ПАНЕЛЬ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к железнодорожной автоматике и телемеханике, в частности к устройствам электроснабжения железных дорог, и может быть использована в качестве панели выпрямительно-преобразовательной, предназначенной для применения в устройствах электропитания электрической централизации крупных станций железных дорог для заряда аккумуляторной батареи, питания релейной нагрузки, светодиодного табло и преобразования постоянного напряжения аккумуляторной батареи в переменное напряжение гарантированного питания ряда нагрузок.
Известна панель распределительных щитов серии ЩО 70, состоящая из корпуса, изготовленного из гнутых профилей и листовой стали, соединенных между собой болтами, установленными внутри панели коммутационными и защитными аппаратами, при этом в панели применены модернизированные автоматические выключатели, разъединители для безопасности обслуживания трансформатора тока (см. свидетельство РФ на полезную модель №11405, МПК Н02В 15/00, опубл. 16.09.1999 г.).
Недостатком известной панели является невозможность применения в условиях управления устройствами железнодорожной автоматики и телемеханики для распределения источников питания по различным нагрузкам с обеспечением требуемой надежности электроснабжения.
Известен также щит распределительный низковольтный типа ЩРН, состоящий из корпуса, выполненного из листовой стали, двери, закрытой замком, внутри щита имеются коммутационные аппараты, при этом пониженное силовым трансформатором напряжение подается на шины автоматического выключателя типа ВА, панель учета с фотореле ФР-75, счетчики САЧУ-U672, резистор ПЗ-75, пускатель магнитный (см. свидетельство РФ на полезную модель №10292, МПК Н02В 15/00, опубл. 16.06.1999 г.).
Однако известный низковольтный распределительный щит пригоден только для питания цепей переменного тока и не может быть использован для применения в устройствах электропитания электрической централизации крупных станций железных дорог для заряда аккумуляторной батареи, питания релейной нагрузки и других нагрузок постоянного тока в цепях управления устройствами железнодорожной автоматики и телемеханики с обеспечением требуемой надежности электроснабжения.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является известная панель выпрямительно-преобразовательная ПВП1-ЭЦК, содержащая корпус, выполненный в виде металлического шкафа с двухсторонним обслуживанием, с передней и задней стороны закрытого двухстворчатыми дверями, а в нижней части - съемными щитами, при этом внутри панели размещены инверторы гарантированного питания нагрузок переменным током напряжением 220 В, источники стабилизированного напряжения заряда аккумуляторной батареи, блок управления зарядом аккумуляторной батареи, блоки стабилизированного напряжения и тока питания релейной нагрузки, блоки питания табло с параметрической стабилизацией напряжения, вспомогательные источники питания, трансформаторы, реле, предохранители, коммутационные и защитные аппараты (см. книгу Сороко В.И., Розенберг Е.Н. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2 кн. Кн. 2. - 3-е изд. - М.: НПФ "Планета", 2000, с.890-897).
Недостатком известных панелей выпрямительно-преобразовательных является сложность конструкции за счет большого числа разнотипных блоков питания, а также трансформаторов и реле, используемых для включения блоков, что ухудшает техническое обслуживание и условия эксплуатации панели, а это приводит к снижению надежности электроснабжения устройств железнодорожной автоматики.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является улучшение условий эксплуатации панели и повышение надежности электроснабжения устройств железнодорожной автоматики.
Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является упрощение конструкции панели и управления работой однотипных блоков питания.
Поставленная задача решается тем, что в панель выпрямительно-преобразовательную, содержащую инверторы питания нагрузок, источники стабилизированного напряжения, блок управления зарядом аккумуляторной батареи, вспомогательные источники питания, трансформаторы, реле, предохранители, коммутационные и защитные аппараты, согласно полезной модели, введен стабилизированный блок питания, имеющий два внутренних источника питания, работающих параллельно и имеющих резерв по мощности, а в качестве источников стабилизированного напряжения для питания релейной нагрузки и заряда аккумуляторной батареи использованы однотипные блоки стабилизированного напряжения.
Целесообразно, чтобы, по меньшей мере, на одном трансформаторе был установлен термоограничитель, включенный последовательно с его первичной обмоткой.
Введение одного стабилизированного блока питания, имеющего два внутренних источника питания, работающих параллельно и имеющих резерв по мощности, по сравнению с прототипом, позволяет заменить два блока питания табло с параметрической стабилизацией напряжения, что существенно снижает размеры и массу блоков, установленных в панели, повышает КПД, а также уменьшает число трансформаторов и реле, используемых для управления блоками.
Применение однотипных блоков стабилизированного напряжения для заряда аккумуляторной батареи и для питания релейной нагрузки и позволяет достичь следующего:
- источник стабилизированного тока исключается и заменяется на источник стабилизированного напряжения, тем самым повышается надежность электроснабжения устройств железнодорожной автоматики;
- достигается увеличение нагрузки с резервированием избыточностью однотипных блоков;
- упрощается управление работой однотипных блоков за счет упрощения схемы и увеличения, вследствие этого, надежности блока управления зарядом. Это повышает надежность электроснабжения устройств железнодорожной автоматики.
Установка на части трансформаторов термоограничителей, каждый из которых включен последовательно с первичной обмоткой силового трехфазного трансформатора, позволяет исключить перегрев обмоток трансформаторов, обеспечивая разрыв цепи при заданном значении температуры автоматического отключения, т.е. при превышении допустимой температуры нагрева, повышая тем самым противопожарную безопасность панели выпрямительно-преобразовательной и надежность электроснабжения устройств железнодорожной автоматики.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен пример выполнения панели выпрямительно-преобразовательной с открытыми двухстворчатыми дверями, вид спереди; на фиг.2 - электрическая структурная схема панели выпрямительно-преобразовательной; на фиг.3 - электрическая схема, показывающая соединение термоограничителя с первичной обмоткой трансформатора.
Позиции на чертежах обозначают следующее: 1 - шкаф; 2 - двухстворчатые двери; 3 и 4 - инверторы питания нагрузок переменным током напряжением 220 В; 5 - стабилизированный блок питания постоянного тока напряжением 24 В заряда аккумуляторной батареи; 6 - стабилизированный блок питания постоянного тока напряжением 24 В для питания релейной нагрузки; 7 - блок управления зарядом аккумуляторной батареи; 8 - трансформаторы; 9 - реле; 10 - предохранители; 11 - стабилизированный
блок питания, имеющий два внутренних источника питания, работающих параллельно; 12 - вспомогательные источники питания; 13 - коммутационные аппараты; 14 - защитные аппараты; 15 - измерительные приборы; 16 - термоограничитель; 17 - выход инвертора 3 для гарантированного питания персональных ЭВМ; 18 - выход инвертора 4 для резервирования питания переменным током напряжением 220 В ряда нагрузок; 19 - выход блоков 5 питания для заряда аккумуляторной батареи; 20 - выходы блоков 6 питания релейной нагрузки; 21 - выходы гарантированного питания стабилизированного блока 11 питания; 22 - выходы негарантированного питания вспомогательных источников питания 12.
Панель выпрямительно-преобразовательная (фиг.1) содержит корпус, выполненный в виде металлического шкафа 1 с двухсторонним обслуживанием. С верхней и нижней стороны панель закрывается двухстворчатыми дверями 2. Ввод внешнего монтажа осуществляется сверху. Внутри корпуса установлены инверторы 3 и 4 гарантированного питания нагрузок, два стабилизированных блока 5 питания постоянным током напряжением 24 В заряда аккумуляторной батареи и шесть стабилизированных блоков 6 питания релейной нагрузки, блок 7 управления зарядом аккумуляторной батареи, трансформаторы 8, реле 9, предохранители 10, стабилизированный блок питания 11, вспомогательные источники питания 12 (выпрямители), коммутационные 13 и защитные 14 аппараты, измерительные приборы 15, например, амперметры (фиг.1 и 2).
Стабилизированный блок 11 питания имеет два внутренних источника питания, работающих параллельно и имеющих резерв по мощности. В качестве источников питания могут быть использованы, например, известные модули электропитания типа AR 150А (изготовитель Группа компаний «Александер Электрик», Россия, г.Воронеж), с выходной мощностью 150 Вт, имеющие защиту от коротких замыканий и тепловую защиту, обеспечивающие подстройку выходного напряжения и возможность дистанционного выключения и включения, работающие в буфере с аккумуляторными батареями, что позволяет реализовывать бесперебойное электропитание.
На трансформаторах 8 установлены термоограничители 16, включенные последовательно с первичными обмотками трансформаторов 8, допускающие возможность периодической поверки и определения температурной точки (фиг.3). В качестве термоограничителя 16 может быть использован, например, известный термоограничитель типа ТК-32, чувствительный к температуре, который размыкает цепь при достижении заданного значения температуры автоматического отключения или включения цепи. Исходное состояние термоограничителя возвращается нажатием кнопки. Температура отключения фиксирована в диапазоне от 50 до 220°С.
На широкой двери с лицевой стороны панели выпрямительно-преобразовательной выполнена мнемосхема с указанием расположения на ней измерительных приборов, функциональных изделий и нагрузок, с размещением и обозначением контрольных индикаторов и защитных аппаратов. Для увязки с аппаратурой диспетчерского контроля на клеммы панели выведены контакты реле контроля неисправности блоков питания, инверторов и выпрямителей.
Наличие возможности измерения и настройки параметров стабилизированных блоков питания напряжением 24 В и током 10 А на его лицевой панели позволило исключить из панели выпрямительно-преобразовательной, по сравнению с прототипом, измерительные розетки, токовые перемычки, что ликвидировало влияние переходных сопротивлений этих элементов на настройку стабилизаторов и работу панели.
По силовым проводам осуществляется заряд аккумуляторной батареи и питание нагрузки от батареи при выключении фидеров переменного тока. Максимальный ток заряда составляет 20 А.
Возможен вариант выполнения панелей выпрямительно-преобразовательных, электропитание которых осуществляется от источника трехфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжениями 380/220 В, с допустимыми отклонениями фазного напряжения в пределах от 198 до 242 В (максимальный ток в каждой фазе - 6 А); кислотной аккумуляторной батареи номинальным напряжением 24 В. Габаритные размеры панели выпрямительно-преобразовательной, мм - 2300×900×500. Масса панели, не более 390 кг.
Панель выпрямительно-преобразовательная используется следующим образом.
Панель предназначена для применения в устройствах электропитания электрической централизации крупных станций с целью заряда аккумуляторной батареи, питания релейной нагрузки, светодиодного табло и преобразования постоянного напряжения аккумуляторной батареи в переменное напряжение гарантированного питания ряда нагрузок при пропадании (отключении) напряжения питания 380/220 В переменного тока.
Инверторы 3 и 4 предназначены для питания гарантированных нагрузок переменным током напряжением 220 В при пропадании (отключении) напряжения питания 380/220 В переменного тока. При этом инвертор 3 предназначен для гарантированного питания с выхода 17 персональных ЭВМ, а инвертор 4 - для резервирования питания переменным током напряжением 220 В с выхода 18 ряда нагрузок.
Заряд аккумуляторной батареи осуществляется двумя стабилизированными блоками 5 питания с выхода 19 в двух режимах: постоянного подзаряда и ускоренного
заряда, в зависимости от степени заряженности аккумуляторной батареи. Контроль и управление работой блоков 5, режимами заряда, состоянием аккумуляторной батареи и индикацией режимов работы резервного питания осуществляет блок 7 управления зарядом аккумуляторной батареи (фиг.2).
Питание релейной нагрузки осуществляется шестью стабилизированными блоками 6 питания с выхода 20. При пропадании (отключении) напряжения питания 380/220 В переменного тока или выхода из строя (отключения) блоков 6 питание релейной нагрузки осуществляется от аккумуляторной батареи. Контроль и индикация режима работы блоков 6 осуществляются блоком 7 управления зарядом аккумуляторной батареи (фиг.2).
Стабилизированный блок 11 питания имеет два внутренних источника питания, работающих параллельно и имеющих резерв по мощности, который используется для резервирования питания в случае выхода из строя одного из внутренних источников питания. При этом оставшийся в работе источник питания принимает на себя всю нагрузку, тем самым повышается надежность электроснабжения устройств железнодорожной автоматики.
Для схемы питания табло, внепостовых устройств, питания электроклапанов обдува стрелок и контроля неисправности и измерения напряжения предназначены стабилизированный блок 11 питания (выходы 21) и выпрямители - вспомогательные источники питания 12 (выходы 22) (фиг.2).
Термоограничители 16 под воздействием установленной температуры нагрева разрывают цепь (первичную обмотку трансформаторов 8), тем самым, предотвращая перегрев обмоток трансформаторов 8 и обеспечивая противопожарную безопасность панели выпрямительно-преобразовательной (фиг.3).