Система для резервного питания нагрузки постоянным током Советский патент 1980 года по МПК H02J7/34 H02J9/00 

1

Настоящее изобретение относится к резервированным системам питания, а именно: к области коммутации секционированных аккумуляторных батарей в автоматических электропитающих установках (ЭПУ).

Известны устройства, обеспечивающие стабализацию напряжения на нагрузке при работе с аккумуляторными батареями в пределах 24 В i 16%. Таким устройством является контакторная сборка КСЩП-4, которая обеспечивает автоматическое, подключе- ние дополнительных элементов секционированной аккумуляторной батареи к цепи нагрузки 1. Недостатком данного устройства является то, 4то оно не обеспечивает отключение дополнительных элементов от нагрузки при появлении питающего напряжения и подключение к дополнительным элементам зарядного выпрямителя и выпрямителя содержания.

В настоящее время на объектах связи используются стойки автоматического регулирования напряжения (САРН), обеспечи-. вающие стабилизацию напряжения иа нагрузке с помощью угольных регуляторов.

однако, потери мощности на таких регуляторах достигают 18/о 2.

Прототипом настоящего изобретения является схема коммутации автоматической ЭПУ 3.

Известное устройство содержит основную и дополнительную аккумуляторные батареи, буферный и резервный выпрямители, контакторы, датчик тока в цепи нагрузки и вентили безобрывной коммутации.

Известная схема автоматической коммутации обеспечивает:

,-безобрывное подключение к цепи нагрузки основной и дополнительной аккумуляторной батареи при отключении внещней сети переменного тока;

- включение резервного зарядного выпрямителя для заряда аккумуляторов и выключение его после окончания заряда;

- заряд основной аккумуляторной батареи до 2,3 В на элемент и содержание в режиме HenpepbiBHOI-o подзаряда дополнительной аккумуляторной батареи при напряжении содержания 2,15 - 2,25 В на элемент.

Данная схема коммутации имеетследующие недостатки: ., I. пропадтГйИ напрйжен1«1 птнтаю: щей сети или при аварии буферного выпря-мителй во время; заряда аккуйуляторов в , первый момент только основная батарей че; рез подключается к нагрузке, и напряжение на нагрузке в этом случае равно напряжению основной батареи минус падение напряжения на 2-х вётилях. Это прйВбДит к нестабильности и сбоям в работе цепей нагрузки. 2.В режиме заряда аккумуляторных батарей Ьт резервного выпрямители в конце Цикла наПрйжение на основной бйШрёе становится соизмеримым с напряжением буферного выпрямителя, питающего нагрузку, При этом открыва1Ьтся вентили ёезобрывной коммутации и ток разряда аккумулято рй1Гйдё б- нагрузку;что ,. HacTiJ пблйЬго зарЗД аккумуляторов. 3,Кроме того, так как вентили безобрыв ной коммутации; не рассчитаны на длительный режим работы, наличие тока разряда, протекающего через нигх, резко снижает надежность коммутационного устройства в цеЛвМ. -- - - -- - - --- - -Целью настоящего изобретения является увеличение надежности работы как нагрузки, так и всей системы питания путем обеспечения заданного напряжения на на грузке во время коммутационных процессов ПОЛНОГР рткл10чения от нагрузки аккумуляторной батареи во время ее заряда., Это Достига:ётс1ятем, что вйзвёстнукз систему для резервного питания нагрузки постоянным током, состоящую из основной и дополнительной аккумуляторных батарей, .соединенных последовательно, вбльтметрового реле, подключенного параллельно основной аккумуляторной батарее, буферного выпрямителя, подключенного параллельно ftafpySKe, дйтчйКа гйка в цепи нагрузки резервного зарядного выпрямителя, минус которого соединен с минусом буферного выпрямителя и двух контакторов, катушки которых включены параллельно нагрузке, причем плюс дополнительной аккумуляторной ба гарей подключен к нагрузке через замыкающий контакт первого и размыкающий контакт второго koHtakfopoB минус основной аккумуляторной батареи подключён k нагрузке непосредственно, T64ka соединения основной и дополнительной батареи соединена с точкой соединения плюса рёзёрв ното зарядного вйпрямйтёлй, зайИкйющего контакта первого и размыкающего контакта второго контакторов через размыкающий контакт первого контактора, параллельно коЖро« У Ш1ЪЧШМ 1тегЙЖв-Ир1Ч1МТШТГа Г1равлении, введены тиристор, анод и катод которого подключены параллельноразмыкающему контакту другого контактора, и источник ОПОрШТО напряжения, плис koroporp подключен к плюсу дополнительной батареи, а Минус - К управляющему электроду тиристора/ .-.-; , „ -.:.:: : ... . . Схема системы разервнЪгб питания представлена на чертеже, где обозначено: I- буферный Шйрямитель; . 2 -датчик тока; Н 3-резервный разрядный выпрямител.ь; 4- основная аккумуляторная батарея; 5- дополнительная аккумуляторная батарея;6- выпрямитель содержания; 7 - тиристор; 8 -источник опорного напряжения постоянного тока; 9, Ш - контакторы; I1- вентиль безобрывной коммутации; 12 - вольтметровое реле. Буферный выпрямитель 1 подключен к клеммам нагрузки В минусовой нагрузочной шине установлен датчик тока 2. Плюс резервного выпрямителя 3 подключен к шине размыкающего контакта 10, а минус запараллелей с минусом буферного выпрямителя. Плюс основной аккумуляторной батареи 4 соединен с минусом дополнительной аккумуляторной батареи 5, а минус соединен с минусотя нагрузки. Плюс дополнительной аккумулятррной батареи подклк)чен к замыкающему контакту 9. Плюс выпрямителя .содержания б подключен к плюсу 5, а минус - к минусу 5. Анод тиристора 7 подключен к шине за мыкающего контакта 9, катод - к шине размыкающего контакта 10 управляющий электрод тиристора соединен с минусовой клем1У1ОЙ источника опорного напряжения 8, плюсовая клемма которого соединена с замык ющим контактом 9 Анод вентиля 11 подключен к размыкающему контакту 9, а катод- к размыкающему контакту 10. Плюсовая шина основной батареи 4 соединена с размыкающим контактом 9. Устройство работает следующим образом. В буферном режиме буферный выпрямитель 1 питает нагрузку, и ток нагрузки протекает через датчик тока 2. Датчик тока включен, резервный зарядный выпрямитель 3 выклк)чен, катушки контакторов 9 и 10 обесточены. Дополнительная аккумулйторйая батарея содержится выпрямителем 6. При пропадании напряжения питающей сети буферный выпрямитель и датчик тока выключаются. Через размыкающий контакт датчика тока 2, включаетсй контактор 9 и блокируется своим блок-контактом и контактом вольтметрового реле 12. Аккумуляторные батареи через замыкающий контакт контактора 9 и размыкающий KOrttakt контактора 10 подключаются к нагрузке. Hat время переброса контактов kOHTaKTOpa. 9 TOk разряда аккумуляторов 6с-, новной батареи протекает через вентиль II и размыкающий контакт контактора 10. При появлении напряжения питающей се ти включается буферный выпрямитель, датчик тока, резервный зарядный выпрямитель и контактор 10. Контактор 10 срабатывает через замыкающий контакт 2 и блок-коитакт контактора 9. Через замыкающий контакт контактора 9 всё аккумуляторы подключаются к резервному зарядному выпрямителю., Размыкающим контактом контактора 10 аккумуляторные батаре.и jj резервный зарядный выпрямитель отключаются of нагруз ки и буферного .выпрямителя. При иагрузке во время заряда аккумуляторных батарей осуществляется от буферного .выпрямителя. , При пропадании напряжения питающей сети во время заряда аккумуляторных батарей буферный выпрямитель, резервный зарядный выпрямитель, датчик тока и контактор 10 выключаются. В первый момент времени все аккумуляторы подключаются к нагрузке через замыкающий контакт контактора 9 и тиристор 7, что обеспечивает напряжение на нагрузке в заданных ГОСТом пределах. Для того, чтобы тиристор не открывался при кратковременных уменьшениях напряжения на выходе буферного выпрямителя, обусловленных переходными процессами, в цепи управления тиристора установлен источник .дополнительного напряжения, включенный навстречу отпирающему напряжению. Источник опорного напряжения может состоять, например, из трансформатора, выпрямительного моста и стабилитрона. После срабатывания элемёнтой- автоматики все аккумуляторы подключаются к нагрузке, через замыкающий контакт контактора 9 и ра®1мыкающий контакт контактора 10.. Аналогичный процесс происходит и при аварии буферного вь1прямителя во время заря;а1а аккумуляторных батарей. Данная резервированная система питания постоянным током, обеспечивающая подключение к нагрузке тринадцати аккумуляторов при пропадании напряжения питающей сети или дварии буферного выпрямителя во время заряда батарей, одновременно устраняет недостаток известной схемы, завдючающийся в невозможности полного- заряда аккумуляторов из-зЬ наличия диодов. Таким образом, включение тиристора и источника опорного напряжениям цепь коммутации позволяет обеспечить необходимое напряжение на иагрузке во время коммутационных процессов, дает возможность зарядить аккумуляторы до номинальной емкости, а также повыщает надежность работы системы в целом. Формула изобретения Система ДЛЯ резервного питания нагрузки постоянным током, состоящая из основной и дополнительной аккумуляторных батарей, соединенных последовательно, вольт-, метрового реле; подключенного паралл.ёльно основной; аккумуляторной батарее, буферно1-6 выпрямителя, подключенного параллельно нагрузке, датчика; тока в цепи нагрузки, резервного зарядного выпрямителя, минус которого соединен с минусом буферного выпрямителя, и двух контакторов, катущки которых включены параллельно нагрузке, причем плюс дополнительной аккумуляторной батареи подключен к нагрузке через замыкающий кбнтакт одного и размыкающий контакт другого контактОров, минус основной аккумуляторной батареи РОДключен к нагрузке НейОсредСтвеннб; гочка соединения основной, и дополнительной аккумуляторных батарей соединена с точкой соединения глюса резервного зарядного выпрямителя, замыкающего контакта одного и размыкающего контакта Другого к& такто- ров через размыкающий контакт одного контактора, параллельно которому 1ключен вентиль в прямом направлетн, отличающаяся тем, что, с целью увеличения иадем ности работы как нагрузки, так и всей системы питания путем обеспечения заданного напряжения на нагрузке во время переходных про цессов, в нее введены тйрйстер:, анод и катод которого подключены параллельно раз- мыкающим контактам другого контактора; и источник опорного напряжения, плюс которого подключен к плюсу дополнительной батареи, а минус - к управляющему электроду тиристора. . ; Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Устройство для питания аппаратуры проводной связи, инф. сборник, М., «Связь, 1967, с. 63-64. 2.Инженерно-технический справочник по электросвязи. Электроустановки, М., «Связь, 1976, с. 226-229. 3.Казаринов И. Н. Проектирование электропитающих установок предприятий проводной связи, М., «Связь, 1974, с. I24--128.

. i

6-h