий из измерительного органа 16 и органа 17 сравнения и усиления, блок 18 управлякяяих импульсов вентильного компенсатора 8, переключатель 19 регулятор 2О реактивной мощности, состоящий из измерительного органа 21 и органа 22 сравнения и усиления, второй регулятор 23 напряжения, состоящий из измерительного органа 24 и органа сравнения и усиления 25.

Устройство работает сгюдующим образом.

В нормальных режимах работы нагрузка 3 получает питание от основного источника через автоматический выклкучатель 2. От блока 9 вклкгаения на выключатель 14 поступает сигиал, запрещающий прохождение импульсов управления вентильно о коммутатора 7 преобразователя. Эта же команда поступает на управляющие входы переключателей Ю и 19. Переключатель синхронизации 10 находится в положении, при котором ка ;инхронизируюшие входы блоков 12 и 18 управляпощих импупьссЕ поступает напряжение нагрузки 3. Импульсы упра. пения вентилями, формируемые Р блоках 18 и 12.no частоте я фазе синхронизированы с напряжением на нагрузке 3. Переключатель 10 соединяет выход вторс о рогупято ра напряжения 23 с управляющим входом блока 18. В резул1:,тате вентильный ком {утатор 7 отключается,а вентильный компенсатор 8, блок импульсов 18 которого синхронизирован с напряжением на нагрузке 3, с помощью регулятора 23 используется для регулирования реактивной мощности в сети в функции напряжения на нагрузке 3.

В сдучае выхода из строя основного иоточника 1 или внезапного отключения автоматического выключателя 2 начинается процесс самовозбуждения трехфазных элект родвигателей нагрузки 3 за счет реактив-

ной мощности конденсаторов вентильного компенсатора 8. Благодаря регулированию реактивной мощности с помощью вентильного компенсатора 8 и регулятора напр5 жения 23 гфоцесс самовозбуждения трех-

.фазных электродвигателей является управляемым. Это позвотшет поддерживать напряжение на шинах нагрузки 3 в заданных пределах без разрыва кривой напряжения вплоть до момента включения преобразо-

вателя 5 в инверторном режиме. По команде от датчика аварии 6, контролирукхщего частоту и напряжение в сети и состояние автоматического выключателя 2, отключается автоматический выключатель 2.

После этого на управляющие входь переключателей 10, 19 и 14 от блока включения 9 поступает сигнал, соответствующий включенному состоянию преобразователя 5 в инверторном режиме. Цепи синхронизации

блоков 18 и 12 управляющих импульсов через переключатель 10синхронизации подключаются к задающему генератору 11. Управляющий вход блока управляющих импульсов 18 подключается через переключатель 19 к регулятору 2О реактивной мощности. Импульсы управления вентильного коммутатора 7 начинают поступать от блока 12 упра&лякидих импульсов. В результате осуществляется включение преобразователя в инвер- торный режим и питание нагрузки 3 от резервного источника постоянного тока 4. В этом режиме управление фазосдвигаюшим узлом 13 производится от первого регул5 тора напряжения 15, а управление фазосдвигаюшим узлом 18 - от регулятора 20 реактивной мощности.

Время переходного процесса от момента начала аварии до момента включения в работу преобразователя в инверторный режим обычно не превышает примерно 0,1 сек. Поддержание напряжения на щинах нагрузки 3 в такого отрезка времени обеспечиваетсяJ если электродвигательная нагрузка составляет не менее 10-15% от мо1ин(5сти всей пН-рузкн 3. Успешное БКПЮчепне Е роботу пренбраэоватепя 5 в условиях поддержания на шинах нагрузки 3, к которым он нодклк, iGH, обеспечивается бпагодаря непрерьгоной синхронизации его сие- темы управления тиристорами от этого же напряжения через допопнитепьную цепь бесконтактного перекпючатепя 10 синхронизаци После прохождения команды на включение переключатель 10 переключает систему управления тиристорами преобразователя 5 на синхронизацию от задающего генератора 11 Силовая схема преобразователя 5, содер жащая вентильный коммутатор 7 и вентипьиый компенсатор 8, может быть выполнена как по схеме инвертора тока, так и по схеме инвертора напряжения, в которых исполь зуют устройства генерирования и регулирования реактивной мощности. В качестве вентильного компенсатора могут быть исполь- зованы схема тиристорно-дроссельного уст ройства, в котором вентили соединены в мо товую схему, а щэоссель включен в звено выпрямленного тока, схема, в которой конденсаторы включаются последовательно с вентидями, и т. д. При выполнении силовой схемы преобразователя по схеме инвертора напряжения поддержание напряжения на шинах нагрузки может быть обеспечено путем включения инвертора в режиме генерирования реактивной мощности. Узел управления выполнен по нюртикапьному принципу управления с синусоидальным источником опорного напряжения (генератор 11 и напряжение на нагрузке 3), Возможны и щэугие варианты выполнения схем узла управления. В качестве задающего генерато ра могут быть использованы известные генераторы прямоугольных импульсов с треугольной и пилообразной формой кривой выходного напряжения. Фазосдвигающие блоки могут быть выполнены на основе регулируемых одновибраторов и блокинг генераторов по принципу фазовой автоподстройки частоты Возможные варианты построения регуляторов напряжения зависят от выбора силовой схемы преобразователя и технических требований, предьявляемьк к качеству электроэнергии на нагрузке в статических и дина- мических режимах. На преобразователь 5 может переводиться только часть нагрузки 3 - ответственные потребители, выделяемые на отдельную секцию сети. В этом случае при выходе из строя основного источника питания 1 напря жение во всей сети поддерживается с помощью тех же элементов, а преобразователь 5 включается в работу в инверторном режи- ме после отключения секционного выключат© пя, отделяющего ответственных потреби то по и от остальных потребителей. В качестве преобразователя 5 может применяться статический обратимый ттреобразопатель, который может поочередно работать в режиме автономного инвертора и выпрямителя. Формула изобретения 1 .Система для бесперебойного питания потребителей,переменного тока, в состав которых входят электродвигатели, содержащая подсоединенный к выводам для подклкхчения основного источника переменного тока через датчик аварии, к выводам для подключения резервного источника постоянного тока непосредственно и к выходным выводам через автоматический выключатель, соединя1оший основной источник с щинами питания потребителей инвертор, состоящий из связанных с соответствующими формирователями управлякших импульсов вентильного комму-, татора и вентильного компенсатора, уст ройство управления, состоящее из блока включения и задакяцего генератора, первый и второй {эегупяторы напряжения и регулятор реактивной мощности, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена переключателем синхронизации, входы которого подключены к выходам инвертора, задающего генератора и блока включения, а выходы - к формирователям управляющих импульсов вентильного комму татора и вентильного компенсатора. 2. Система по п. 1, о т л ,и ч а а я с я тем, что, с целью уменьщения отклонения выходного напряжения и потерь электроэнергии, она снабгхена переключателем регулятора реактивной мощности, через который последний соединен с формирователем управляющих импульсов вентипьнс го компенсатора, причем переключатель регулятора реактивной мощности связан с казанным блоком включения и со вторым егулятором напряжения. Источники информадии, принятые во BHEIмание при экспертизе: 1.Раскин Л. Я. Стабилизированные втономные инверторы тока на тиристорах; ., : нергия, 1970. 2.Ковалев Ф. И. к др. Стабилизированные автономные инверторы с синусоидальным выходным напряжением,М., Энергия, 19Vii. 3.Экспресс-информация, серия Электрические мащины и аппараты, 1973, вып. 28, реф. 110.

О 11