УСТРОЙСТВО БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

УСТРОЙСТВО БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ


RU (11) 2321936 (13) C1

(51) МПК
H02J 9/06 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.12.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006141856/09 
(22) Дата подачи заявки: 2006.11.20 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.11.20 
(45) Опубликовано: 2008.04.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2256668 C1, 10.03.2004. SU 265233 А, 22.06.1970. SU 1365241 A1, 07.01.1988. US 4562357 A, 31.12.1985. WO 97/18612 A1, 05.08.1997. 
(72) Автор(ы): Иванюк Виктор Николаевич (RU); Смирнов Андрей Борисович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Иванюк Виктор Николаевич (RU) 
Адрес для переписки: 198262, Санкт-Петербург, Дачный пр-кт, 4, к.2, кв.228, В.Н. Иванюку 

(54) УСТРОЙСТВО БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙИзобретение относится к области электроэнергетики. Устройство бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей, подключенное к трехфазной сети, содержит генератор, трехфазный выпрямитель, инвертор, шины постоянного и переменного тока. Выпрямитель и инвертор последовательно соединены через шины постоянного тока и образуют блок развязки с энергосистемой, который своим выходом параллельно с генератором подключен к шине переменного тока, от которой запитаны через средства автоматического отключения неответственные и напрямую ответственные потребители электроснабжения. Мощность ответственных потребителей не должна превышать мощность генератора, суммарная мощность всех потребителей не должна превышать мощность генератора на величину более 50%, а мощности выпрямителя и инвертора должны быть не ниже мощности ответственных потребителей, при этом средства автоматического отключения неответственных потребителей образуют несколько ступеней частотной разгрузки. Технический результат - упрощение схемы бесперебойного питания и удешевление устройства при сохранении его надежности и стабильности. 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей.

Известна система бесперебойного электроснабжения (Зиберман В.А. «Релейная защита сети собственных нужд атомных электростанций», М.; Энергоатомиздат, 1992, с.10, рис.2), содержащая шины постоянного тока, к которым попеременно подключены трехфазная сеть и дизель-генераторный агрегат через трехфазный выпрямитель, аккумуляторная батарея и два инвертора, к выходам которых через тиристорные ключи подсоединены шины переменного тока. Данная система отличается высоким быстродействием (все ключи выполнены электронными) и бесперебойностью электроснабжения потребителей постоянного и переменного тока. Однако описываемая система имеет сравнительно низкую надежность, так как при двух источниках переменного напряжения установлен один трехфазный выпрямитель. Кроме того, наличие тиристорных ключей требует усложнения схемы системы, а отсутствие стабилизаторов приводит к нестабильности напряжения на шинах.

Этих недостатков лишена система бесперебойного электроснабжения, защищенная патентом РФ №2225668, кл. H02J 9/06, пр. 08.07.2002 г., опубл. 10.03.2004. г., которая является наиболее близкой по своему назначению и технической сущности к заявляемому изобретению.

Известная система бесперебойного электроснабжения, подключенная к трехфазной сети, содержит трехфазный выпрямитель, генератор (дизель-генераторный агрегат), шины постоянного и переменного тока, а также переключатель входа, аккумуляторную батарею с первым и вторым выводами, первый и второй инверторы, стабилизатор постоянного напряжения и дополнительный трехфазный выпрямитель. Первый вывод аккумуляторной батареи соединен с плюсовым зажимом трехфазного выпрямителя через первый и второй электронные ключи, второй вывод соединен с плюсовой шиной постоянного тока через третий электронный ключ, выход которого соединен с плюсовой шиной постоянного тока и плюсовым выходом стабилизатора постоянного напряжения, выход первого инвертора соединен с обоими входами второго инвертора с помощью трансформатора тока, выпрямителя, Г-образного фильтра (состоящего из дросселя и конденсатора), при этом к выходам обоих инверторов подключены шины постоянного тока через четвертый электронный ключ, а к минусовой шине - непосредственно, а указанные электронные ключи выполнены диодными.

Известная система бесперебойного электроснабжения достаточно сложна, содержит много сложных дорогостоящих элементов - два выпрямителя, два инвертора, аккумулятор, несколько ключей, реле и пр. При аварийной ситуации сеть переключается на аккумулятор, затем запускается резервный дизель-генератор, который работает периодически (только при аварии в сети). Таким образом, мощность дизель-генератора длительный период не используется, тем самым снижаются экономические показатели системы.

Технической задачей изобретения является упрощение схемы устройства бесперебойного электроснабжения, что удешевляет устройство, при сохранении надежности и стабильности.

Поставленная техническая задача решается тем, что в устройстве бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей, подключенном к трехфазной сети, содержащем генератор, трехфазный выпрямитель, инвертор, шины постоянного и переменного тока, согласно изобретению выход выпрямителя, соединенного последовательно через шины постоянного тока с инвертором, подключен ко входу инвертора, и они образуют блок развязки с энергосистемой, который своим выходом параллельно с генератором подключен к шине переменного тока, от которой запитаны через средства автоматического отключения неответственные и напрямую ответственные потребители электроснабжения, при этом мощность ответственных (неотключаемых) потребителей не должна превышать мощность генератора, суммарная мощность всех потребителей не должна превышать мощность генератора на величину более 50%, а мощности выпрямителя и инвертора должны быть не ниже мощности ответственных потребителей, при этом средства автоматического отключения неответственных потребителей состоят из нескольких ступеней частотной разгрузки.

Новым в предлагаемом техническом решении является подключение выхода выпрямителя, соединенного последовательно через шины постоянного тока с инвертором, ко входу инвертора, с образованием при этом блока развязки с энергосистемой, который своим выходом параллельно с генератором подключен к шине переменного тока, от которой запитаны через средства автоматического отключения неответственные и напрямую ответственные потребители электроснабжения, при этом мощность ответственных (неотключаемых) потребителей не должна превышать мощность генератора, а суммарная мощность всех потребителей не должна превышать мощность генератора на величину более 50%, мощности выпрямителя и инвертора должны быть не ниже мощности ответственных потребителей, при этом средства автоматического отключения неответственных потребителей состоят из нескольких ступеней частотной разгрузки.

Как видно, в новом техническом решении не требуется применение второго выпрямителя, второго инвертора, аккумулятора, множества ключей, реле и пр. Генератор работает постоянно, а не включается в аварийной ситуации. Выполнение схемы устройства обеспечивает бесперебойное электроснабжение ответственных потребителей и имеет лучшие экономические показатели

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей, на котором

1 - трехфазная сеть,

2 - генератор,

3 - блок развязки с энергосистемой,

4 - выпрямитель,

5 - инвертор,

6 - шины постоянного тока,

7 - шины переменного тока,

8 - средства автоматического отключения неответственных потребителей,

9 - ответственные потребители (неотключаемые),

10 - частично отключаемые потребители (вторая ступень автоматической разгрузки),

11 - полностью отключаемые потребители (первая ступень автоматической разгрузки).

Устройство бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей, подключенное к трехфазной сети 1, содержит блок развязки с энергосистемой 3, состоящей из выпрямителя 4, соединенного последовательно через шины 6 постоянного тока с инвертором 5. Выход выпрямителя 4 соединен со входом инвертора 5. Блок развязки с энергосистемой 3 параллельно с генератором 2 подключен к шине 7 переменного тока, от которой запитаны через средства автоматического отключения 8 потребители энергоэлектроснабжения 10, 11 различной степени ответственности и напрямую ответственные потребители 9.

Предлагаемое устройство бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей работает следующим образом.

Устройство обеспечивает электроснабжением следующие виды потребителей: ответственные потребители 9 (гарантированного электроснабжения, не должны отключаться ни при каких обстоятельствах), потребители 10 частично гарантированного электроснабжения и потребители 11 отключаемые.

В штатной ситуации необходимая потребителям мощность обеспечивается генератором 2, возможный дефицит мощности компенсируется энергосистемой через выпрямитель 4 и инвертор 5 от трехфазной сети 1.

В случае аварийного отключения трехфазной сети 1 генератор 2 начинает работать в возможном режиме дефицита мощности до 50%, при этом происходит медленное снижение частоты вращения генератора 2 (скорость падения частоты вращения тем выше, чем больше дефицит мощности). Для восстановления номинальной частоты вращения и напряжения генератора срабатывает первая ступень частотной разгрузки средств автоматического отключения потребителей 8. При этом отключаются неответственные потребители (11) и дефицит мощности уменьшается. Если отключения данных потребителей окажется недостаточным и будет продолжаться снижение частоты, то отключается следующая ступень частотной разгрузки. Число ступеней частотной разгрузки определяется в каждом конкретном случае по необходимости.

Поскольку мощность генератора не ниже мощности ответственных потребителей, они при данном режиме получают гарантированное электроснабжение без больших провалов частоты и напряжения.

В случае аварийного отключения генератора 2:

а) мощность выпрямителя 4 и инвертора 5 соответствует мощности, питающей потребителей 9, 10, 11. В этом случае мощность потребителей полностью покрывается от трехфазной сети через выпрямитель и инвертор.

б) мощность выпрямителя 4 и инвертора 5 меньше общей мощности, питающей всех потребителей 9, 10 и 11, но не ниже мощности ответственных (неотключаемых) потребителей 9. В момент отключения генератора 2 инвертор начинает работать с дефицитом мощности. Сработает ступень автоматического отключения неответственных (отключаемых) потребителей 11 и далее 10. Большого провала напряжения не произойдет. Таким образом, при всех трех режимах ответственные потребители 9 получают электроснабжение без провалов напряжения и частоты. Выключатели 12 используются при периодическом обслуживании и ремонтах.

Известные и необходимые для подобных систем устройства такие, как защита от коротких замыканий, синхронизации, защита от повторного включения после сбоя в энергосистеме и т.п., используются традиционно по своему прямому назначению. Поэтому на схеме не указаны и в описании не рассматриваются.

Процент превышения мощности потребителей над мощностью генератора определяется характеристиками допустимых режимов самого генератора.

Таким образом, предлагаемое устройство бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей значительно проще известных и обеспечивает решение поставленной задачи.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Устройство бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей, подключенное к трехфазной сети, содержащее генератор, трехфазный выпрямитель, инвертор, шины постоянного и переменного тока, отличающееся тем, что выпрямитель и инвертор последовательно соединены через шины постоянного тока и образуют блок развязки с энергосистемой, который своим выходом параллельно с генератором подключен к шине переменного тока, от которой запитаны через средства автоматического отключения неответственные и напрямую ответственные потребители электроснабжения, при этом мощность ответственных потребителей не должна превышать мощность генератора, суммарная мощность всех потребителей не должна превышать мощность генератора на величину более 50%, а мощности выпрямителя и инвертора должны быть не ниже мощности ответственных потребителей, при этом средства автоматического отключения неответственных потребителей образуют несколько ступеней частотной разгрузки.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru