Блочно-комплектное устройство электроснабжения

Полезная модель относится к ветроэлектроэнергетике, а именно: к техническим устройствам бесперебойного электроснабжения полной заводской готовности. Унифицированные блочно-комплектные устройства электроснабжения на базе комбинированной ветроэнергетической установки предназначены для электроснабжения ответственных потребителей, в том числе систем электрохимзащиты, систем телемеханики, станций радиорелейной связи, станций сотовой связи, автоматизированных систем управления технологическими процессами и так далее. Блочно-комплектное устройство электроснабжения содержит основной источник электроснабжения, выполненный в виде ветроэнергетической установки, включающей ротор с поворотными лопастями, соединенный с генератором электрической энергии, установленным на поворотном устройстве, закрепленном на мачте, и резервный источник электроснабжения, выполненный в виде блок-контейнера системы бесперебойного питания с аккумуляторными батареями и аппаратурой управления, при этом оно снабжено дополнительным резервным источником электроснабжения, выполненным в виде дизель-электрической установки блок-контейнерного исполнения, и флюгером, закрепленным на поворотном устройстве. Технический результат - более длительное время снабжения потребителей электроэнергией, повышение безопасности и надежности работы установки.

Полезная модель относится к ветроэлектроэнергетике, а именно: к техническим устройствам бесперебойного электроснабжения полной заводской готовности. Унифицированные блочно-комплектные устройства электроснабжения на базе комбинированной ветроэнергетической установки предназначены для электроснабжения ответственных потребителей, в том числе, систем электрохимзащиты, систем телемеханики, станций радиорелейной связи, станций сотовой связи, автоматизированных систем управления технологическими процессами и т.д.

Известно блочно-комплектное устройство электроснабжения, содержащее основной источник электроснабжения, выполненный в виде ветроэнергетической установки, включающей ротор с поворотными лопастями, соединенный с генератором электрической энергии, установленным на поворотном устройстве, закрепленном на мачте, и резервный источник электроснабжения, выполненный в виде блок-контейнера системы бесперебойного питания с аккумуляторными батареями и аппаратурой управления. RU 2009372 С1, (Карягин Н.В.), 15.03.1994.

Недостатками указанного устройства являются ограниченные технологические возможности, а именно: ограниченные возможности резервного электроснабжения, то есть использования аккумуляторных батарей в качестве единственного резервного источника электроэнергии в составе системы бесперебойного питания, которые могут применяться только там, где не требуется длительное обеспечение потребителей электроэнергией для их перевода в аварийно-безопасное состояние.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение надежности электроснабжения в условиях отсутствия ветра, а также безопасности работы установки в целом.

Поставленная задача решается, и технический результат достигается за счет того, что блочно-комплектное устройство электроснабжения, содержащее основной источник электроснабжения, выполненный в виде ветроэнергетической установки, включающей ротор с поворотными лопастями, соединенный с генератором электрической энергии, установленным на поворотном устройстве, закрепленном на мачте, и резервный источник электроснабжения, выполненный в виде блок-контейнера системы бесперебойного питания с аккумуляторными батареями и аппаратурой управления, снабжено дополнительным резервным источником электроснабжения, выполненным в виде дизель-электрической установки блок-контейнерного исполнения, и флюгером, закрепленным на поворотном устройстве.

А также тем, что блок-контейнер системы бесперебойного питания разделен поперек перегородкой с дверью на два отсека - отсек аккумуляторных батарей и аппаратный отсек.

А также тем, что аппаратный отсек выполнен с входной дверью, жалюзи притока воздуха, вытяжного вентилятора и включает выпрямительно-инверторную систему, вводно-распределительное устройство с функцией автоматического включения резерва, регулятора заряда, модуль гарантированного питания блок-контейнера системы бесперебойного питания, распределительный шкаф собственных нужд блок-контейнера системы бесперебойного питания, обогревательную панель, шкаф для соединения блок-контейнера системы бесперебойного питания с блок-контейнером дизель-электрической установки, балластное сопротивление, устанавливаемое снаружи блок-контейнера системы бесперебойного питания.

А также тем, что отсек аккумуляторных батарей выполнен с решетками естественной вентиляции и вытяжными вентиляторами и дополнительно снабжен обогревательной панелью, кондиционерами и отопителем.

А также тем, что блок-контейнер дизель-электрической установки содержит шкаф автоматического управления дизель-электрической установкой, шкаф ручного управления дизель-электрической установкой, дизель электрический агрегат, модуль гарантированного питания дизель-электрической установки, топливный бак дизель-электрической установки, люк дозаправки топлива, клапан притока воздуха, клапан выброса воздуха, шкаф для соединения блок-контейнера дизель-электрической установки с блок-контейнером системы бесперебойного питания, обогревательную панель и отопитель.

Снабжение блочно-комплектного устройства электроснабжения дизель-электрической установкой позволяет более длительное время снабжать потребителей электроэнергией в условиях отсутствия ветра, а установка флюгера позволяет повысить КПД ветроэнергетической установки даже при слабом ветре, поворачивая ее по ветру.

Разделение блок-контейнер системы бесперебойного питания поперек перегородкой с дверью на два отсека позволяет повысить безопасность работы аппаратного отсека и отсека аккумуляторных батарей.

А выполнение дизель-электрической установки в виде отдельного блок-контейнера позволяет повысить удобство, безопасность и надежность обслуживания установки.

На фиг.1 показана ветроэнергетическая установка блочно-комплектного устройства электроснабжения.

На фиг.2 показан общий вид блок-контейнера системы бесперебойного питания и блок-контейнера дизель-электрической установки.

На фиг.3 показан блок-контейнер системы бесперебойного питания в разрезе.

На фиг.4 показан разрез по А-А на фиг.3.

На фиг.5 показан разрез блок-контейнера дизель-электрической установки.

Блочно-комплектное устройство электроснабжения содержит основной источник электроснабжения, выполненный в виде ветроэнергетической установки 1, включающей ротор 2 с поворотными лопастями 3, соединенный с генератором 4 электрической энергии, установленным на поворотном устройстве 5, закрепленном на мачте 6, и резервный источник электроснабжения, выполненный в виде блок-контейнера 7 системы бесперебойного питания с аккумуляторными батареями (на чертеже не показаны), размещенными на стойках 8 и аппаратурой управления, при этом оно снабжено дополнительным резервным источником электроснабжения, выполненным в виде дизель-электрической установки блок-контейнерного 9 исполнения, и флюгером 10, закрепленным на поворотном устройстве 5.

Блок-контейнер 7 системы бесперебойного питания разделен поперек перегородкой 11 с дверью 12 на два отсека - отсек 13 аккумуляторных батарей и аппаратный отсек 14.

Аппаратный отсек 14 выполнен с входной дверью 15, жалюзи 16 притока воздуха, вытяжного вентилятора 17 и включает выпрямительно-инверторную систему 18, вводно-распределительное устройство 19 с функцией автоматического включения резерва, регулятора 20 заряда РЗ10/24М, модуль 21 гарантированного питания блок-контейнера 7 системы бесперебойного питания, распределительный шкаф 22 собственных нужд блок-контейнера 7 системы бесперебойного питания, обогревательную панель 23 балластного сопротивления 24 устанавливаемого снаружи блок-контейнера 7.

Отсек 13 аккумуляторных батарей выполнен с решетками 25 естественной вентиляции и вытяжными вентиляторами 26 и дополнительно снабжен обогревательной панелью 27, кондиционерами 28 и отопителем 29.

Блок-контейнер 9 дизель-электрической установки содержит шкаф 30 автоматического управления дизель-электрической установкой, шкаф 31 ручного управления дизель-электрической установкой, дизель-электрический агрегат 32, модуль 33 гарантированного питания дизель-электрической

установки, топливный бак 34 дизель-электрической установки, люк 35 дозаправки топлива, клапан 36 притока воздуха, клапан 37 выброса воздуха, шкаф 38 для соединения блок-контейнера 9 дизель-электрической установки с блок-контейнером 7 системы бесперебойного питания, и дополнительно снабжен обогревательной панелью 27 и отопителем 29, а также имеет входную дверь 15.

Кроме того, аппаратный отсек 14 снабжен шкафом 39 для соединения блок-контейнера 7 системы бесперебойного питания с блок-контейнером 9 дизель-электрической установки.

Мачта 6 устанавливается на фундаменте 40, изготовленном с применением стандартных железобетонных дорожных плит, или монолитном и крепится с помощью закладных оттяжек 41. Ветроэнергетическую установку 1 располагают на расстоянии не более 50 м от блок-контейнера 7 и подключают кабелем (на чертеже не показан) к вводно-распределительному устройству 19.

Блок-контейнеры 7 и 9 выполнены в виде прямоугольного цельнометаллического сварного корпуса с плоской крышей и собственным силовым каркасом, воспринимающим нагрузки при транспортировании. Предусмотрены петли для подъема автокраном. Несущие балки из прокатного профиля накрыты оцинкованным металлическим листом.

Стены блок-контейнера 7, 9, полы, потолки и входные двери 15 изготовлены из утепленных панелей из трудно сгораемого материала (сталь, утеплитель, сталь). Полы в отсеках 13, 14 и блок контейнере 9 покрыты рифленым железом.

Отсеки 13, 14 и блок контейнер 9 оборудованы рабочим внутренним и наружным освещением на напряжение 220 В. Питание освещения должно осуществляться от шкафа 22 собственных нужд по отдельным линиям на каждый вид освещения. Светильники наружного освещения устанавливаются над внешними дверями 15 и имеют свои наружные выключатели.

Отсеки 13, 14 и блок контейнер 9 оборудованы аварийным освещением на напряжение 24 В. Питание аварийного освещения осуществляется от шины гарантированного питания постоянного тока.

При изменении температуры окружающей среды от минус 63 до плюс 50°С температура воздуха внутри блок-контейнера 7 системы бесперебойного питания должна автоматически поддерживаться в диапазоне:

- от плюс 10 до плюс 30°С отсек 13 аккумуляторных батарей;

- от плюс 10 до плюс 50°С аппаратный отсек 14.

Диапазон поддержания температуры в блок-контейнере 9 дизель-электрической установки может изменяться в зависимости от типа установленного в отсеке дизель-электрического агрегата 32.

Отопление блочно-комплектного устройства электроснабжения осуществляется электрическими отопительными панелями 23 и 27 со встроенными терморегуляторами настроенными на температуру плюс 15°С (диапазон настройки терморегулятора от плюс 5 до плюс 30°С). Отопительные панели могут быть закреплены к полу или стенам.

В случае понижения температуры в отсеках 13 аккумуляторных батарей и аппаратном отсеке 14 ниже плюс 10°С, в блок-контейнере 9 дизель-электрической установки ниже плюс 5°С предусмотрено дополнительное отопление с помощью отопителей 29 - отопительно-вентиляционных установок типа «Webasto». Включение отопителей 29 осуществляется по датчикам температуры воздуха, установленным в отсеке 13 аккумуляторных батарей и блок-контейнере 9 дизель-электрической установки соответственно.

Отопители 29 установлены на наружных стенах, а в отсеки выведены только воздуховоды.

В отсеке 13 аккумуляторных батарей, аппаратном отсеке 14 и блок-контейнер 9 дизель-электрической установки предусмотрена автоматическая принудительная приточно-вытяжная вентиляция, состоящая из жалюзийных

клапанов с электроприводами, вытяжных вентиляторов и датчиков температуры воздуха.

Включение жалюзи 16 притока воздуха и вытяжного вентилятора 17 в аппаратном отсеке 14 должно происходить при превышении температуры воздуха плюс 25°С. Отключение вентиляции должно производиться при температуре плюс 20°.

Включение вентиляции в блок-контейнере 9 дизель-электрической установки должно происходить при работе дизель электрического агрегата 32, а также при превышении температуры воздуха плюс 35°С.

Для обеспечения температурного режима в отсеке 13 аккумуляторных батарей при температуре окружающей среды выше плюс 25°С установлены взаиморезервируемые кондиционеры 28 воздуха. Включение кондиционеров 28 должно происходить при превышении температуры воздуха в отсеке 13 плюс 25°С.

При заряде аккумуляторных батарей должны включаться вытяжные вентиляторы 26 для исключения создания условий для образования взрывоопасной концентрации водорода.

В состав выпрямительно-инверторной системы 18 включены: - выпрямительные модули типа Tebeshop 3000 HD, номинальной мощностью 1,5 кВт каждый; - инверторные модули типа Tebevert DSP-1500, номинальной мощностью 1,5 кВА каждый; - электронный байпас типа EUE 25 kVA, номинальной мощностью переключения 25 кВА; - управляющий модуль типа MCU-1000; - шкаф батарейных автоматических выключателей; т - датчики контроля уровня напряжения на шины гарантированного питания постоянного тока, на входе и выходе выпрямительно-инверторной системы 18; - датчики контроля силы тока на выходе выпрямительных модулей, на входе инверторных модулей шины гарантированного питания постоянного тока, на входе и выходе выпрямительно-инверторной системы 18; - защита от перенапряжений со стороны сети; - защита от глубокого разряда аккумуляторных батарей.

В составе системы бесперебойного питания предусмотрена система управления.

Управление работой ветроэнергетической установки, дизель-электрической установки и системы бесперебойного питания осуществляется от системы управления системы бесперебойного питания следующим образом:

- при наличии ветра со скоростью до 30 м/с подзаряд аккумуляторных батарей должен осуществляться от регулятора 20 заряда РЗ10/24М ветроэнергетической установки 1. В РЗ-10М/24 установлены ограничители перенапряжения для защиты входных цепей электропитания от перенапряжений, распространяющихся от ветроэнергетической установки 1. При превышении скорости ветра срабатывает буревая защита ветроэнергетической установки 1 - вывод лопастей 3 из-под ветра.

Питание потребителей осуществляется от аккумуляторных батарей через инверторную группу, образующую шину гарантированного питания 220 В;

- при безветрии питание потребителей осуществляется от шины гарантированного питания 220 В, питание которой осуществляется за счет разряда аккумуляторных батарей при разряде аккумуляторных батарей до значения емкости, необходимой для обеспечения требуемого времени резервирования, система управления системы бесперебойного питания подает команду на пуск дизель-электрической установки и команду на останов ветроэнергетической установки 1. Дизель-электрическая установка заряжает аккумуляторные батареи через выпрямительно-инверторную систему 18 до номинальной емкости. Питание потребителей в течение этого времени осуществляется от шины гарантированного питания 220 В;

- при достижении тока заряда аккумуляторных батарей, равного 0,5% значения емкости аккумуляторных батарей, включается таймер, и останов дизель-электрической установки осуществляется по истечении времени

дозаряда =60 мин. После останова дизель-электрической установки подается команда на пуск ветроэнергетической установки 1;

- при незапуске дизель-электрической установки в течение 2 минут должна быть произведена блокировка пуска дизель-электрической установки и отключено питание потребителей II категории электроснабжения.

1. Блочно-комплектное устройство электроснабжения, содержащее основной источник электроснабжения, выполненный в виде ветроэнергетической установки, включающей ротор с поворотными лопастями, соединенный с генератором электрической энергии, установленным на поворотном устройстве, закрепленном на мачте, и резервный источник электроснабжения, выполненный в виде блок-контейнера системы бесперебойного питания с аккумуляторными батареями и аппаратурой управления, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным резервным источником электроснабжения, выполненным в виде дизель-электрической установки блок-контейнерного исполнения, и флюгером, закрепленным на поворотном устройстве.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок-контейнер системы бесперебойного питания разделен поперек перегородкой с дверью на два отсека: отсек аккумуляторных батарей и аппаратный отсек.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что аппаратный отсек выполнен с входной дверью, жалюзи притока воздуха, вытяжного вентилятора и включает выпрямительно-инверторную систему, вводно-распределительное устройство с функцией автоматического включения резерва, регулятора заряда, модуль гарантированного питания блок-контейнера системы бесперебойного питания, распределительный шкаф собственных нужд блок-контейнера системы бесперебойного питания, обогревательную панель, шкаф для соединения блок-контейнера системы бесперебойного питания с блок-контейнером дизель-электрической установки, балластное сопротивление, устанавливаемое снаружи блок-контейнера системы бесперебойного питания.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что отсек аккумуляторных батарей выполнен с решетками естественной вентиляции и вытяжными вентиляторами и дополнительно снабжен обогревательной панелью, кондиционерами и отопителем.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок-контейнер дизель-электрической установки содержит шкаф автоматического управления дизель-электрической установкой, шкаф ручного управления дизель-электрической установкой, дизель электрический агрегат, модуль гарантированного питания дизель-электрической установки, топливный бак дизель-электрической установки, люк дозаправки топлива, клапан притока воздуха, клапан выброса воздуха, шкаф для соединения блок-контейнера дизель-электрической установки с блок-контейнером системы бесперебойного питания, обогревательную панель и отопитель.