Способ бесперебойного электроснабжения потребителей переменным током

 

(72) Автор нзобретення

Ю. Г. Демин (7!) Заявнтель ордовскии государственный универсйтет-- I им. Н.П.Огарева — /

i5() СПОСОБ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЗЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННЬМ ТОКОМ

Изобретение относится к преобразовательной технике, а более конкретно к способам бесперебойного электроснабжения потребителей переменным током с использованием тиристорных преобразователей электрической энергии и аккумуляторных бата рей и может найти применение в электроэнергетике, а также в других отраслях народного хозяйства для питания ответственных потребителей переменным током.

Известны способы бесперебойного электроснабжения потребителей переменным током, при которых потребители питают от сети переменного тока

lÝ через выпрямитель и инвертор, а при перебоях электроснабжения по сети— от аккумуляторной батареи, которую предварительно заряжают от того же вы3О прямителя. При таком способе от выпрямителя питают инвертор и одновременно заряжают или подзаряжают аккумуляторную батарею (в зависимости от ее состояния). В результате напряжение на входе инвертора изменяется от конечного при разряде аккумулятора до конечного при заряде jl).

Однако большой диапазон изменения напряжения на входе инвертора обуславливает необходимость увеличения установленной мощности силового оборудования инвертора (коммутирующих конденсаторов, вентилей, трансформаторов, реакторов). Диапазон изменения выходного напряжения выпрямителя и его верхнее значение определяются резкимом заряда аккумуляторной батареи, а ток, потребляемой от выпрямителя— суммой токов, потребляемых инвертором и аккумуляторной батареей. Поэтому при данном способе требуется большая установленная мощность выпрямителя.

Кроме того, в номинальном режиме (при подзаряде аккумуляторной батареи и номинальной нагрузке инвертора) выпрямитель работает в зарегулированном режиме с понизкенным выходным на3 855 пряжением. В результате из сети переменного тока потребляешься большая реактивная мощность.

Известен также способ бесперебойного питания потребителей переменным током, при котором потребителей питают от сети переменного тока через неуправляемый выпрямитель и инвертор, а при перебоях электроснабжения по сети питания инвертора переключают на аккумуляторную батарею, кото-, рую предварительно заряжают (или подэаряжают) от той же сети переменного тока через зарядное устройство.

При таком способе установленная мощность выпрямителя и потребляемая им из сети переменного тока реактивная мощность минимальны 1 2).

Однако диапазон изменения напряжения на входе инвертора,обусловленный колебаниями напряжения питающей сети и нагрузки выпрямителя, остается большим. В результате требуется большая установленная мощность силового оборудования инвертора, Цель изобретения — уменьшение установленной мощности инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что в способе бесперебойного электроснабжения потребителей переменного тока, заключающемся в том, что электроснабжение потребителей производят от сети переменного тока через выпрямитель и инвертор, а при исчезновении напряжения сети переменного тока - через аккумуляторную батарею, которую предварительно заряжают от той же сети переменного тока, инвертор, измеряют выходное напряжение выпрямителя, задают опорное напряжение, равное напряжению аккумуляторной батареи при разряде, сравнивают измеренное напряжение выпрямителя с опорным и регулируют выходное напряжение выпрямителя пропорционально полученному сигналу сравнения.

Причем, регулирование вь1прямителя начинают при выходном напряжении выпрямителя больше напряжения аккумуляторной батареи в начале разряда.

862 4

Ряда — 200 В. Выпрямитель должен

l0

Рассмотрим случай реализации предлагаемого способа с использованием тиристорного выпрямителя и свинцовой аккумуляторной батареи, состоящей из 117 соединенных последовательно элементов, Напряжение аккумуляторной батареи в начале разряда 235 В; в конце разбыть рассчитан так, чтобы при пониженном напряжении питающей сети, максимальной нагрузке и минимальных углах включения тиристоров, его выходное напряжение равнялось 200 В.

При увеличении напряжения питающей сети и (или ) уменьшении нагрузки выпрямителя его выходное напряжение увеличивается, Однако, углы включения тиристоров не изменяют до тех пор, пока выходное напряжение выпрямителя не достигнет значения 235В.

С этого момента углы включения тиристоров увеличивают для того, чтобы ограничить напряжение выпрямителя на уровне 235В.

Дпя оценки эффективности предлагаемого способа по сравнению с известным способом произведены расчеты.

При этом полагают, что для реализации обеих способов используются: сеть переменного тока частотой 50 Гц с допустимыми отклонениями напряя ения от номинального значения от +IOX до ."15Х трехфазный тиристорный мостовой выпрямитель, трехфазный параллельный инвертор тока с тиристорнодроссельным компенсатором реактивной мощности и свинцовая аккумуляторная батарея типа СК. Выходное напряжение инвертора стабилизируется. Падение напряжения на элементах выпрямителя, в том числе и за счет коммутации, 157 от номинального выпрямленного напряжения.

Расчеты показывают, что при использовании нового способа, изменения напряжения на входе инвертора в относительных единицах составляют

1 — 0,85, в то время, как в известном способе — 1,3-0,85. Установленная мощность коммутирующих конденсаторов и компенсатора реактивной мощности инвертора при предлагаемом способе составляет 0,63 от номинальной мощности нагрузки инвертора, а в известном способе — 1,15, Требуемые установленные мощности выпрямителей при обоих способах одинаковые. Потребляемая из сети реактивная мощ" ность при номинальном напряжении питающей сети и номинальной нагрузке инвертора при обоих способах одинаковая. Последнее объясняется тем,что необходимость в увеличении углов включения тиристоров выпрямителя воз никает только при повышенном напря5 855862 6 кении питающей сети.При этом предель- ное напряжение, равное напряжению ная глубина рег.лирования выпрямите- аккумуляторной батареи при разряде, ля составляет 0,9. При больших коле- сравнивают измеренное напряжение вы баниях напряжения питающей сети эф- прямителя с опорным и регулируют выфективносъь предлагаемого способа 5 ходное напряжение выпрямителя пропор-. увеличивается, ционально полученному сигналу сравнения.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юФормула изобретения щ и Й с я тем, что регулирование вы 0 прямителя начинают при выходном напряжении выпрямителя больше напряжения аккумуляторной батареи в начале разряда, Составитель Г. Дамская

Редактор Т. Парфенова Техред М,Коштура Корректор Г.Назарова Заказ 6957/79 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент" r. Ужгород, ул. Проектная, 4!, Способ бесперебойного электроснабжения потребителей переменным током, заключающийся в том, что электроснабжение потребителей производят от сети переменного тока через выпрямитель и инвертор, а при исчезновении напряжения сети переменного тока— через аккумуляторную батарею, которую предварительно заряжают от той же сети переменного тока, и инвертор, о т- 2О л и ч а ю шийся тем, что, с . целью уменьшения установленной мощности инвертора, измеряют выходное напряжение выпрямителя, задают опорИсточники информации, I принятые во внимание при экспертизе

1. Адаьяй Г.Г. и др. Агрегаты бесперебойного питания со статическивя преобразователями.М., "Информэлектро", с.13, рис.3.

2. Адамий Г.Г. и др, Агрегаты бес" перебойного питания со статическими преобразователями. М., Информэлектро", с.l5, рис.5.