СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве системы электроснабжения автоматического объекта.
Известна система электроснабжения, содержащая два попеременно работающих идентичных агрегата, каждый из которых состоит из последовательно соединенных: аккумуляторной батареи, первичного двигателя, генератора, выключателя нагрузки и преобразователя энергии, подключаемого попеременно к указанным батареям с помощью выключателей батарей, а к нагрузке - с помощью собственного коммутатора [1]. Данная система нашла широкое применение на автономных объектах, так как отличается бесперебойностью электроснабжения потребителей, однако при одновременном включении потребителей первой, второй и третьей категории возникают провалы напряжения на общих шинах, что влияет на работу потребителей первой категории, т.е. система становиться неустойчивой ввиду малого запаса по мощности.
Требуемый технический результат заключается в повышении устойчивости системы в режиме работы под нагрузкой.
Поставленный технический результат достигается тем, что в системе электроснабжения, содержащей два попеременно работающих идентичных электроагрегата, каждый из которых содержит последовательно соединенные: аккумуляторную батарею, первичный двигатель, трехфазный синхронный генератор и общие шины, к которым подключены потребители электроэнергии первой, второй и третей категории, между выходами указанных генераторов и общими шинами установлено устройство автоматического включения резерва; к общим шинам подключены непосредственно потребители первой категории и блок контроля напряжения, содержащий первый автоматический включатель, установленный между общими шинами и потребителями второй категории, и второй автоматический включатель установленный между общими шинами и потребителями третьей категории, причем указанные включатели срабатывают в зависимости от величины напряжения на общих шинах.
На чертеже изображена структурная схема системы электроснабжения. Система содержит первый электроагрегат 1, содержащий функционально соединенные: аккумуляторную батарею (АБ 1) 1-1, первичный двигатель (ПД 1) 1-2, трехфазный синхронный генератор (СГ 1)
СГ
Н.П.
З.
СГ
1-3, идентичный первому 1 второй электроагрегат 2, содержащий функционально соединенные: аккумуляторную батарею (АБ 2) 2-1, первичный двигатель (ПД 2) 2-2, трехфазный синхронный генератор (СГ 2) 2-3, устройство автоматического включения резерва (УАВР) 3, общие шины 4, блок контроля напряжения (БКН) 5, содержащий первый автоматический включатель 5-1 и второй автоматический включатель 5-2, потребители первой категории (ППК) 6, потребители второй категории (ПВК) 7 и потребители третьей категории (ПТК) 8, при этом устройство автоматического включения резерва (УАВР) 3 подключено к выходам (не обозначены) указанных генераторов 1-3 и 2-3 и установлено между названными генераторами и общими шинами 4, к которым подключены: блок контроля напряжения (БКН) 5, вход первого включателя 5-1, к выходу которого подключены ПВК 7, и вход второго включателя 5-2, к выходу которого подключены ПТК 8. Электроагрегаты 1 и 2 выполнены по стандартным схемам, серийно применяющимся в системах электроснабжения различных объектов [2]. УАВР 3 является стандартным трехфазным устройством, выполненным, например, на электромагнитных реле, как показано в [3] и [4]. Мощность P любого трехфазного генератора СГ 1 или СГ 2 определяется суммой номинальной мощности потребителей Р и запаса мощности Р, который, как правило, ограничен по величине: 15…20% P, т.е.
Н.П.
1
2
3
В свою очередь мощность Р состоит из мощностей Р, Р, Р, расходуемых П 6, В 7 и Т 8, соответственно, и равна
2
3
П2
П3
Составляющие правой части математического выражения (2) равны номинальным значениям мощностей П 6, В 7 и Т 8 для установившегося режима, однако в режиме пуска мощности Р и Р равны пусковым мощностям, которые могут превышать номинальные значения, т.е. пусковые мощности П 7 и Т 8: Р и Р подчиняются неравенствам:
Поэтому в момент пуска, особенно если одновременно включаются потребители всех категорий неизбежны провалы напряжения, затрудняющие функционирование потребителей первой категории. Провалы напряжения свойственны нарушению устойчивости системы электроснабжения и чтобы сохранить устойчивость системы потребители ПВК 7 и ПТК 8 включаются поочередно по команде БКН 5, который обычно содержит схему выпрямителя, сглаживающий фильтр, параллельно которому включается цепь, состоящая из резистора уставки и катушки реле, настроенного на заданный ток срабатывания, пропорциональный номинальному напряжению основных шин 4. Обычно число указанных цепей соответствует числу контролируемых напряжений.
Система электроснабжения работает следующим образом. При неравных электроагрегатах 1 и 2 начинает работать электроагрегат, вышедший на режим первым, пусть им будет электроагрегат 1. Тогда напряжение СГ 1 1-3 через УАВР 3 подается на общие шины 4, от которых начинают работать ППК 6. Если напряжение на общих шинах 4 соответствует номинальному значению, то срабатывает БКН 5 (первое реле) и срабатывает автоматический включатель 5-1 и начинает работать ПВК 7. Если напряжение на шинах 4 соответствует второму уровню срабатывания БКН 5 срабатывает автоматический включатель 5-2 и начинает работать ПТК 8. Однако при снижении напряжения на шинах 4, БКН 5 отключит ПВК 7 и ПТК 8, обеспечив тем самым устойчивый режим работы ППК 6. Если первым примет нагрузку электроагрегат 2, то напряжение трехфазного синхронного генератора 2-3 через УАВР 3 поступает на шины 4 и далее механизм работы системы аналогичен указанному.
Таким образом, устойчивость системы электроснабжения, основанной на двухагрегатной станции, обеспечивается за счет неодновременного подключения к шинам потребителей второй и третей категории.
Источники, принятые во внимание:
[1]. Патент №31694 РФ Источник электрической энергии / Д.Н.Шевченко, А.В.Новицкас, приоритет от 15.05.2003.
[2]. Емельянов И.А. Овчинников И.П. Многоагрегатные передвижные электростанции. Справочник. М.: Воениздат, 1987, 104 с.
[3]. Электропитание устройств связи. Под ред. О.А.Доморацкого. М.: Радио и связь, 1981, стр.236, рис.8.3.
[4]. Электропитание устройств связи. Под ред. Ю.Д.Козляева. М.: Радио и связь, 1998, стр.321, рис.8.4.