Устройство для электропитания независимых нагрузок Советский патент 1980 года по МПК H02J9/06 

3 режима нагрузк -. и блоки анализа тока, причем вторые выходы блоков включения резерва соединены с входами блока сравнения, первым и вторым входами блока памяти соответственно, выход блока срав-5 нения через блок задержки подключен к входу блока управления отключением нагрузки, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, первый и второй выходы блока управления отключением10 нагрузки подключены к соответствующим управляющим входам блоков автоматического включения резерва, входы анализатора режима нагрузки, предназначенного для подсоединения к контролируемым точ-15 кам нагрузки, а выход - к третьему входу блока памяти, вход считывания которого подключен к третьему выходу блока управления отключением нагрузок, входы блоков анализа тока подключены к входам20 резервного и соответствующего рабочего источника питания, а выход - к четвертому входу соответствующего блока автоматического включения резерва. На чертеже приведена блок-схема уст-25 ройства для электропитания независимых нагрузок, Устройство содержит рабочие источники 1 и 2 и резервный источник 3 питания. блок 4 и 5 задержки и донолнительный30 блок 6 задержки, блоки 7 и 8 анализа напряжеиия и блоки 9 и 10 анализа тока, анализатор 11 режима нагрузки, блоки 12 и 13 автоматического включения резерва, блок 14 сравнения, блок 15 управления35 отключением нагрузки, блок 16 памяти, нагрузки 17 и 18, первый выход рабочего источника 1 питания соединен через блок 4 задержки с входом рабочего источника 2 питания, первый выход которого через40 блок 5 соединен с входом резервного источника 3 питания, а входы источников 1 и 2 соединены с входами блоков 9 и 10, другие входы которых соединены с входом резервного источника 3, вторые выходы ис-45 точников 1 и 2 соединены с первыми входами блоков 12 и 13 автоматического включения резерва и одновременно с входами блоков 7 и 8, другие входы которых соединены между собой с выходом источ-50 ника 3 и с вторыми входами каждого из блоков автоматического включения резерва, в котором третьи и четвертые входы соединены соответственно с выходами блоков 7 и 8 и блоков 9 и 10, одни выходы55 блоков 12 и 13 подключены к входам независимых нагрузок 17 и 18, а другие - к входам блока 14 и одновременно к входам блока 16, выход блока 14 подключен через блок 6 к входу блока 15, вход которого60 соединен с выходом блока 16, выходы блока 15 раздельно подключены к управляющим входам блоков 12 и 13, входы анализатора 11 подключены к контролируемым точкам нагрузок 17 и 18, а его - выход65 4 к входу блока 16 памяти, вход считывания которого подключен к выходу блока 15 управления отключением нагрузки, Предлагаемое устройство работает следующим образом. Питающее напряжение подается на входы рабочих источников 1 и 2 питания и на вход резервного источника 3 питания, Включение источников питания осуществляется последовательно друг за другом с определенной и наперед заданной выдержкой времени, которая задается с номощью блоков 4 н 5 задержки. После того, как произведено включение рабочего источника питания, с его выхода снимается сигнал и подается на вход блока 4 задержки и по истечении заданного нромежутка времени с его выхода на вход рабочего источника 2 питания поступает сигнал, с помощью которого происходит включение этого источника питания. После включения источника 2 питания на его выходе появляется сигнал, который поступает на вход блока 5 и по истечении заданного промежутка времени с его выхода на вход источника 3 подается сигнал, с помощью которого происходит включение резервного источника питания. После включения источников питания напряжение с их выходов подается на входы блоков 12 и 13, причем с выходов рабочих источников питания напряжение постунает на первые входы, а с выхода резервного питания - на вторые входы соответствующих блоков 12 и 13. С выходов блоков 12 и 13 напряжение подается на независимые и электрически развязанные нагрузки 17 и 18. В процессе нормального режима работы источник 1 через блок 12 осуществляет питание нагрузки 17, а источник 2 через блок 13 питает нагрузку 18. Источник 3 питания находится в «горячем резерве. Блоки 7 и 8 осуществляют контроль выходного напряжения, блоки 9 и 10 осуществляют контроль потребляемого тока у рабочих источников и производят сравнение их величин с величинами выходных напряжений и потребляемых токов резервного источника питания, В нроцессе работы нагрузок может изменяться для потребителя степень их важности друг относительно друга, переходя последовательно или в любом порядке через несколько промежуточных устойчивых состояний от более важной к менее важной, что постоянной учитывает анализатор 11 и посылает эту информацию о важности нагрузок со своего выхода на вход записи в блок 16 памяти, Например, если представить важность каждой нагрузки различными «уровнями от «1 (более важной) до «л (менее важной), и пусть нагрузка 17 находится на уровне «2, а нагрузка 18 - на уровне «4,

то это будет означать, что нагрузка 17, находящаяся на уровне «2, важнее, чем нагрузка 18, находящаяся на уровне «4. Однако возможны состояния, когда обе нагрузки находятся на одинаковом уровне, тогда это будет означать, что обе нагрузкн имеют одннаковую степень важности.

Если возникает аварийная ситуация на каком-либо из источников 1 или 2 - выход величины анализируемого напряжения или тока за пределы зоны допустимых значеНИИ как но верхнему, так н но нижнему предельному значению, то на выходе блоков 7, 9 или 8, 10 появляется сигнал, который поступает на соответствующий вход блока 12 или 13, и происходит отключение аварийного рабочего источника от питаемой им нагрузки и подключение ее к резервному источнику 3 питания. Например, при отказе рабочего источпика 1 питания но сигналу от блока 7 или 9, поступивщему на вход блока 12, произойдет срабатывание блока 12, и он переключается с первого входа на второй вход, тем самым произойдет отключение нагрузки 17 от аварийного источника 1 и подключение ее к резервному источнику 3 питания. Одновременно с этим с выхода блока 12 поступает сигнал на вход блока 14, подготазливая его к работе, и на вход блока 16, производя запись о том, что первым выщел из строя источник 1 и нагрузка 17 нодключилась к источнику 3. Если вслед за этим возникает аварийная ситуация на другом рабочем источнике питания, например 2, аналогичная описанной выше, то по сигналу с блока 8 или 10, поступившему на вход блока 13, произойдет срабатывание блока 13, и он переключится, в результате чего произойдет отключение нагрузки 18 от аварийного источника 2 и подключение ее к резервному нсточнику 3 питания. Таким образом, нагрузки 17 и 18 оказываются подключенными к одному источниПосле того, как произошло подключение второй нагрузки 18 к резервному источнику, с выхода блока 13 поступает сигнал на вход блока 14, запуская его в работу, и на вход блока 16, произведя запись, что вторым вышел из строя источник 2 и нагрузка 18 подключилась к резервному источнику нитания. При одновременном наличии сигналов на входах блока 14, он срабатывает и на его выходе появляется сигнал, который поступает на вход блока 6, и с этого момента блок задержки начинает отсчет заранее заданной выдержки времени. По истечении заданной выдержки времени на выходе блока 6 появляется сигнал, который поступает на вход блока 15. Поэтому ригналу с выхода блока 15 на вход блока

16 подается команда на считывание информации, хранящейся в блоке памяти. С выхода блока памяти поступает команда на вход блока управления отключением нагрузки для проведения операции по отключению одной из нагрузок от резервного источника питания но одному из следующих признаков, полученных в результате отбора в блоке памяти: должна быть отключена нагрузка, которая имеет меньшую степень важности, хотя бы на одну ступень вне зависимости от того, какой по очереди она подключилась к резервному источнику нитания, если нагрузкн имеют одинаковую степень важности, то подается команда на отключение от резервного источника той нагрузки, которая подключилась к резервному источнику первой. Таким образом, после поступления на вход блока 15 команды об отключении одной из нагрузок с соответствующего выхода или блока управления отключением нагрузки будет подана команда на вход блока 12 или 13 для отключения питающейся через него нагрузки, Отключение соответствующей нагрузкн будет производиться при помоп1и блока 12 или 13, который разомкнет цепь блока 12 или 13 и займет нейтральное (исходное) положение. Если после того, как блок 6 начал отсчет заданной выдержки времени, один из рабочих источников питания восстановится, т. е. величина его нанряжения или тока будет введена в заданные пределы, произойдет обратное переключение питания нагрузки с резервного на восстановившийся рабочий источник. В результате этого блок 6 прекратит отсчет времени и вернется в исходное состояние, а в блоке 16 произойдет перезапись информации о приоритете выхода из строя рабочего источника питания. В качестве информации о выходе из строя одного из рабочнх источников и подключении нагрузки к резервному источнику или о выходе обоих рабочих источников - подключении нагрузок к резервному источнику может быть установлено аварийное сигнализирующее устройство, подключенное своим одним входом к выходу блока 12, а другим входом - к выходу блока 13 (на чертеже блок аварнйной сигнализации не показан). Если требуется произвести электрическую и электромагнитную развязку нагрузки от входной (питающей) сети источников питания, в качестве источников питания могут быть использованы синхронные двухмашинные агрегаты. Каждый двухмашинный агрегат состоит из приводного синхронного электродвигателя, подключенного к питающей сети, или какого-либо другого двигателя, стабилизированного по скорости вращения, и синхронного генератора. механически связанного с приводным днигателем. Напряжение, полученное на синхронных генераторах, являться пптающим напряжением для нагрузок 17 и 18.

Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надел ность устройства и питаемых нагрузок за счет того, что при выходе из строя рабочих источников питания нагрузок осуществляется от одного и того же резервного источника в течение такого промежутка времени, длительность которого необходима для завершения технологического цикла, выполняемого одной из нагрузок с последующим ее отключением, или в случае восстановления рабочих характеристик рабочими источниками, обратного их перевода на питание от восстановившихся источников, питания. Кроме того, изобретение позволяет производить анализ режима работы нагрузки и на основании получаемой информации о ее работе, например о степени важности нагрузки, производить отключение одной из нагрузок (менее важной), не нарушая нормального релшма работы другой нагрузки.

Формула изобретения

Устройство для электропитания независимых нагрузок, содержащее рабочие и резервный источники питания, причем первый выход одпого из рабочих источников питания через блок задержки соединен с входом другого рабочего источника питания, первый выход которого через второй блок задержки соединен с входом резервного источника питания, вторые выходы рабочих источников питания соединены с первыми входами соответствующих блоков автоматического включения резерва и с первым входом соответствующего блока анализа напряжения, вторые входы которых соединены с выходом резервного источника питапня и с вторыми входами блоков автоматического включения резерва, третьи входы которых соединены с блоками анализа напряжения, а выходы предназначены для подключения к независимым нагрузкам, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства, в него введены блок сравнения, третий блок задержки,

блок управления отключением нагрузки, блок памяти, анализатор режима нагрузки и блоки анализа тока, причем вторые выходы блоков включения резерва соединены с входами блока сравнения, первым и вторым входами блока памяти соответственно, выход блока сравнения через блок задержки подключен к входу блока управления отключением нагрузки, второй вход которого соединен с выходом блока памяти,

первый и второй выходы блока управления отключением нагрузки подключены к соответствующим управляющим входам блоков автоматического включения резерва, выходы анализатора режима нагрузки,

предназначенного для подсоединения к контролируемым точкам нагрузок, а выход- к третьему входу блока памяти,вход считывания которого подключен к третьему выходу блока управления отключением

нагрузок, входы блоков анализа тока подключены к входам резервного и соответствующего рабочего источника питания, а выход - к четвертому входу соответствующего блока автоматического включения резерва.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Заявка Франции №2192402, кл. Н 02 J 9/06, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 402988, кл. Н 02J 9/06, 1969 (прототип) .