Устройство для бесперебойного электропитания потребителей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВМ

Союз Соеетскиз

Сецнапистимескиз

Реснубпмн 663022 (6)) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 08.02.77 (2i) 2450429/24-07 (51) М. Кл.

Н 02 Э 9/06 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Гасударственная нюмнтет

СССР ве делам нзвбретеннй и етнрмтнй

Опубликовано15.05.79.Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 18.05.79 (53) УЙК 621.З16. . 925 (088. 8) Г. Ю. Нисенбойм, Н. И, Мотовилов, Ю. И. Пайкин и В. В. Шейнихович (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Изобретение относится к электросна жению различных обьектов — главным образом ответственных потребителей, не допускаюших перерыва в электроцитании при переключении электропитания с рабочего источника электроэнергии на резервный в автономных сетях постоянного тока.

Известны безаккумуляторные устройства бесперебойного электропитания, со- . держашие два выпрямительных агрегата, входы которых соединены с двумя независимыми источниками переменного тока, а выходы параллельно и через обший фильтр — .с нагрузкой..(1).

B таких устройствах аварийные режимы при параллельной работе воздействуют на всю систему и имеют большую длительность. Токи прн аварии имеют большую величину, что требует увеличения мошности аппаратуры зашиты и яв20 ляется сушественным недостатком для автономных систем (например, суда малого водоизмешения, летательные аппа2 раты), где мошности источников и потребителей соизмеримы.

Кроме того, параллельная работа ат регатов требует специальных устройств распределения нагрузки, Постоянная работа обоих агрегатов нарушает основной принцип резервирования, когда один из агрегатов (резервный) включается в работу только при выходе из строя другого.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому изобретению является устройство бесперебойного питания потребителей, содержашее рабочий и резервный выпрямители, входы которых предназначены для подключения к вводам электрической сети переменного тока, а выходы через эамыкаюшие контакты выключателей - к обшему фильтру, причем раэмыкаюшие блок-контакты выключатоля рабочего выпрямителя включены в цепь обмотки управления выключателя резерв- ного выпряйителя (21

Сушественным недостатком такого устройства является н возможность обес6(>302> печения непрерывного электропитания п.>требителей, подключенных к выходу устройства, при аварийном нарушении электроснабжения со стороны рабочего выпрямителя, вследствие наличия перерыва при автоматическом контактном переключении потребителей íà резервный выпрямительный агрегат. Наличие такого перерыва для большой группы, так называемых

"ответственных" потребителей, критичных 1ð к перерывам электропитания, приводит к недопустимым сбоям в работе, что делает " неприемлемым использование данного устройства для определенной группы потребителей. 15

Цель изобретения — обеспечение возможности непрерывного энергоснабжения.

Поставленная пель достигается тем, что устройство бесперебойного питания щ потребителей, содержашее рабочий и резервный выпрямители, входы которых предназначены для подключения к вводам электрической сети переменного тока, а выходы через эамыкаюшие контакты вык- 25 лючателей - к обшему фильтру, причем размыкаюшие блок-контакты выключателя рабочего выпрямителя включены в цепь обмотки управления выключателя резервного выпрямителя, снабжено дополнитель- 30 ным выпрямителем с фильтром, имеюшим астатическую внешнюю характеристику и уровень выходного напряжения, пониженный относительно номинального напряжения рабочего и резервного выпрямителей, ЗЗ переключатель сети, реле тока и два раэвяэываюших диода, катоды которых обьэдинены между собой и предназначены для подключения потребителей, причем вход дополнительного выпрямителя подключен ® к входу рабочего через размыкаюший контакт переключателя сети и к входу резервного выпрямителя через замыкаюший контакт переключателя сети, обмотка управления которого соединена с входом резервного выпрямителя через замыкаюший контакт выключателя рабочего выпрямителя, выход дополнительного выпрямителя с фильтром через реле тока подключен к аноду одного из раэвязыьаюших диодов, а анод другого развяэываюшего диода соединен с обшим фильтром.

На фиг. 1 изображена схема устройства; иа фиг. 2 - внешние характеристики выпрямителей; на фиг. 3 - временные диаграммы напряжения на зажимах группы ответственных потребителей при переключении основных выпрямителей.

1 хол рабочего вьшрямителн 1 через

> ь>кл»чатель 2 с»елинен с рабочим в>lo» лом, 1 сети переменного тока, а через ряэм>.>какпинй контакт 4 переключателя сети с входом дополнительного выпрямителя 5>. Вход резервного выпрямителя 6 через выключатель 7 coellvнен с другим вводом 8 сети переменного тока, а через замыкаюший контакт 9 переклк>чателя сети с входом выпрямителя 5, на выход которого установлены фильтр 10 и реле тока 1 1, Рыходы выпрямителей 1 и 6 соеднненьr с обшим фильтром 12 через замыкак>шие контакты 13 и 14 соответ ственно выключателя рабочего выпрямиI теля и выключателя резервного выпрямителя. Обмотки управления 15 и 16 обоих выключателей выпрямителей подключены к выходам соответствуюших выпрямителей 1 и 6;, обмотка 16 через размыкаюший блок-контакт 17 выключателя основного выпрямителя, "а обмотка 15 через размыкаюший контакт . 1 8 реле тока 1 1, установленного на выходе фильтра 10.

Обмотка управления 19 переключателя сети подключена к входу выпрямителя 6 через замыкаюший 1отпускаюший с выдержкой времени) блок-контакт 20 выключателя рабочего выпрямителя. Рруппа ответственных потребителей 21 соединена с катодами диодов 22 и 23, аноды которых одключены соответственно к выходам фильтров 10 и 12.

Устройство работает следуюшим образом., Рыключателем 2 подключают выпрямитель 1 к рабочему вводу 3 сети переменного тока. Срабатывает выключатель рабочего выпрямителя подключая всю нагрузку через фильтр 12 и контакты 13 к выходу рабочего выпрямителя 1. При этом группа ответственных потребителей 21 получает питание через раэвязываюший диод 23, Кроме того блок-контакты 20 замыкаются, а 17 размыкаются.

Непрерывность электропитания ответственных потребителей 2 1, подключенных к катодам диодов 22 и 23, в аварийных режимах при переключении. выходов основных выпрямителей обеспечивается следуюшим образом. Выключателем 7 подают питание на вход выпрямителя 6, при этом срабатывает переключатель сети размыкая контакт 4 и замыкая контакт 9, в результате чего ввод 8 соединяется с входом дополните ьного выпрямителя 5. Напряжение (V>> ) выпрямителя 5, имеюшего астатическую внешнюю характеристику, такт 17, при атом размыкаются контакты

14 выключателя резервного выпрямителя и замыкаются контакты 13, обеспечивая

I питание потребителей со стороны рабочего ввода 3, а затем срабатывает блокконтакт 20. После замыкания блок-контакта 20 срабатывает переключатель сети, подготавливая схему к очередному возможному аварийному переключению потребителей ча питание от резервного выпрямителя 6.

В устройстве исключена параллельная работа рабочего и резервного выпрями1 телей, рассчитанных на полную нагрузку в длительных режимах, что повышает напежность работы устройства в целом. В то же время введение дополнительного выпрямителя позволяет обеспечить возможносты непрерывного электропитания

20 группы ответственных потребителей при контактном переключении сети постояннс го тока в системе рабочий-резервный выпрямитель в аварийных режимах.

Использование дополнительного выпря25 мителя для питания группы потребителей только на время переключения с одного основного выпрямителя на Пругой (для электромеханических переключателей это время составляет 0,4-1,0 с) позволяет

30 выбрать силовые элементы дополнительного выпрямителя с фильтром (обмотки трансформатора, дроссели) с значительно уменьшенными массогабаритными показателями по отношению к требуемым для

35 полной длительной мощности ответственных потребителей, Кроме того, не потребуется вентиляции дополнительного выпрямителя и радиаторов дмя его вентилей.

Попключение группы потребителей через

40 развязывающие диоды позволяет исключить возможность работы поп"лнительного выпрямителя на возможное короткое замыкание в сети распределения постоянного тока и обеспечить на входе группы

45 ответственных потребителей напряжения не ниже опрепеленного уровня.

Устройство для бесперебойного алеки ропитания потребителей, содержащее рабочий и резервный выпрямители, входы которых предназначены для подключения

5 к вводам эл .ктрической сети переменного тока, а attxcut через замыкающие контакты выключателей - к обшему фильтру, причем размыкающие блок-контакты вык лючателя рабочего выпрямителя включены, ) t >t i; tt t. ? 2 ниже величины напряжения Vog выпрямители 1 B номинальном рабочем 1жжиме, и ток в нагрузку 21 ti кажпьлй момент времени поступает только от выпрямителя 1, что соответствует точке "Л на фиг. 2-.

11а фиг. 3 этот режим соответствует промежутку времени 0- 11, гпе напряжению на выходе фильтра .10 выпрямителя 5 соответствует уровень обозначенный пунктирной линией. При нарушении алектроснабжения выпрямителя 1 (момент времени t ) или снижении его выходного напряжения до непопустимого значения в течение определенной длительности ток к потребителям 21 начинает поступать от выпрямителя 5 подключенного к исправному вводу 8 сети переменного тока, что соответствует на фиг. 3 промежутку времени t1-tg. При этом срабатывает реле

11, размыкая контакт 18. Выключатель рабочего выпрямителя размыкает контакты

13 и 20 (причем последний с выдержкой времени) и замыкает блок-контакт 17.

Срабатывает выключатель резервного выпрямителя замыкая контакты 14 (момент времени 1 ), Внешняя характеристика выпрямителя

7 адекватна характеристике выпрямителя

1 (линия V>> фиг. 2) и с момента времени tg выпрямитель 5 запирается и нагрузка начинает потреблять электроэнергию от резервного выпрямителя 6,при этом не требуется специальной регулировки его выходного напряжения после подключения. Таким образом его работа за. ранее предусмотрена в режиме нагрузки, соответствующем точке "А", либо в режиме меньшей нагрузки. Это обеспечивает надежное запирание выпрямителя 5 и необходимый уровень напряжения на входе группы 21 с момента t2 . При атом после размыкания с выдержкой времени контакта 20 переключатель сети размыкает контакт 9 и замыкает контакт 4, тем самым подготавливая устройс.во к автоматическому переводу питания потребителей на выпрямитель 1 после восстановления нормального электроснабжения ввода

3. Контакт 18 реле тока имеет выдержку времени при размыкании, что обеспечивает надежный автоматический перевод питания нагрузки на выпрямитель 1 и необходимую отстройку от кратковременных переходных режимов на выходе фильт5 ра 12. При восстановлении электроснабжения ввода 3 срабатывает выключатель рабочего выпрямителя, размыкая блок-конФормула изобретения

663022 8 переключателя сети, обмотка управления которого соединена с входом резервного выпрямителя через замыкаюший контакт выключателя рабочего выпрямителя, выход дополнительного выпрямителя с фильтром через реле тока подключен к аноду одного иэ развязываюших диодов, а анод другого развязываюшет î диода соединен с обшим фильтром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смирнова H. Н. и др. Электропитаюшие установки для городских ATC. М., "Связь", 1974, с. 14, рис. 2, 6.

2. Казаринова И. А; Проектирование электропитаюших установок предприятий проводной связи. М., "Связь", 1974, с. 47, в цепь обмотки управления выключателя резервного выпрямителя, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью обеспечения непрерывного энергоснабжения, в него введены дополнительный выпрямитель с фильтром, имеюший астатическую внеш нюю характеристику и уровень" выходного напряженйя, пониженный относительно номинального напряжения рабочего и резервного выпрямителей, переключатель сети, ig — "реле тока и два раэвязываюших диода, катоды которых объединены между собой и предназначены для подключения потребителей, причем вход дополнительного выпрямителя подключен к входу рабочего вып- М рямителя через размыкаюший контакт переключателя сети и к входу резервного выпрямителя через замыкаюший контакт

p6е. 1 g

Шве, 2

Составитель Г. Дамская

Техред Э. Чужик Корректор М, Демчик

Редактор Q. Зубов

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2713/55 Тираж 856 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5