ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БЛОК-МОДУЛЬ

Полезная модель относится к электроснабжению различных объектов, в особенности, ответственных потребителей, например, средств железнодорожной автоматики и телемеханики.
Известны устройства для электроснабжения потребителей, представляющие блок-модули, включающие контейнеры, в которых размещено электрооборудование, а также вспомогательное оборудование, RU 5892 U1. Модули оснащены специальными опорно-регулировочными устройствами, позволяющими выполнить их выгрузку, перемещение по рельсовому или швеллерному или двутавровому основанию.
Устройство не содержит средств регулирования температуры воздуха внутри контейнера, что крайне негативно влияет в условиях резко континентального климата на работу тяговой подстанции, содержащей дизель-генератор электроэнергии, который может принять нагрузку только в определенном диапазоне температур.
Известен энергетический блок-модуль, включающий размещенный в контейнере дизель-генератор, щит управления, нагреватель, устройство вентиляции в виде поворотных жалюзийных решеток, открывающихся при пуске и закрывающихся при остановке дизель-генератора. Маневрирование решетками осуществляется с помощью привода. С выхода дизель-генератора электропитание поступает к потребителям через шину электропитания, см. М.И.Цыркин, А.Я.Гольдинер «Дизель-генераторные агрегаты резервного электропитания», СПб, 2003, с.с.240-242.
Щит управления представляет собой релейно-контактное устройство, осуществляющее подачу электропитания к нагревателю и к приводу устройства вентиляции.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели. Его недостатком является то обстоятельство, что в работе устройства возможны перебои, например, в связи с возникновением неисправностей в дизель-генераторе; кроме того, любое устройство. Обеспечивающее электропитание потребителей, должно периодически останавливаться для технического обслуживания. Указанное выше недопустимо при электропитании ответственных потребителей, в частности средств железнодорожной автоматики и телемеханики. Кроме того, недостатком прототипа является то, что вентиляционное устройство включается и выключается не в прямой зависимости от температуры воздуха в контейнере, а при запуске и остановке дизель-генератора, что значительно сужает возможность регулирования этой температуры, зависящей не только от работы дизель-генератора, но и в большой степени от температуры окружающего воздуха. Недостатком прототипа является также то, что в условиях весьма высоких температур (выше 30°С) вентиляция за счет поступления наружного воздуха оказывается недостаточной, особенно с учетом тепловыделений самого дизель-генератора. При этом температура воздуха в контейнере может превысить 50°С, что является пределом для существующих дизель-генераторов при работе в ограниченном объеме, так как при этом собственная температура дизеля может превысить порог его аварийного отключения. Кроме того, следует указать, что при температуре выше 30°С значительно снижается срок службы аккумуляторных батарей, являющихся необходимой частью дизель-генераторного электроагрегата.
Задачей настоящей полезной модели является создание энергетического блока-модуля, который обеспечивает бесперебойное
питание ответственных потребителей, а также обеспечение поддержания температуры воздуха внутри контейнера в заданных пределах.
Согласно полезной модели энергетический блок-модуль, включающий размещенный в контейнере дизель-генератор, щит управления, нагреватель, устройство вентиляции с приводом и шину электропитания потребителей, второй выход щита управления соединен со входом нагревателя, а его третий выход соединен со входом привода устройства вентиляции, дополнительно содержит блок переключения источников электропитания, устройство бесперебойного электропитания, блок датчиков температуры воздуха и первую дополнительную шину электропитания потребителей, при этом первый выход щита управления соединен с первым входом дизель-генератора, к первому входу блока переключения источников электропитания подключена основная внешняя электросеть, к его второму входу подключена резервная внешняя электросеть, к его третьему входу подключен выход дизель-генератора, второй вход которого соединен с первым выходом блока переключения источников электропитания, второй выход которого соединен с шиной электропитания потребителей, с которой соединен вход устройства бесперебойного электропитания, выход которого соединен с первой дополнительной шиной электропитания потребителей, при этом выход блока датчиков температуры воздуха соединен со вторым входом щита управления, первый вход которого соединен с шиной электропитания потребителей; энергетический блок-модуль может дополнительно содержать кондиционер воздуха, вход которого связан с четвертым выходом щита управления; энергетический блок-модуль может также содержать вторую дополнительную шину электропитания потребителей, соединенную с третьим выходом блока переключения источников электропитания.
Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявленной полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема устройства.
Энергетический блок-модуль включает размещенные в контейнере 1 дизель-генератор 2, щит 3 управления, нагреватель 4, устройство вентиляции с приводом 5 и шину 6 электропитания ответственных потребителей (второй категории, согласно Правилам устройства электроустановок Министерства энергетики Российской Федерации, 7-ое издание, п.1.2.18). Второй выход щита 3 управления соединен со входом нагревателя 4, а его третий выход соединен со входом привода 5 устройства вентиляции.
Энергетический блок-модуль дополнительно содержит блок 7 переключения источников электропитания, устройство 8 бесперебойного электропитания, блок 14 датчиков температуры воздуха и первую дополнительную шину 9 электропитания особо ответственных потребителей (первой категории). Первый выход щита 3 управления соединен с первым входом дизель-генератора 2. К первому входу блока 7 переключения источников электропитания подключена основная внешняя электросеть 10, к его второму входу подключена резервная внешняя электросеть 11, к его третьему входу подключен выход дизель-генератора 2. Второй вход дизель-генератора 2 соединен с первым выходом блока 7 переключения источников электропитания, второй выход которого соединен с шиной 6 электропитания потребителей. С шиной 6 электропитания потребителей соединен вход устройства 8 бесперебойного электропитания, выход которого соединен с первой дополнительной шиной 9 электропитания потребителей. Выход блока 14 датчиков температуры воздуха соединен со вторым входом щита 3 управления,
первый вход которого соединен с шиной 6 электропитания потребителей. Первый вход дизель-генератора 2 является силовым, а второй его вход - управляющим.
В качестве блока 7 переключения источников электропитания используется любое известное устройство для переключения источников электропитания, например, применяемая в комплексе средств железнодорожной автоматики и телемеханики панель ПВ2-ЭЦ, см. Коган Д.А., Молдавский М.М. «Аппаратура электропитания железнодорожной автоматики» - М.: ИКЦ «Академкнига», 2003, с.285-289.
В качестве устройства бесперебойного питания может быть использовано, например, известное устройство, SU 2221320 С2.
Щит 3 управления представляет собой смонтированное в металлическом шкафу релейно-контактное устройство, осуществляющее подачу электропитания от шины 6 электропитания потребителей на нагреватель 4, приводы 5 устройства вентиляции и кондиционер 12. Нагреватель снабжен собственным терморегулятором, настраиваемым на заданную температуру. Электропитание привода 5 устройства вентиляции включается или выключается по сигналам, поступающим на щит 3 от блока 14 датчиков температуры воздуха.
В качестве нагревателя используется масляный электрорадиатор (один или более) типа ЭРМПС с терморегуляторами.
Устройство вентиляции содержит один или более приточных и вытяжных электровентиляторов фирмы STBERG (Швеция) и встраиваемые в вентиляционные окна воздушные клапаны-жалюзи (на чертеже не показаны), управляемые электроприводом 5.
Энергетический блок-модуль также дополнительно содержит кондиционер 12 воздуха, вход которого связан с четвертым выходом щита 3 управления. В качестве кондиционера может использоваться
прецизионный кондиционер, например, Hiline PI Displacement итальянской фирмы Liebert Hiross. Кондиционер снабжен настраиваемым терморегулятором.
Кроме того, энергетический блок-модуль может содержать вторую дополнительную шину 13 электропитания потребителей, соединенную с третьим выходом блока 7 переключения источников электропитания, которая предназначена для менее ответственных потребителей (третьей категории).
Энергетический блок-модуль работает следующим образом. При наличии напряжения в основной 10 внешней электросети блок 7 переключения источников электропитания подключает к ней управляющий второй вход дизель-генератора 2, шину 6 электропитания потребителей и вторую дополнительную шину 13 электропитания. Наличие напряжения во внешней сети на втором входе дизель-генератора 2 является сигналом, запрещающим его запуск. Шина 6 является шиной гарантированного электропитания и к ней подключены устройство 8 бесперебойного электропитания, потребители второй категории и щит 3 управления. Щит 4 управления обеспечивает:
- подачу электропитания на первый (силовой) вход дизель-генератора 2 для подзаряда аккумуляторных батарей и электропитания подогревателя охлаждающей жидкости;
- подачу электропитания от шины 6 к нагревателю 4 и кондиционеру 12;
- управление электропитанием привода 5 устройства вентиляции по сигналам датчиков блока 14 датчиков температуры воздуха, установленных внутри контейнера 1. Диапазон требуемой температуры задается установками датчиков температуры (+15...+25°С).
Напряжение с выхода устройства 8 бесперебойного электропитания поступает на шину 9 бесперебойного электропитания, к которой подключены потребители первой категории, одновременно осуществляется подзаряд аккумуляторных батарей устройства 8.
При исчезновении или выходе параметров напряжения основной внешней электросети 10 блок 7 переключения источников электропитания отключает электросеть 10 и подключает резервную внешнюю электросеть 11.
При отсутствии напряжения как в основной, так в резервной электросетях 10 и 11 автоматически запускается дизель-генератор 2. Сигналом для запуска дизель-генератора 2 является отсутствие напряжения внешней сети на его первом входе. После запуска и выхода на номинальный режим работы дизель-генератора 2 блок 7 переключения источников электропитания подключает шину 6 на электропитание от дизель-генератора электроагрегата 2. При питании от дизель-генератора 2 потребители третьей категории обесточены до восстановления напряжения внешних электросетей 10 или 11.
При восстановлении напряжения электросетуй 10 или 11 осуществляется переключение электропитания на исправную электросеть, а дизель-генератор 2 останавливается.
Непрерывность электропитания потребителей первой категории во время переключений источников электропитания (внешних электросетей 10, 11 и дизель-генератора 2) обеспечивается устройством 8 бесперебойного электропитания. В этом случае потребители второй и третьей категории обесточены.
Заявленная полезная модель благодаря реализации ее признаков обеспечивает достижение важных технических результатов:
- гарантированное обеспечение бесперебойного электропитания ответственных потребителей электроэнергии, не допускающих перерыва в электропитании (потребителей первой категории);
- перерыв в электропитании ответственных потребителей (второй категории) происходит лишь кратковременно (до 1...1,5 мин.) во время запуска дизель-генератора 2;
- повышение надежности электропитания при работе в сложных климатических условиях.
Для реализации полезной модели использованы известные элементы, материалы и заводское оборудование. Данное обстоятельство, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии настоящего технического решения критерию «промышленная применимость».