Установка бесперебойного питания объекта

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение выравнивания напряжений. Установка содержит первый канал электроснабжения, образованный клеммами сети (1), линиями электропередачи, автоматом включения резерва и клеммами для подключения нагрузки, и второй канал электроснабжения, составленный из функционально связанных клемм сети (2), трехфазного стабилизированного выпрямителя, аккумуляторной батареи с разделительным диодом, трехфазного инвертора, автомата включения резерва и клемм для подключения нагрузки, причем указанный выпрямитель содержит регулятор переменного напряжения, силовой трансформатор, схему выпрямления с блоком фильтрации выпрямленного напряжения, указанная батарея содержит совокупность последовательно соединенных элементов, а трехфазный инвертор содержит коммутатор тока, силовой трансформатор и блок фильтрации, составленный из резонансных фильтров фаз, при этом выравнивание напряжения выпрямителя, аккумуляторной батареи, входного напряжения инвертора и напряжения на нагрузке достигается путем использования параметров схем названных элементов. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве установки бесперебойного питания объекта с потребителями, предъявляющими повышенные требования к качеству электроэнергии.

Известна установка бесперебойного питания объекта, содержащая клеммы промышленной сети, дизель-генераторный агрегат, переключатель ввода, первый выпрямитель, подключаемый к промышленной сети, второй выпрямитель, подключаемый к дизель-генераторному агрегату, переключатель выбора канала питания, аккумуляторную батарею, подключенную к переключателю выбора канала питания, статический преобразователь энергии, выполняющий функции инвертора, автомат включения резерва и клеммы для подключения нагрузки [1]. В данной установке используются три источника электрической энергии: промышленная сеть, энергия которой от клемм промышленной сети через переключатель ввода поступает сразу на автомат включения резерва и с него на клеммы для подключения нагрузки, дизель-генераторный агрегат, который запускается при отсутствии напряжения в промышленной сети и энергия от него через переключатель ввода поступает также на автомат включения резерва, а затем на клеммы для подключения нагрузки, и аккумуляторная батарея, подзаряжаемая как через выпрямитель сети, так и через выпрямитель дизель-генераторного агрегата и разряжающаяся на инвертор при отсутствии напряжения сети и напряжения на зажимах дизель-генераторного агрегата, при этом выходное напряжение инвертора поступает в автомат включения резерва, а затем - на клеммы для подключения нагрузки, что обеспечивает бесперебойность питания потребителей. Однако указанной установке присущи и недостатки, среди которых основными являются сложность определения величины напряжения на участке второго канала между трехфазным стабилизированным выпрямителем и аккумуляторной батареей, составленной из совокупности последовательно соединенных элементов и трехфазных инверторов.

Техническим результатом изобретения является выравнивания напряжений элементов второго канала электроснабжения за счет параметров их схем.

Требуемый технический результат достигается тем, что в установке бесперебойного питания, содержащей первый канал электроснабжения, образующий цепь, соединяющую клеммы сети, автомат включения резерва и клеммы для подключения нагрузки и второй канал электроснабжения, образующий цепь, содержащую функционально соединенные клеммы сети, трехфазный выпрямитель, аккумуляторную батарею, трехфазный инвертор, автомат включения резерва и клеммы для подключения нагрузки, указанный трехфазный выпрямитель выполнен стабилизированным, содержащим силовой трансформатор с регулятором переменного напряжения, нагруженный схемой выпрямления с блоком фильтрации выпрямленного напряжения Ud, которое равно , где KcU - коэффициент схемы выпрямления по напряжению; Uc - напряжение сети; указанная батарея содержит n последовательно соединенных элементов, при этом ее напряжение на клеммах UAB равно UAB=nUэ, где Uэ - напряжение элемента, а указанный трехфазный инвертор содержит коммутатор тока, нагруженный силовым трансформатором с блоком фильтрации, составленным из резонансных фильтров фаз, при этом его входное напряжение Uвх. ин.=2/3Uн, где Uн - напряжение нагрузки, причем указанные значения напряжений подчиняются закону

,

где в и учтены коэффициенты трансформации силового трансформатора названного выпрямителя Km1=Ud/Uc и силового трансформатора трехфазного инвертора Km2=Uн/Uc.

На чертеже изображена структурная схема установки бесперебойного питания.

Установка содержит первый канал электроснабжения 1, образующий цепь (не обозначена), соединяющую клеммы первой сети (КС1) 1-1, линейные провода 1-2, автомат включения резерва (АВР) 3 и клеммы для подключения нагрузки (КПН) 4 и второй канал электроснабжения 2, образующий цепь, содержащую функционально соединенные клеммы второй сети (КС2) 2-1, трехфазный стабилизируемый выпрямитель 2-2, содержащий регулятор переменного напряжения (РПН) и силовой трансформатор (СТ) 2-3 и схему выпрямления (СВ) 2-4 с блоком фильтрации выпрямленного напряжения Ud (БФВН), аккумуляторную батарею (АБ) 2-5 с разделительным диодом 2-6, причем указанная батарея содержит n последовательно соединенных элементов с общим напряжением UАБ, трехфазный инвертор 2-7, содержащий коммутатор (КТ) тока 2-8, силовой трансформатор (СТ) 2-9, нагруженный блоком фильтрации (БФ) 2-10, составленным из резонансных фильтров фаз, причем входным напряжением инвертора является напряжение Uвх. ин.. Установка также содержит автомат включения резерва (АВР) 3 и клеммы для подключения нагрузки (КПН) 4 с напряжением Uн. Все элементы установки серийно выпускаются отечественной промышленностью. Наиболее сложным участком второго канала электроснабжения является участок, к которому приложены напряжения трехфазного стабилизирующего выпрямителя 2-2, аккумуляторной батареи 2-5 и трехфазного инвертора 2-7, так как они зависят: от схемы выпрямления 2-4 указанного выпрямителя и коэффициента трансформации силового трансформатора, от числа элементов аккумуляторной батареи 2-5 и напряжения одного элемента, от схемы включения коммутатора тика 2-8 трехфазного инвертора 2-7 и коэффициента трансформации силового трансформатора 2-9, от напряжения сети и от напряжения нагрузки. Механизм выравнивания указанных напряжений перечисленных элементов второго канала электроснабжения установки представляется следующим образом.

Произведем расчет напряжений: среднего значения выпрямленного напряжения Ud, напряжения аккумуляторной батареи UАБ, входного напряжения инвертора Uвх. ин. с учетом того, что напряжение сети Uc и напряжение на нагрузке Uн равны 380 В, а коррекцию напряжений можно произвести с учетом коэффициента трансформации Km1 силового трехфазного трансформатора стабилизированного выпрямителя и коэффициента трансформации силового трансформатора инвертора.

Исходное уравнение. Пусть все значения напряжений равны

Тогда среднее значение выпрямленного напряжения равно

где KcU - коэффициент схемы выпрямления по напряжению;

Среди элементов выпрямителя имеется трансформатор, коэффициент трансформации которого можно определить по формуле

тогда значение

Поскольку широко распространенными являются кислотные и щелочные электрохимические элементы, то принимаем напряжение элемента, равное Uэ=2 В, поэтому в аккумуляторной батареи последовательно соединены

напряжение аккумуляторной батареи UАБ≤380 В.

Связь между входным напряжением инвертора Uвх. ин. и напряжением на нагрузке определяется формулой

или

откуда

Полученные значения позволяют найти коэффициент трансформации Km2

тогда требуемое напряжение на нагрузке равно

Установка работает следующим образом.

При наличии напряжения на клеммах сети 1-1 первого канала электроснабжения 1 электроэнергия поступает по линиям 1-2 в автомат включения резерва 3 (ввод 1, не обозначен), откуда она подается на клеммы для подключения нагрузки 4, при этом напряжение на нагрузке равно напряжению сети. При отсутствии напряжения на клеммах сети 1-1 канала электроснабжения 1 в работу вступает оборудование канала электроснабжения 2 и тогда электроэнергия с клемм сети 2-1 поступает на трехфазный стабилизируемый выпрямитель 2-2, при этом в блоке 2-3 она регулируется по напряжению регулятором (не показан), понижается по амплитуде силовым трансформатором и поступает на схему выпрямления 2-4 с блоком фильтрации выпрямленного напряжения (не выделен), где переменное напряжение преобразуется в постоянное выпрямленное напряжение с уменьшенным коэффициентом пульсаций. С выхода указанного выпрямителя 2-2 напряжение поступает на вход трехфазного инвертора, при этом батарея 2-5 не разряжается, потому что разделительный диод 2-6 закрыт, поскольку напряжение названного выпрямителя выше напряжения аккумуляторной батареи 2-5. В коммутаторе тока 2-8 трехфазного инвертора 2-7 постоянное напряжение выпрямителя 2-2 преобразуется в трехфазное переменное напряжение в форме неполного прямоугольника, которое поступает на силовой трансформатор 2-9 для согласования по амплитуде, а затем оно подается на блок резонансных фильтров фаз, где преобразуется в форму синусоиды за счет фильтрации высших гармонических. Трехфазное синусоидальное напряжение из блока 2-10 поступает на автомат включения резерва (второй ввод - не показан) 3, откуда оно поступает на клеммы для подключения нагрузки 4. Если же на вводах сети (первый ввод 1-1 и второй ввод 2-2) будет отсутствовать напряжение промышленной сети, то начнет разряжаться аккумуляторная батарея 2-5, поскольку разделительный диод 2-6 будет открыт. Напряжение указанной батареи поступает на вход трехфазного инвертора 2-7, все элементы схемы которого будут функционировать по указанному выше способу.

Таким образом, согласование величины входных и выходных напряжений участка второго канала электроснабжения, возникших при наличии сети, трехфазных выпрямителя и инвертора, а также аккумуляторной батареи, может быть достигнуто за счет параметров элементов схем указанных устройств.

Источники информации

1. Мкртчян Ж.А. Электропитание электронно-вычислительных машин. М.: Энергия, 1980, стр. 139, рис. 3.11.

Установка бесперебойного питания, содержащая первый канал электроснабжения, образующий цепь, соединяющую клеммы первой сети, автомат включения резерва и клеммы для подключения нагрузки и второй канал электроснабжения, образующий цепь, содержащую функционально соединенные клеммы второй сети, трехфазный выпрямитель, аккумуляторную батарею, трехфазный инвертор, автомат включения резерва и клеммы для подключения нагрузки, отличающаяся тем, что указанный трехфазный выпрямитель выполнен стабилизированным, содержащим силовой трансформатор с регулятором переменного напряжения, нагруженный схемой выпрямления с блоком фильтрации выпрямленного напряжения Ud, которое равно , где KсU - коэффициент схемы выпрямления по напряжению; Uc - напряжение сети; указанная батарея содержит n последовательно соединенных элементов, при этом ее напряжение на клеммах UAB равно UAB = n Uэ, где Uэ - напряжение элемента, а указанный трехфазный инвертор содержит коммутатор тока, нагруженный силовым трансформатором с блоком фильтрации, составленным из резонансных фильтров фаз, при этом его входное напряжение где Uн - напряжение нагрузки, причем указанные значения напряжений подчиняются закону

где в и учтены коэффициенты трансформации силового трансформатора названного выпрямителя и силового трансформатора трехфазного инвертора



 

Похожие патенты:

Изобретение раскрывает способ и систему для быстрого переключения между множеством резервных источников питания. Способ содержит формирование, на основе изменяющихся характеристик разности амплитуд и разности углов фаз напряжения шины, модели ускорения для их скорости изменения; выбор оптимального резервного источника питания из множества резервных источников питания путем прогнозирования их измененных значений и подключение нагрузки на шине к оптимальному резервному источнику питания.

Изобретение относится к области электротехники. Система питания и способ предусматривают источник питания; одну или более нагрузок, которые получают питание от источника питания; цепь с добавочным напряжением для повышения напряжения на входе от первичного источника питания; конденсатор для накапливания повышенного напряжения от цепи с добавочным напряжением; и понижающую цепь для понижения напряжения от конденсатора и подачи пониженного напряжения на одну или более нагрузок, когда источник питания отсутствует.

Изобретение относится к области электроэнергетики и электротехники, а именно к системам электроснабжения постоянным и переменным напряжением потребителей. Технический результат заключается в том, что во всем проектном диапазоне изменения параметров напряжения, которое питает систему и напряжение силового питания ОР СУЗ, обеспечивалось бы непрерывное снабжение потребителей электроэнергией.

Изобретение относится к электрической системе запуска двигателя (18, 20, 22), содержащей выпрямитель (12) переменного тока в постоянный ток переменного напряжения в постоянное, питаемый от силовой сети (14) переменного тока, для получения первого постоянного напряжения Vdc, модуль (16) преобразования постоянного тока в переменный ток для получения переменного напряжения запуска двигателя при помощи первого постоянного напряжения Vdc, содержащий k параллельно установленных n-фазных инверторов (k>1), выдающих мощность, по меньшей мере, в два раза меньше максимальной мощности Pmax, требуемой для запуска двигателя, и две линии питания каждого из инверторов соединены с электронным защитным устройством, получающим первое постоянное напряжение Vdc, и n выходов каждого из инверторов выдают переменное напряжение запуска двигателя через n последовательно соединенных катушек индуктивности.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к области электроснабжения ответственных потребителей электроэнергии. К ответственным потребителям можно отнести потребителей, не допускающих разрыва синусоиды в момент включения резервного источника.

Изобретение относится к источникам бесперебойного питания. Предложен способ управления выходными сигналами источника бесперебойного питания (ИБП), согласно которому формируют через ИБП выходные сигналы с формой различных типов, обеспечивая пользователям возможность переключения на требуемую форму сигнала мощности на выходе после перехода ИБП в режим питания от аккумулятора.

Изобретение относится, в основном, к зарядке аккумуляторных батарей источников бесперебойного питания. Технический результат заключается в обеспечении улучшенного распределения энергии в аккумуляторной батарее.

Изобретение относится к области электротехники, к управлению преобразователем, связанным, по меньшей мере, с одним из источников бесперебойного питания. Техническим результатом является устранение искажений из сигнала управления, улучшение работы преобразователя, снижение гармонических искажений и субгармонических колебаний из сигнала управления.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания ответственных потребителей постоянного тока особой группы первой категории надежности электроснабжения, не допускающих перерыва питания.

Изобретение относится к области энергообеспечения и электроэнергетики и может быть использовано для гарантированного электроснабжения ответственных потребителей как при наличии, так и отсутствии централизованной системы электроснабжения.

Использование – в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и упрощение отключения источников электроснабжения от нагрузки. Согласно способу отключения источников электроснабжения от нагрузки потребителя подают сигнал управления на обмотки независимых расцепителей автоматических выключателей. В качестве сигнала управления каждым расцепителем используют фазное напряжение соответствующего источника электроснабжения, отключаемого расцепителем. До момента отключения источников электроснабжения осуществляют непрерывный контроль наличия тока в цепи последовательно соединенных обмоток независимых расцепителей. Контроль реализуется тем, что в эту цепь подают сигнал контроля, формируемый на выходной обмотке трансформатора путем подачи на его входные последовательно встречно включенные обмотки сигналов переменного тока, фазы которых относительно друг друга имеют сдвиг, равный 120°. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах переменного тока для лифтового оборудования. Техническим результатом является обеспечение бесперебойной работы лифтового оборудования без остановки кабины и переключения с трехфазного питания на однофазное при пропадании напряжения сети. В преобразователь частоты со встроенным источником резервного питания, содержащем входной активный выпрямитель, к выходу которого подключен накопительный конденсатор, соединенный с выходом преобразователя постоянного напряжения и входом автономного инвертора напряжения переменной частоты, к которому подключен тормозной резистор, дополнительно введены зарядно-подзарядное устройство, вход которого подключен к входному активному выпрямителю, аккумуляторная батарея, соединенная с выходом зарядно-подзарядного устройства и входом преобразователя постоянного напряжения, и инвертор напряжения фиксированной частоты, вход которого соединен с входным активным выпрямителем через накопительный конденсатор. При осуществлении изобретения происходит: обеспечение бесперебойной работы лифтового оборудования без остановки кабины и переключения с трехфазного питания на однофазное при пропадании напряжения сети, использование в качестве резервного источника энергии одной аккумуляторной батареи для преобразователя частоты и для станции управления лифтом, оптимизация потребления электроэнергии лифтом от сети переменного тока, возможность обеспечения рекуперации энергии при торможении лебедки в питающую сеть и запасание ее в аккумуляторной батарее, повышение комфорта и безопасности использования лифтового оборудования и исключения ситуаций с «застреванием» людей в кабине лифта, а также выполнения правил пожарной безопасности, предъявляемых к лифтам, даже при отключении электроэнергии. 1 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение выравнивания напряжений. Установка содержит первый канал электроснабжения, образованный клеммами сети, линиями электропередачи, автоматом включения резерва и клеммами для подключения нагрузки, и второй канал электроснабжения, составленный из функционально связанных клемм сети, трехфазного стабилизированного выпрямителя, аккумуляторной батареи с разделительным диодом, трехфазного инвертора, автомата включения резерва и клемм для подключения нагрузки, причем указанный выпрямитель содержит регулятор переменного напряжения, силовой трансформатор, схему выпрямления с блоком фильтрации выпрямленного напряжения, указанная батарея содержит совокупность последовательно соединенных элементов, а трехфазный инвертор содержит коммутатор тока, силовой трансформатор и блок фильтрации, составленный из резонансных фильтров фаз, при этом выравнивание напряжения выпрямителя, аккумуляторной батареи, входного напряжения инвертора и напряжения на нагрузке достигается путем использования параметров схем названных элементов. 1 ил.

Наверх