УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОТВЕТСТВЕННОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОТВЕТСТВЕННОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ


RU (11) 2013843 (13) C1

(51) 5 H02J9/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 5005074/07 
(22) Дата подачи заявки: 1991.07.09 
(45) Опубликовано: 1994.05.30 
(71) Заявитель(и): Львовский политехнический институт 
(72) Автор(ы): Кожан С.М.; Лабунец И.А.; Шакарян Ю.Г.; Миняйло А.С. 
(73) Патентообладатель(и): Львовский политехнический институт 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОТВЕТСТВЕННОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ 

Сущность изобретения: решение задачи регулирования напряжения в процессе выбега осуществляется подключением дополнительных батарей конденсаторов с помощью тиристорных ключей, для чего в устройство введены нуль-органы, трансформатор напряжения, фазосдвигающие блоки, одновибраторы и логические элементы И. Каждая фаза батареи дополнительных конденсаторов разделена на секции, а каждая секция конденсаторов снабжена логическим элементом И и тиристорным ключом. Это обеспечивает отсутствие коммутационных перенапряжений при подключении секций дополнительных конденсаторов. Использование предлагаемого устройства обеспечивает улучшение качества рекуперируемой электроэнергии; улучшаются режимы работы конденсаторов и тиристорных ключей, что в конечном итоге позволяет повысить надежность работы оборудования АЭС, а значиь и увеличить безопасность работы станции в аварийных режимах. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для аварийного электроснабжения особо ответственных потребителей большой мощности, в частности собственных нужд (СН) атомной электростанции (АЭС).

Известно устройство для аварийного электроснабжения, в состав которого входит блок выбега генератора, а выбегающий генератор используется в качестве генератора электрической энергии [1] .

Напряжение на выводах генератора регулируется по заданному закону изменением тока возбуждения. Недостаток данного технического решения состоит в том, что при совместном выбеге с механизмами СН асинхронизированного генератора (АСГ) при его работе в асинхронном режиме или синхронного генератора (СГ) при переходе в асинхронный режим напряжение на выводах генератора, обусловленное вращающимся магнитным полем, нерегулируемо и затухает с некоторой постоянной времени, зависящей от параметров генератора. Это ухудшает качественные характеристики рекуперируемой электроэнергии настолько, что совместный выбег может продолжаться не более нескольких периодов промышленной частоты.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению (прототип) является устройство для аварийного электроснабжения механизмов СН АЭС, содержащее подключенные к фазам генератора основную и дополнительные батареи конденсаторов, датчик модуля напряжения, блоки задания напряжения и сравнения, систему управления, тиристорные ключи в цепи дополнительных батарей конденсаторов, включенные последовательно с конденсаторами [2] .

Данное устройство обеспечивает совместный выбег и питание потребителей СН при наличии на АЭС АСГ, работающего в асинхронном режиме, а также при переходе в асинхронный режим СГ.

Однако в момент подключения дополнительных батарей конденсаторов возникают коммутационные перенапряжения, что ухудшает качество рекуперируемой электроэнергии в процессе выбега и режимы работы конденсаторов, а также тиристорных ключей.

Целью изобретения является улучшение качества рекуперируемой электрической энергии в процессе совместного выбега с механизмами собственных нужд АСГ при его работе в асинхронном режиме или СГ при переходе в асинхронный режим, а также улучшение режимов работы конденсаторов за счет устранения коммутационных перенапряжений на конденсаторах и зажимах ответственного потребителя.

Это достигается тем, что в известное устройство, содержащее подключенные к фазам генератора основную и дополнительные батареи конденсаторов, датчик модуля напряжения, блоки задания напряжения и сравнения, систему управления, тиристорные ключи в цепи дополнительных батарей конденсаторов, включенные последовательно с конденсаторами, согласно изобретению введены нуль-органы, трансформатор напряжения, фазосдвигающие блоки, одновибраторы и логические элементы И, причем каждая фаза батареи дополнительных конденсаторов разделена на секции, а каждая секция конденсаторов снабжена логическим элементом И и тиристорным ключом, управляющие входы которого подключены к выходам логического элемента И, один вход которого соединен с аналогичными входами элементов И в секциях других фаз конденсаторов и подключен к соответствующему выходу системы управления с числом выходов, равным количеству секций, вход системы управления соединен с выходом блока сравнения, первый вход которого подключен к блоку задания напряжения, второй вход блока сравнения подключен через датчик модуля напряжения к выводам вторичной обмотки трансформатора напряжения, выводы первичной обмотки которого подключены к фазам генератора, а другие входы элементов И внутри каждой фазы дополнительных конденсаторов - к выходу одновибратора, вход которого подключен к выходу соответствующего нуль-органа, подключенного через фазосдвигающий блок также к вторичной обмотке трансформатора напряжения, при этом количество нуль-органов, одновибраторов и фазосдвигающих блоков выбрано равным количеству фаз генератора.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит выключатель 1, с помощью которого на зажимы генератора 2 подключается основная батарея 3 конденсаторов и дополнительные батареи 4-6 конденсаторов, включаемых в работу с помощью тиристорных ключей 7, нелинейные элементы 8, систему управления 9, трансформатор 10 напряжения, датчик 11 модуля напряжения, блок 12 сравнения, блок 13 задания напряжения, фазосдвигающие блоки 14, нуль-органы 15, одновибраторы 16.

Нагрузкой 17 являются ответственные потребители электрической энергии, бесперебойное питание которых должно быть обеспечено в течение заданного интервала времени, определяемого временем запуска дизель-генераторов или временем перехода реактора на естественную циркуляцию теплоносителя. При этом уровень напряжения на зажимах потребителя должен находиться в пределах, определяемых техническими условиями на их эксплуатацию. Нагрузка 17 подключена к генератору через трансформатор 18 СН, а шины 19 энергосистемы - через трансформатор 20 и выключатель 21.

Количество секций тиристорных ключей 7, логических элементов И 8 и выходов системы управления 9 определяется по количеству секций дополнительных конденсаторов 4-6. На чертеже первая секция дополнительных конденсаторов обозначена 1А, 1В, 1С, вторая секция - 2А, 2В, 2С и третья секция - 3А, 3В, 3С. В общем случае количество секций дополнительных конденсаторов зависит от конкретных условий.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме функционирования систем электропитания ответственные потребители 17 подключены к фазам генератора и получают от него питание.

При полном обесточивании АЭС по любой причине и работе АСГ в асинхронном режиме необходимо в течение некоторого времени обеспечить бесперебойное питание ответственных потребителей СН. Для этой цели используют энергию вращающихся масс АСГ. Мощность потребителей СН выбирают из условия обеспечения энергией в течение определенного интервала времени. Для этого включают выключатель 1 и при подключении основной батареи конденсаторов 3 на зажимы АСГ происходит его конденсаторное возбуждение. Для установления номинального значения напряжения подбирают величину емкости батареи конденсаторов 3.

По мере совместного выбега АСГ с механизмами СН напряжение уменьшается из-за снижения величины электродвижущей силы и изменения эквивалентной индуктивности АСГ. Решение задачи регулирования напряжения в процессе выбега осуществляется подключением дополнительных батарей конденсаторов 4-6 с помощью тиристорных ключей 7. Выходной сигнал датчика 11 модуля напряжения, пропорциональный величине напряжения на выводах АСГ, подается на вход блока сравнения, где он сравнивается с выходным сигналом блока 13 задания напряжения.

Выходной сигнал блока 12 сравнения подается на вход системы управления 9, которая формирует дискретные сигналы на выходе. Количество вступающих в работу выходов зависит от величины напряжения на выводах АСГ и от заложенного в блок 13 закона изменения напряжения в процессе выбега. Эти сигналы подаются на входы логических элементов И 8. Выходные сигналы логических элементов возникают с опозданием на 30 эл. град. относительно момента прохождения линейных напряжений генератора через нулевое значение. Это обеспечивается с помощью фазосдвигающих блоков 14, нуль-органов 15 и одновибраторов 16, выходные импульсы которых подаются на вторые входы логических элементов 8.

Выходные сигналы логических элементов И 8 включают такое количество секций тиристорных ключей 7, которое равно количеству выходных сигналов системы управления 9. В работу вступает такое же количество секций дополнительных конденсаторов 4-6 в момент прохождения фазных напряжений генератора через нуль, т. е. соответствующие секции конденсаторов подключаются к генератору фазовыми группами тиристорных ключей 7 с интервалом, равным 120 эл. град. для трехфазной системы.

Этим обеспечивается регулирование напряжения в процессе выбега и включение конденсаторов без перенапряжений на них и соответственно без ухудшения качества напряжения генератора в момент включения конденсаторов. Трансформатор 10 напряжения предназначен для разделения цепей высшего напряжения генератора и низшего напряжения системы регулирования. Нуль-органы подключены на линейное напряжение, а секции дополнительных конденсаторов соединены в звезду, т. е. подключаются на фазное напряжение. Чтобы обеспечить подачу сигнала с одновибратора на логический элемент И в момент прохождения фазным напряжением через нуль, необходимо сдвинуть подаваемое линейное напряжение на нуль-орган на 30 эл. град. Для этого введены фазосдвигающие блоки 14.

При наличии на АЭС СГ, перешедшего в асинхронный режим, принцип работы устройства аналогичен, как и при наличии АСГ.

Таким образом, введение в устройство нуль-органов, одновибраторов, логических элементов, трансформатора напряжения, фазосдвигающих блоков и тиристорных ключей в секциях дополнительной батареи конденсаторов, а также предложенное подключение элементов устройства позволяет улучшить качество рекуперируемой электроэнергии при переходных процессах, а также форму напряжения на зажимах ответственного потребителя за счет полного устранения коммутационных перенапряжений на конденсаторах и нагрузке. Кроме этого, улучшаются режимы работы конденсаторов и тиристорных ключей.

Использование предлагаемого устройства для аварийного электроснабжения ответственных потребителей СН позволяет повысить надежность работы оборудования АЭС, а значит и увеличить безопасность работы станции в аварийных режимах. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОТВЕТСТВЕННОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ, содержащее подключенные к фазам генератора основную и дополнительные батареи конденсаторов, датчик модуля напряжения, блоки задания напряжения и сравнения, систему управления, тиристорные ключи в цепи дополнительных батарей конденсаторов, включенные последовательно с конденсаторами, отличающееся тем, что оно снабжено нуль-органами, фазосдвигающими блоками и одновибраторами, количество которых выбрано равным количеству фаз генератора, логическими элементами и трансформатором напряжения, причем каждая фаза батареи дополнительных конденсаторов разделена на секции, а каждая секция конденсаторов снабжена логическим элементом И и тиристорным ключом, управляющие входы которого подключены к выходам логического элемента И, один вход которого соединен с аналогичными входами элементов И в секциях других фаз конденсаторов и подключен к соответствующему выходу системы управления с числом выходов, равным количеству секций, вход системы управления соединен с выходом блока сравнения, первый вход которого подключен к блоку задания напряжения, второй вход блока сравнения через датчик модуля напряжения подключен к выводам вторичной обмотки трансформатора напряжения, выводы первичной обмотки которого подключены к фазам генератора, а другие входы элементов И внутри каждой фазы дополнительных конденсаторов подключены к выходу одновибратора, вход которого подключен к выходу соответствующего нуль-органа, подключенного через фазосдвигающий блок также к вторичной обмотке трансформатора напряжения.




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