Единый источник оперативного тока
Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована как источник бесперебойного питания.
Технический результат - повышение надежности питания нагрузки за счет обеспечения питания от ряда независимых источников оперативного тока.
Единый источник оперативного тока, обеспечивающий питание нагрузки переменным током, содержит источник постоянного питания 1, силовой блок 2, выполненный на основе инвертора, блок управления 3, автономное коммутационное устройство 4. Нагрузка 5 (оперативные цепи, устройства релейной и микропроцессорной автоматики) подключена таким образом, что обеспечивается гарантированное питание либо от источника постоянного питания 1 через инвертор и автономное коммутационное устройство 4, либо от внешнего источника питания 6 через автономное коммутационное устройство 4.
Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована как источник бесперебойного питания для гарантированного питания переменным током 220 В 50 Гц оперативных цепей, устройств релейной и микропроцессорной автоматики насосно-перекачивающих станций (НПС).
Известен источник бесперебойного питания переменного тока, содержащий автономный источник переменного тока, состоящий из вспомогательного источника постоянного тока с зарядным блоком и инвертором, и стабилизатор, включающий в себя трансформатор, входные и выходные цепи которого через входные и выходные фильтры присоединены к входным и выходным выводам, служащим для подключения сети и нагрузки соответственно /RU 49393 U1, МПК7 Н 02 М 5/48, опубл. 2005.11.10/.
Однако известный источник не может обеспечить гарантированное питание нагрузки при аварийных ситуациях, связанных с вспомогательным источником питания, так как отсутствуют устройства, позволяющие обеспечить переключение на другой независимый источник питания.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание агрегата бесперебойного питания переменным током оперативных цепей, устройств релейной и микропроцессорной автоматики НПС.
При осуществлении полезной модели поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении надежности питания нагрузки за счет обеспечения обводного питания от независимого источника.
Указанный технический результат достигается тем, что единый источник оперативного тока, обеспечивающий питание нагрузки переменным током, содержит силовой блок, выполненный на основе инвертора, к входу которого подключен источник постоянного питания, а выход соединен с нагрузкой, блок управления и автономное коммутационное устройство, подключенное таким образом, что обеспечивается гарантированное питание переменным током нагрузки либо от источника постоянного тока через инвертор либо от внешнего источника переменного тока. При этом указанный инвертор может быть выполнен, например, по мостовой схеме на основе двух интеллектуальных IGBT модулей со встроенным драйвером управления силовыми транзисторами, а в диагональ моста подключены фильтр и трансформатор.
Единый источник оперативного тока позволяет обеспечить гарантированное питание нагрузки путем автоматического подключения ее через автономное
коммутационное устройство в аварийном режиме к внешнему источнику - однофазной сети переменного тока 220 В 50 Гц. Повышение надежности питания достигается за счет того, что нагрузка подключается по обводной цепи к другому - внешнему источнику оперативного тока, являющимся независимым по отношению к тому, который используется для питания нагрузки.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. представлена структурная схема единого источника оперативного тока.
Единый источник оперативного тока (ЕИОТ) содержит силовой блок 1, блок управления 2, автономное коммутационное устройство 3. Силовой блок 2 функционально состоит из инвертора.
Входы силового блока 1 и блока управления 2 соединены с источником 4 постоянного питания. Выход силового блока 2 соединен с нагрузкой 5 (оперативные цепи, устройства релейной и микропроцессорной автоматики) через автономное коммутационное устройство 3, которое подключено таким образом, что обеспечивается гарантированное питание нагрузки 5 либо от источника 4 постоянного питания через инвертор, либо от внешнего источника питания 6.
Принципиальные схемы выполнения силового блока, инвертора, блока управления не является предметом заявляемого технического решения. Например, инвертор может быть выполнен по мостовой схеме на основе двух интеллектуальных IGBT модулей со встроенным драйвером управления силовыми транзисторами, а в диагональ моста подключены фильтр и трансформатор. Источником постоянного питания может служить аппарат управления оперативным током, например АУОТ - 20-220-УХЛ4 либо аналог в буфере с аккумуляторной батарей с номинальным напряжением 220±30 В и номинальной емкостью не менее 65 А/ч. Блок управления может состоять из следующих функциональных узлов: платы управления, платы индикации, платы датчиков, кнопок управления и задания параметров. ЕИОТ может включать и защитно-коммутационное устройство и дисплей с клавиатурой. Алгоритм, программа работы, заданные параметры ЕИОТ содержаться в микроконтроллере платы управления. Схемы плат управления и индикации могут быть выполнены, например, на основе микроконтроллеров семейства ATmega.
Единый источник оперативного тока работает следующим образом.
При включении автоматического выключателя (не показан) входное напряжение 220 В от источника 4 постоянного питания поступает на вход силового блока 1 и блока управления 2. ЕИОТ готов к работе.
Блок управления 2 формирует сигналы управления, необходимые для включения силового блока 1. Силовой блок 1 преобразует постоянное напряжение от источника 4 в выходное переменное напряжение 230 В частотой 50 Гц. Микроконтроллер платы управления блока управления 2 периодически через фиксированные интервалы времени производит проверку состояния автоматического выключателя, а также измерение напряжения на входе силового блока 1, напряжение на выходе ЕИОТ, тока на входе силового блока 1, тока на выходе ЕИОТ, контроль сигналов аварии с IGBT модуля силового блока 1, выдачу импульсов управления на транзисторы силового блока, опрос нажатых кнопок управления, передачу информации в плату индикации для ее отображения, связь по интерфейсу с компьютером. По командам, поступающим с кнопок управления, плата управления блока управления 2 осуществляет включение, настройку уставок ЕИОТ и выдает информацию о текущем состоянии и аварийных ситуациях.
При срабатывании электронной защиты инвертора солового блока 1 при возникновении сверхтоков или перегреве происходит выключение ЕИОТ, которое возможно также и при выключении вручную. При выключении ЕИОТ или при снижении выходного напряжения источника 4 постоянного питания ниже 180 В происходит подключение к нагрузке 5 обводной сети - внешнего источника 6 однофазного переменного тока через автономное коммутационное устройство 3 (при этом перерыв выходного напряжения составляет не более 0,1 с).
При восстановлении работоспособности ЕИОТ он автоматически подключается через инвертор силового блока 1 и автономное коммутационное устройство 3 к нагрузке 5 с сохранением заданных параметров.
Таким образом, заявляемый единый источник оперативного тока обеспечивает гарантированное питание нагрузки переменным током 220 В 50 Гц.
1. Единый источник оперативного тока, обеспечивающий питание нагрузки переменным током, содержащий силовой блок, выполненный на основе инвертора, вход которого подключен к источнику постоянного питания, а выход соединен с нагрузкой, блок управления и автономное коммутационное устройство, подключенное таким образом, что обеспечивает гарантированное питание переменным током нагрузки либо от источника постоянного тока через инвертор либо от внешнего источника переменного тока.
2. Единый источник оперативного тока по п.1, отличающийся тем, что указанный инвертор силового блока выполнен по мостовой схеме на основе двух интеллектуальных IGBT модулей со встроенным драйвером управления силовыми транзисторами, а в диагональ моста подключены фильтр и трансформатор.
