(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (1) T3 Int.Cl. H02J 9/06 (06.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 12/ EP B1 (4) Tytuł wynalazku: Sposób sterowania połączonymi równolegle zastępczymi źródłami prądowymi oraz urządzenie z połączonymi równolegle zastępczymi źródłami prądowymi () Pierwszeństwo: DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr /04 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 12/11 (73) Uprawniony z patentu: Piller Group GmbH, Osterode am Harz, DE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 FRANK HERBENER, Bad Grund, DE ORLEFF PÖSCHEL, Osterode, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Oliwia Gąbka POLSERVICE KANCELARIA RZECZNIKÓW PATENTOWYCH SP. Z O.O. ul. Bluszczańska Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 P944PL EP B1 Opis DZIEDZINA TECHNIKI 1 [0001] Wynalazek dotyczy sposobu sterowania połączonymi równolegle zastępczymi źródłami prądowymi, o cechach części przedznamiennej niezależnego zastrzeżenia patentowego 1, oraz urządzenia z wieloma połączonymi równolegle zastępczymi źródłami prądowymi, o cechach podanych w części przedznamiennej niezależnego zastrzeżenia patentowego 6. [0002] Zastępcze źródła prądowe, które mogą być stosowane w niniejszym wynalazku, są różnorodne. Może przy tym chodzić o takie, w których jest przewidziana maszyna elektryczna mająca dwa uzwojenia, której jedno uzwojenie jest przyłączone do punktu przyłączenia dławika między siecią prądu przemiennego i magistralą obciążenia. Również takie zastępcze źródło mocy będzie tutaj postrzegane jako podłączone po stronie wejścia do sieci prądu przemiennego i po stronie wyjścia do magistrali obciążenia. Maszyna elektryczna powoduje podczas biegu podczas pracy sieci magistrali obciążenia polepszenie jakości prądu, przez to, że są wyrównywane wahania sieci i zniekształcenia prądu przemiennego dostarczonego przez sieć prądu przemiennego. Dla krótkotrwałego zastępczego zasilania magistrali obciążenia inne uzwojenie maszyny elektrycznej jest przez falownik zasilane prądem przemiennym, przy czym energia elektryczna pochodzi z generatora, który jest napędzany kołem zamachowym. Koło zamachowe zostało w tym celu wcześniej, tzn. podczas pracy sieci, naładowane energią kinetyczną, przy czym generator został zastosowany jako silnik. Dla dłuższego zastępczego zasilania może być przewidziany dodatkowy silnik, przykładowo silnik Diesla, który może napędzać rotor maszyny elektrycznej bezpośrednio w sposób mechaniczny. Dokładna budowa zastępczego źródła prądowego nie jest jednak ważna dla niniejszego wynalazku. [0003] Również odnośnie przyłączenia zastępczych źródeł prądowych do magistrali obciążenia istnieją możliwości odmian. I tak zastępcze źródła prądowe mogą być, tak jak przedstawionym przypadku maszyny elektrycznej przyłączonej do punktu przyłączenia podzielonego w ten sposób dławika, również połączone z magistralą obciążenia przez dławik. Dławik jest jednak konieczny tylko między każdym

3 P944PL EP B1 zastępczym źródłem mocy i siecią prądu przemiennego. Zasilane obciążenia mogą być przyłączone bezpośrednio do magistrali połączeń lub też w każdym miejscu między zastępczym źródłem mocy i magistralą obciążenia. STAN TECHNIKI 1 [0004] Aby zapewnić zasilanie przyłączonych do magistrali obciążenia obciążeń elektrycznych podczas awarii sieci prądu zmiennego, może być przewidziane jedno, wymiarowane jako odpowiednio duże zastępcze źródło prądowe, lub kilka połączonych równolegle zastępczych źródeł prądu może zasilać magistralę obciążenia potrzebną mocą elektryczną. Ta druga możliwość jest przy tym z reguły preferowana, ponieważ można posłużyć się standaryzowanymi zastępczymi źródłami prądowymi, które tylko pod względem liczby muszą zostać dopasowane do danego przypadku zastosowania. Gdy zapotrzebowanie na moc dla magistrali obciążenia zasadniczo wzrośnie, mogą być również później udostępnione dodatkowe zastępcze źródła prądowe. Ponadto awaria pojedynczego z tych zastępczych źródeł prądowych jest najczęściej nieproblematyczna. Również ponowne uruchomienie pracy sieci jest łatwiejsze przy wielu połączonych równolegle zastępczych źródłach prądowych, ponieważ sieć prądu przemiennego nie musi natychmiast ponownie przejąć całej mocy, lecz pojedyncze drogi zasilania od sieci prądu przemiennego do magistrali obciążenia, na których są umieszczone pojedyncze zastępcze źródła prądowe, mogą być przełączane po kolei z zasilania przez zastępcze źródło prądowe na zasilanie sieciowe. Przy zastosowaniu wielu połączonych równolegle zastępczych źródeł prądu należy jednak zadbać o to, że są one obciążane możliwie równomiernie, tj. pokrywają zapotrzebowanie na moc magistrali obciążenia możliwie w równych częściach. Jest przy tym zasadniczo możliwe, że nadrzędne sterowanie określa całkowite zapotrzebowanie na moc i dzieli je na pojedyncze zastępcze źródła prądowe. Ta koncepcja jest jednak sprzeczna z modularną budową całego urządzenia. [000] W sposobie nazywanym droop o cechach części przedznamiennej niezależnego zastrzeżenia patentowego 1 oraz urządzeniu o cechach części przedznamiennej niezależnego zastrzeżenia patentowego 6 jest znanym, aby dla określania mocy dostarczonych przez pojedyncze zastępcze źródła prądowe, gdy są one wszystkie

4 P944PL EP B1 1 odłączone od sieci prądu przemiennego, w każdym zastępczym źródle określić wartość zadaną dla częstotliwości prądu przemiennego wspólnie udostępnionego przez wszystkie zastępcze źródła prądowe na magistrali obciążenia z charakterystyki, która opada z mocą aktualnie dostarczoną przez dane źródło prądu przemiennego. Z tą wartością zadaną jest porównywana rzeczywiście zmierzona częstotliwość prądu przemiennego na magistrali obciążenia jako wartość rzeczywista. Gdy określona dla danego zastępczego źródła prądowego wartość zadana częstotliwości leży powyżej zmierzonej wartości rzeczywistej na magistrali obciążenia, dostarczona przez zastępcze źródło do magistrali obciążenia moc jest podwyższana przez próbę zastępczego źródła prądowego, aby podnieść wartość rzeczywistą częstotliwości do wartości zadanej. Związane z próbą zwiększenia częstotliwości zwiększenie mocy danego źródła prądu przemiennego skutkuje z powodu opadającej charakterystyki częstotliwość-mocy obniżeniem wartości zadanej dla częstotliwości. W ten sposób pojedyncze zastępcze źródło prądowe dopasowuje się od dołu do żądanej przez magistralę obciążenia mocy. Odpowiednio zastępcze źródło prądowe, które na początku dostarczało do magistrali obciążenia więcej niż przeciętną moc, przybliża się od góry do żądanej mocy. Przy takim samym zastępczym źródle mocy oraz takich samych charakterystykach są więc wszystkie zastępcze źródła prądowe regulowane to takiej samej mocy. Gdy przy tym przez podnoszące się lub obniżające mocy pojedynczych zastępczych źródeł prądowych lub różne obciążenia na magistrali obciążenia zmienia się wartość rzeczywista częstotliwości prądu przemiennego na magistrali obciążenia, odpowiada to zmienionej żądanej przez magistralę obciążenia mocy, do których moce wszystkich zastępczych źródeł prądowych się automatycznie dopasowują. Korzystnie jest dla zestrojenia ich mocy niepotrzebna komunikacja między pojedynczymi zastępczymi źródłami prądowymi. Do każdego zastępczego źródła prądowego mogą być przyporządkowane własne urządzenia do określenia częstotliwości prądu przemiennego na magistrali obciążenia, i własna aktualna moc jest z reguły i tak dostępna w każdym zastępczym źródle prądowym. Ten znany sposób postępowania nie może być jednak zastosowany, aby regulować moce zastępczych źródeł prądowych, które po stronie wejścia nie zostały jeszcze z powrotem połączone z siecią prądu przemiennego, podczas gdy inne, połączone z nimi przez magistralę obciążenia zastępcze źródła prądowe zostały już ponownie połączone z siecią prądu przemiennego lub wskutek tylko częściowej awarii

5 P944PL EP B1 1 sieci prądu przemiennego nigdy nie były od niej oddzielone, tak że przenoszona przez dany dławik na magistralę obciążenia moc elektryczna jest udostępniana przez sieć prądu przemiennego, ponieważ przez połączenie magistrali obciążenia z siecią prądu przemiennego narzuca się prądowi przemiennemu na magistrali obciążenia częstotliwość sieci prądu przemiennego. Częstotliwość prądu przemiennego na magistrali obciążenia nie jest więc dostępna jako wielkość nastawcza dla regulowania wszystkich używanych jeszcze zastępczych źródeł prądowych. [0006] Specjalny sposób droop sterowania wieloma połączonymi ze sobą równolegle zastępczymi źródłami prądowymi, które po stronie wejścia są rozłącznie połączone z siecią prądu przemiennego i po stronie wyjścia są połączone ze wspólną magistralą obciążenia, podczas gdy wszystkie zastępcze źródła prądowe są oddzielone od sieci, jest znany z US 7,072,19 B2. Obok urządzeń, w których kilka połączone ze sobą równolegle zastępczych źródeł prądowych jest po stronie wejścia każdorazowo rozłącznie połączonych z siecią prądu przemiennego i po stronie wyjścia jest połączonych ze wspólną magistralą obciążenia, które są określane jako systemu UPS typu on-line, US 7,072,19 B2 opisuje również urządzenia, w których zamiast połączenia po stronie wejścia zastępczych źródeł prądowych z siecią prądu przemiennego sieć prądu przemiennego jest połączona bezpośrednio w sposób rozłącznych z magistralą obciążenia i które są określane jako systemy UPS typu lineinteractive. Dla takiego systemu UPS typu line-interactive jest dodatkowo opisane ponowne przyłączanie sieci prądu przemiennego do magistrali obciążenia. W tym celu kąt fazowy między siecią prądu przemiennego i magistralą obciążenia jest obniżany przed ponownym połączeniem sieci prądu przemiennego z magistralą obciążenia możliwie do zera. US 7,072,19 B2 nie zajmuje się mieszaną pracą systemu UPS typu on-line podczas ponownego podłączania z siecią prądu przemiennego po kolei pojedynczych zastępczych źródeł prądowych oddzielonych najpierw po stronie wejścia od sieci prądu przemiennego i po stronie wyjścia połączonych ze wspólną magistralą obciążenia. [0007] Również US,96,492 A opisuje sposób droop do wzajemnego zestrojenia mocy dostarczonych przez pojedyncze zastępcze źródła prądowe w systemie UPS typu line-interactive, podczas gdy magistrala obciążenia jest oddzielona od sieci prądu przemiennego. Charakterystyka droop jest przy tym przesuwana we wszystkich

6 P944PL EP B1 1 zastępczych źródłach prądowych, aby zachować określoną częstotliwość prądu przemiennego na magistrali obciążenia. To przesunięcie jest również wykorzystywane do tego, aby częstotliwość prądu przemiennego na magistrali obciążenia przy ponownym połączeniu magistrali obciążenia z siecią prądu przemiennego zestroić z częstotliwością sieci prądu przemiennego w taki sposób, że zasilanie mocą magistrali obciążenia w sposób kontrolowany, np. przy obniżaniu mocy zastępczych źródeł prądowych jest przykazywane do sieci prądu przemiennego. US,96,492 nie dotyczy systemu UPS typu online, w którym pojedyncze zastępcze źródła prądowe po stronie wejścia są połączone rozłącznie z siecią prądu przemiennego i w szczególności nie dotyczy mieszanej pracy takiego systemu UPS typu online przy ponownym podłączaniu zastępczych źródeł prądowych z siecią prądu przemiennego po powrocie sieci prądu przemiennego. [0008] Z DE C1 jest znany system do stabilizacji zasilania elektrycznego, który może być stosowany jako jeden z wielu równolegle połączonych zastępczych źródeł prądowych w systemie UPS typu online. Również DE A1 opisuje urządzenie do zasilania prądem bez przerwy, które może znaleźć zastosowanie jako kilka równolegle połączonych zastępczych źródeł prądowych w systemie UPS typu online. CEL WYNALAZKU [0009] Celem wynalazku jest podanie sposobu o cechach części przedznamiennej niezależnego zastrzeżenia patentowego 1 oraz urządzenia o cechach niezależnego zastrzeżenia patentowego 6, przy pomocy których również podczas sukcesywnego ponownego łączenia zastępczych źródeł prądowych z siecią prądu przemiennego jest możliwe niezależne regulowanie mocy pojedynczych jeszcze ni połączonych ponownie z siecią prądu przemiennego zastępczych źródeł prądowych, aby je obciążyć równomiernie. ROZWIĄZANIE [00] Według wynalazku cel jest osiągany przez sposób o cechach niezależnego

7 P944PL EP B1 zastrzeżenia patentowego 1 i przez urządzenie o cechach niezależnego zastrzeżenia patentowego 6. Korzystne postaci wykonania nowego sposobu są opisane w zależnych zastrzeżeniach patentowych 2 do, podczas gdy zależne zastrzeżenia patentowe 7 do 12 definiują korzystne postaci wykonania nowego urządzenia. OPIS WYNALAZKU 1 [0011] W nowym sposobie jest określany kąt fazowy między siecią prądu przemiennego i magistralą obciążenia, który występuje wówczas, gdy magistrala obciążenia jest tylko przez jeden dławik zastępczego źródła prądowego połączona z siecią prądu przemiennego; i ten kąt fazowy jest stosowany do zestrojenia ze sobą mocy dostarczonych przez pojedyncze zastępcze źródła prądowe, podczas gdy część połączonych ze sobą równolegle na wyjściu zastępczych źródeł prądowych jest połączona po stronie wejścia z siecią a inna część nie jest połączona z siecią. W tym celu moc dostarczona przez każde z jeszcze nie połączonych ponownie z siecią prądu przemiennego zastępczych źródeł prądowych jest osobno ustawiane w zależności od kąta fazowego. Kąt fazowy między siecią prądu przemiennego i magistralą obciążenia jest miarą mocy przenoszonej na magistralę obciążenia przez każdy z dławików, przez który płynie już ponownie prąd przemienny z sieci prądu przemiennego. Konkretnie kąt fazowy jest proporcjonalny do mocy przenoszonej przez każdy z dławików z sieci prądu przemiennego na magistralę obciążenia, i wraz ze znajomością kąta fazowego jest również znana ta sama moc. Przez to, że teraz każde z zastępczych źródeł prądowych jest ustawiane tak, że również dostarcza tę moc, wszystkie zastępcze źródła prądowe, które po stronie wejścia nie są jeszcze przez dławik połączone ponownie z siecią prądu przemiennego, są ustawiane na taką samą moc. Gdy zmniejsza się przy tym kąt fazowy, ponieważ udostępniona dla magistrali obciążenia przez zastępcze źródła prądowe razem moc staje się tak duża, że przez każdy połączony ponownie z siecią prądu przemiennego dławik jest przenoszona na magistralę obciążenia jeszcze mniejsza moc, to wpływa to na zmniejszenie mocy wymaganej od pojedynczych zastępczych źródeł prądowych. Tym samym występuje kompletny obwód regulacji, który prowadzi do tego, że wszystkie zastępcze źródła prądowe są tak samo obciążane jak dławiki połączone znowu z siecią prądu przemiennego.

8 P944PL EP B1 1 [0012] Nowy sposób może być przy tym wykonany dla pojedynczych zastępczych źródeł prądowych całkowicie niezależnie od siebie. W tym celu kąt fazowy między siecią prądu przemiennego i magistralą obciążeń może być określany osobno dla każdego jeszcze nie połączonego ponownie z siecią prądu przemiennego zastępczego źródła prądowego, mimo że ten kąt fazowy jest taki sam dla wszystkich zastępczych źródeł prądowych, aby utrzymać zastępcze źródła prądowe jako całkowicie niezależne od siebie. Zasadniczo jest oczywiście również możliwe, aby ten kąt fazowy określić centralnie i udostępnić wszystkim zastępczym źródłom prądowym. [0013] Gdy sieć prądu przemiennego przed wejściami pojedynczych zastępczych źródeł prądowych względnie przyporządkowanych do nich dławików jest rozgałęziona, tak że tylko część gałęzi sieci prądu przemiennego może ulec awarii lub powrócić, jest korzystnie, gdy między zastępczymi źródłami prądowymi przebiega osobny przewód magistrali, który przykładowo przez przekaźnik i oporniki jest łączony z gałęziami sieci prądu przemiennego, przez które płynie jeszcze lub płynie ponownie prąd przemienny. Ten przewód magistrali udostępnia wtedy wszystkim zastępczym źródłom prądowym fazę prądu przemiennego sieci prądu przemiennego, która jest potrzebna zarówno do określenia kąta fazowego dla regulacji mocy według wynalazku, jak i do synchronizacji pojedynczych zastępczych źródeł prądowych z siecią prądu przemiennego. Jest również możliwe, aby pobrać przewód magistrali udostępniający fazę prądu przemiennego wszystkim zastępczym źródłom prądowym ze wspólnego dla zastępczych źródeł prądowych, umiejscowionego wcześniej miejsca zasilania, np. z pola średniego napięcia. Tym samym można zrezygnować z oporów i przekaźnika. [0014] W pojedynczych jeszcze nie połączonych ponownie z siecią prądu przemiennego zastępczych źródłach prądowych dostarczona przez nie do magistrali obciążenia moc może być ustawiona proporcjonalnie do kąta fazowego. Stosowany przy tym współczynnik proporcjonalności może być taki sam dla wszystkich zastępczych źródeł prądowych. Nie jest to jednak konieczne. Jest również możliwe, że np. różnie zbudowane i przeznaczone zastępcze źródła prądowe mają różny duży udział w zasilaniu magistrali obciążenia mocą. Również w tym przypadku może być wykorzystany nowy sposób, aby wszystkie zastępcze źródła prądowe brały udział w tej mierze równomiernie w zasilaniu magistrali obciążenia, że przykładowo dostarczają każdorazowo ten sam procentowy udział swojej mocy maksymalnej. Zasadniczo jest

9 P944PL EP B1 1 również możliwe, że zastępcze źródła prądowe udostępniają magistrali obciążenia każdorazowo mniejszą moc, niż tak, która płynie przez każdy dławik ponownie połączony z siecią prądu przemiennego. W tym celu należy zapamiętać odpowiednio zestrojone krzywe sterowania dla mocy w zależności od kąta fazowego w pojedynczych zastępczych źródłach prądowych. Znawca wie, że w przypadku równoległego połączenia zastępczych źródeł prądowych o różnej mocy przy całkowitym obciążeniu musi być podany ten sam kąt fazowy przez dane dławiki, aby jako moc maksymalną połączenia równoległego otrzymać sumę mocy maksymalnych pojedynczych zastępczych źródeł prądowych. [001] Kąt fazowy między siecią prądu przemiennego i magistralą obciążenia przy wzajemnym zestrajaniu mocy dostarczanych przez pojedyncze zastępcze źródła prądowe podczas ponownego łączenia po kolei zastępczych źródeł prądowych z siecią prądu przemiennego może być dodatkowo użyty do tego, aby ustawić moc dostarczoną przez przez co najmniej jeden przyłączony do magistrali obciążenia agregat prądotwórczy awaryjny. Taki agregat prądotwórczy awaryjny nie musi być przy tym nigdy przewidziany do własnego połączenia z siecią prądu przemiennego. [0016] W nowym urządzeniu sterowanie ma co najmniej jedno urządzenie do określania kąta fazowego między siecią prądu przemiennego i magistralą obciążenia. W zależności od tego kąta fazowego sterowanie ustawia dla wzajemnego zestrojenia mocy dostarczonych przez pojedyncze zastępcze źródła prądowe moc dostarczoną przez każde z jeszcze nie połączonych ponownie z siecią prądu przemiennego zastępczych źródeł prądowych podczas ponownego łączenia po kolei zastępczych źródeł prądowych z siecią prądu przemiennego. [0017] Korzystnie sterowanie ma przy tym dla każdego zastępczego źródła prądu moduł, który ustawia moc dostarczoną przez jeszcze nie połączone ponownie z siecią prądu przemiennego zastępcze źródło mocy niezależnie od modułów innych zastępczych źródeł prądowych, w zależności od kąta fazowego. [0018] Każdy z modułów może ponadto mieć własne urządzenie do określania kąta fazowego między siecią prądu przemiennego oraz magistralą obciążeń. [0019] W każdym module jest zapisana zależna od kąta fazowego krzywa sterowania dla mocy zastępczego źródła prądowego. Ta krzywa sterowania może zależeć liniowo od kąta fazowego i tym samym może być zdefiniowana jedynie przez współczynnik

10 P944PL EP B1 1 proporcjonalności. Mogą być również jednak przewidziane bardziej złożone krzywe sterowania. Krzywe sterowania w pojedynczych modułach nie muszą być identyczne, jest to jednak korzystne, gdy zastępcze źródła prądowe są ukształtowane identycznie, co jest zasadniczo korzystne, aby mieć takie same warunki we wszystkich częściach nowego urządzenia. [00] Jest szczególnie korzystnie, gdy moduły pojedynczych zastępczych źródeł prądowych ustawiają moce dostarczone przez zastępcze źródła prądowe we wszystkich stanach pracy urządzenia niezależnie od siebie. Dla ustawienia mocy zastępczych źródeł prądowych, podczas gdy jeszcze żadne z nich nie jest po stronie wejścia znowu przyłączone do sieci prądu przemiennego, można sięgnąć do znanego w stanie techniki i opisanego na wstępie sposobu, który jest oparty na określeniu wymaganej przez magistralę obciążenia mocy z wynikającego z tego obniżenia częstotliwości prądu przemiennego na magistrali obciążenia. W połączeniu tej znanej samej w sobie koncepcji z niniejszym wynalazkiem pojedyncze zastępcze źródła prądowe mogą pracować w sposób zupełnie samowystarczalny względem siebie, chyba, że zadane z zewnątrz są ponownie łączone po kolei z siecią prądu przemiennego. [0021] Korzystne rozwinięcia wynalazku wynikają z zastrzeżeń patentowych, opisu i rysunków. Podane we wprowadzeniu opisu korzyści cech i kombinacje kilku cech są jedynie przykładowe i mogą działać alternatywnie lub w połączeniu, bez konieczności osiągnięcia zalet przez postaci wykonania według wynalazku. Dalsze cechy wynikają z rysunków w szczególności z przedstawionych geometrii i względnych rozmiarów elementów konstrukcyjnych względem siebie oraz z ich względnego położenia i oddziaływania. Połączenie cech różnych postaci wykonania wynalazku lub cech różnych zastrzeżeń patentowych jest możliwe również w sposób odbiegający od wybranych powołań zależności zastrzeżeń patentowych i niniejszym się do tego zachęca. Dotyczy to również takich cech, które są przedstawione na osobnych rysunkach lub które są wymienione w ich opisie. Te cechy można również połączyć z cechami różnych zastrzeżeń patentowych. Można również zrezygnować z cech podanych w zastrzeżeniach patentowych dla dalszych postaci wykonania wynalazku. KRÓTKI OPIS FIGUR [0022] Wynalazek jest poniżej bliżej wyjaśniany i opisywany na podstawie

11 P944PL EP B1 konkretnego przykładu wykonania z odniesieniem do załączonych rysunków. Fig. 1 przedstawia bardzo schematyczny jednoliniowy schemat połączeń nowego urządzenia z połączonymi równolegle między siecią prądu przemiennego i magistralą obciążenia zastępczymi źródłami prądowymi. Fig. 2 przedstawią zależną od kąta fazowego Δϕ krzywą sterowania dla mocy pojedynczego zastępczego źródła prądowego urządzenia według Fig. 1 przy sukcesywnym ponownym przyłączaniu zastępczych źródeł prądowych do sieci prądu przemiennego; oraz Fig. 3 przedstawia zależną od aktualnej mocy P pojedynczego zastępczego źródła prądowego według Fig. 1 charakterystykę częstotliwości zadanej f s, która razem z częstotliwością rzeczywistą prądu przemiennego na magistrali obciążeń jest stosowana do regulacji mocy zastępczego źródła prądowego, gdy magistrala obciążenia jest całkowicie oddzielona od sieci prądu przemiennego. 1 OPIS FIGUR [0023] Naszkicowane na Fig. 1 urządzenie 1 ma wiele zastępczych źródeł 2 prądowych, które każdorazwo są przez punkt przyłączenia dławika 3 po stronie wejścia przyłączone do sieci prądu przemiennego i po stronie wyjścia są przyłączone do magistrali 4 obciążenia. Podzielone przez dany punkt przyłączenia dławiki 3 są zasadniczo umiejscowione między zastępczymi źródłami 2 prądowymi i siecią prądu przemiennego i tylko w mniejszej części między zastępczymi źródłami 2 prądowymi i magistralą 4 obciążenia. Do punktu przyłączenia każdego dławika 3 jest przyłączone uzwojenie maszyny elektrycznej 8 danego zastępczego źródła prądowego, która ma dwa osobne uzwojenia, przy czym obydwa uzwojenia mogą naprzemiennie służyć jako uzwojenie silnika i jako uzwojenia generatora. Przez magistralę 4 obciążeń kilka obciążeń elektrycznych 6 jest zasilanych prądem przemiennym. W normalnym przypadku następuje to przy zamkniętych przełącznikach 7 między dławikami 3 i siecią prądu przemiennego przez sieć prądu przemiennego. Maszyny elektryczne 8 zastępczych źródeł prądowych 2 pracują przy tym bezobciążeniowo, aby polepszyć jakość prądu na magistrali 4 obciążenia. Do każdorazowo drugiego uzwojenia maszyn elektrycznych 8 jest przyłączony falownik, który jest połączony z generatorem 11, którego rotor jest połączony z kołem zamachowym 12. Podczas zasilania z sieci prąd z

12 P944PL EP B1 1 maszyny elektrycznej 8 może przez falownik płynąć do generatora 11 pracującego wtedy jako silnik, aby doprowadzić koło zamachowe 12 do liczby obrotów, tj. aby zgromadzić energię kinetyczną w kole zamachowym 12. Gdy sieć prądu przemiennego ulegnie awarii, prąd płynie odwrotnie od napędzanych przez koła zamachowe 12 generatorów 11 przez falowniki do maszyn elektrycznych 8, które wtedy zasilają magistralę 4 obciążenia. Aby nie wystąpiła przy tym utrata napięcia względem sieci prądu przemiennego, jak długo przełączniki 7 jeszcze nie są otwarte, są przewidziane dławiki 3 między zastępczymi źródłami 2 prądowymi i siecią prądu przemiennego. Gdy wszystkie przełączniki 7 są otwarte, jest korzystnym, aby wszystkie połączone równolegle zastępcze źródła 2 prądowe oddawały równomiernie moc do magistrali 4 obciążeń, aby np. zmagazynowana we wszystkich kołach zamachowych 12 energia kinetyczna była wykorzystywana równomiernie. W tym celu są przewidziane urządzenia 13 do pomiaru częstotliwości, które mierzą częstotliwość f l prądu przemiennego na magistrali 4 obciążenia. Ta częstotliwość f l jest przez sterowanie 14, które jest podzielone na niezależne od siebie moduły 16 w pojedynczych zastępczych źródłach 2 prądowych, porównywane jako wartość rzeczywista z wartością zadaną częstotliwości F s, która jest w danym module określana z aktualnej mocy danego zastępczego źródła 2 mocy i opadającej charakterystyki (patrz Fig. 3). Występujący przy tym ujemny uchyb regulacji próbuje wyrównać dane zastępcze źródło mocy przez wyższą moc i odwrotnie. W ten sposób moc każdego zastępczego źródła 2 mocy jest dopasowywana do mocy potrzebnej na magistrali 4 obciążenia, pokazywanej przez częstotliwość f l prądu przemiennego, aż w przypadku takich samych zastępczych źródeł 2 prądowych wszystkie zastępcze źródła 2 prądowe dostarczają tę samą moc. Ten proces regulacji dopuszcza zmianę częstotliwości f l prądu przemiennego na magistrali 4 obciążenia zarówno wskutek zmienionych mocy zastępczych źródeł 2 prądowych jako całości, jak i wskutek różnego zapotrzebowania na moc obciążeń 6, przykładowo przez włączanie i wyłączanie pojedynczych obciążeń 6. Ponadto ten proces regulacji nadaje się bez zmian również dla mocy jednego lub wielu dodatkowych przyłączonych do magistrali 4 obciążenia agregatów prądotwórczych awaryjnych 17, z których na Fig. 1 jest naszkicowany jeden w postaci przyłączonego do generatora 18 prądu przemiennego silnika Diesla 19. [0024] Gdy po powrocie sieci prądu przemiennego przełączniki 7 są po kolei

13 P944PL EP B1 1 zamykane, aby zasilanie magistrali 4 obciążenia mocą elektryczną stopniowo przenieść znowu na sieć prądu przemiennego, lub gdy tylko jedna gałąź rozgałęzionej przed zastępczymi źródłami 2 prądowymi uległa awarii i tylko przyłączone do tej gałęzi, tzn. dotknięte tą awarią zastępcze źródła 2 prądowe zostały oddzielone przez otwarcie ich przełączników 7 od sieci prądu przemiennego, prądowi przemiennemu na magistrali 4 obciążenia jest narzucana częstotliwość sieci prądu przemiennego, tak że wyżej opisywana możliwość, aby zestroić ze sobą moce pojedynczych zastępczych źródeł 2 prądowych i agregatu prądotwórczego awaryjnego 17 nie jest już dana. Wtedy moduły 16 sterowania 14 stosują w pojedynczych zastępczych źródłach 2 prądowe kąt fazowy Δϕ, który określają urządzenia 1 do pomiaru kąta fazowego między siecią prądu przemiennego i magistralą 4 obciążenia, aby ustawić moc pojedynczych zastępczych źródeł 2 mocy, przy czym wskutek jednorodnego kąta fazowego Δϕ otrzymuje się równe moce wszystkich zastępczych źródeł prądowych. Kąt fazowy Δϕ na dławikach 3 jest miarą mocy elektrycznej przenoszonej przez każdy dławik 3 z sieci prądu przemiennego na magistralę 4 obciążenia. Każdy moduł 16 sterowania 14 w każdym zastępczym źródle 2 prądowym, których przełącznik 7 nie jest jeszcze znowu zamknięty z siecią prądu przemiennego, może niezależnie od innych modułów 16 rejestrować kąt fazowy Δϕ i może skłonić zastępcze źródło 2 prądowe do dostarczenia do magistrali 4 obciążenia mocy odpowiadającej właśnie temu kątowi fazowemu Δϕ. Wtedy wymagana przez magistralę 4 obciążenia moc elektryczna jest udostępniana w równych częściach przez jeszcze nie przyłączone ponownie do sieci prądu przemiennego zastępcze źródła 2 prądowe i przez dławiki 3 połączone już znowu z siecią prądu przemiennego przez zamknięte przełączniki 7. Ten proces regulacji dopuszcza zmianę kąta fazowego Δϕ zarówno wskutek zmienionych mocy jeszcze nie połączonych ponownie z siecią prądu przemiennego zastępczych źródeł 2 prądowych jak i wskutek zmiennego zapotrzebowania na moc obciążeń 6, przykładowo przez włączanie lub wyłączanie pojedynczych obciążeń 6. Ponadto ten proces regulacji jest również odpowiedni bez zmian dla mocy jednego lub kilku przyłączonych do magistrali 4 obciążenia agregatów prądotwórczych awaryjnych 17. [00] Fig. 2 przedstawia schematycznie krzywą sterowania, która jest stosowana do sterowania mocy P w pojedynczych zastępczych źródłach 2 mocy w zależności od kąta

14 P944PL EP B1 fazowego Δϕ. Im większy staje się kąt fazowy Δϕ, tym więcej mocy muszą udostępnić pojedyncze zastępcze źródła prądowe. W najprostszym przypadku krzywa sterowania według Fig. 2 jest definiowana przez współczynnik proporcjonalności między Δϕ i P. [0026] Natomiast dla czasu, w którym wszystkie przełączniki 7 zgodnie z Fig. 1 są otwarte, stosuje się przedstawioną na Fig. 3 opadającą charakterystykę. W zależności aktualnej mocy danego zastępczego źródła 2 prądu jest określana częstotliwość f s jako wartość zadana dla porównania ze zmierzoną częstotliwością f l prądu przemiennego na magistrali 4 obciążenia. LISTA OZNACZEŃ ODSYŁAJĄCYCH 1 [0027] 1 urządzenie 2 zastępcze źródło prądowe 3 dławik 4 magistrala obciążenia sieć prądu przemiennego 6 obciążenie 7 przełącznik 8 maszyna elektryczna falownik 11 generator 12 koło zamachowe 13 urządzenie do pomiaru częstotliwości 14 sterowanie 1 urządzenie do pomiaru kąta fazowego 16 moduł 17 zespół prądotwórczy awaryjny 18 generator prądu przemiennego 19 silnik Diesla punkt przyłączenia

15 P944PL EP B1 Zastrzeżenia patentowe 1 1. Sposób sterowania wieloma połączonymi ze sobą równolegle zastępczymi źródłami mocy, przy czym zastępcze źródła prądowe po stronie wejścia są połączone każdorazowo w sposób rozłączny przez dławik z siecią prądu przemiennego i po stronie wyjścia ze wspólną magistralą obciążenia, przy czym moc dostarczona przez każde pojedyncze źródło może być zmieniana i przy czym sposób obejmuje kroki: - przy awarii sieci prądu przemiennego: oddzielenie co najmniej tych objętych awarią zastępczych źródeł prądowych od sieci prądu przemiennego; - po powrocie sieci prądu przemiennego: po kolei ponowne połączenie zastępczych źródeł prądowych z siecią prądu przemiennego, oraz - zestrojenie ze sobą mocy dostarczonych przez zastępcze źródła prądowe, znamienny tym, że do zestrojenia ze sobą mocy dostarczonych przez pojedyncze zastępcze źródła (2), podczas gdy część zastępczych źródeł prądowych(2) jest po stronie wejścia połączona z siecią () prądu przemiennego i inna część zastępczych źródeł prądowych(2) nie jest po stronie wejścia połączona ze źródłem prądu przemiennego (), jest określany kąt fazowy (Δϕ) między siecią () prądu przemiennego i magistralą (4) obciążenia i moc dostarczona przez każdego z jeszcze nie połączonych ponownie z siecią () prądu przemiennego zastępczych źródeł (2) prądowych jest ustawiana w zależności od kąta fazowego (Δϕ). 2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że moce dostarczone przez jeszcze nie połączone ponownie z siecią () prądu przemiennego zastępcze źródła (2)prądowego są ustawiane niezależnie od siebie w zależności od kąta fazowego (Δϕ). 3. Sposób według zastrzeżenia 1 albo 2, znamienny tym, że kąt fazowy (Δϕ) między siecią () prądu przemiennego i magistralą (4) obciążenia jest określany osobno dla każdego jeszcze nie połączonego ponownie z siecią () prądu przemiennego zastępczego źródła (2) mocy. 4. Sposób według jednego z zastrzeżeń 1 do 3, znamienny tym, że moce

16 P944PL EP B1 1 dostarczone przez jeszcze nie połączone ponownie z siecią () prądu przemiennego zastępcze źródła (2)są ustawiane proporcjonalnie do kąta fazowego (Δϕ).. Sposób według jednego z zastrzeżeń 1 do 4, znamienny tym, że przy zestrajaniu ze sobą mocy dostarczonych przez pojedyncze zastępcze źródła (2) prądowe podczas ponownego podłączania po kolei zastępczych źródeł (2) prądowych z siecią () prądu przemiennego kąt fazowy (Δϕ) między siecią () prądu przemiennego i magistralą (4) obciążenia jest również stosowany, aby ustawić moc dostarczoną przez co najmniej jeden podłączony do magistrali (4) obciążenia agregat prądotwórczy (17) awaryjny. 6. Urządzenie z wieloma połączonymi ze sobą równolegle zastępczymi źródłami prądowymi, przy czym zastępcze źródła prądowe po stronie wejścia są połączone każdorazowo w sposób rozłączny przez dławik z siecią prądu przemiennego i po stronie wyjścia ze wspólną magistralą obciążenia, i przy czym moc dostarczona przez pojedyncze źródło prądowe może być zmieniana, oraz ze sterowaniem, które - przy awarii sieci prądu przemiennego oddziela co najmniej te objęte awarią zastępcze źródła prądoweod sieci prądu przemiennego; - po powrocie sieci prądu przemiennego ponowni łączy po kolei zastępcze źródła prądowe z siecią prądu przemiennego, oraz - zestraja ze sobą moce dostarczone przez pojedyncze zastępcze źródła prądowe, znamienne tym, że sterowanie (14) ma co najmniej jedno urządzenie (1) do określania kąta fazowego (Δϕ) między siecią () prądu przemiennego i magistralą (4) obciążenia i że sterowanie (14) do wzajemnego zestrojenia mocy dostarczonych przez pojedyncze zastępcze źródła (2) prądowe, podczas gdy część zastępczych źródeł (2) prądowych jest po stronie wejścia połączona z siecią () prądu przemiennego i inna część zastępczych źródeł (2) prądowych nie jest po stronie wejścia połączona z siecią () prądu przemiennego, ustawia moc dostarczoną przez każde z jeszcze nie połączonych ponownie z siecią () prądu przemiennego zastępczych źródeł (2) prądowych w zależności od kąta fazowego (Δϕ).

17 P944PL EP B Urządzenie według zastrzeżenia 6, znamienne tym, że sterowanie (14) ma dla każdego zastępczego źródła (2) mocy moduł (16), który ustawia moc dostarczoną przez jeszcze nie podłączone ponownie do sieci () prądu przemiennego zastępcze źródło (2) mocy niezależnie od modułów innych zastępczych źródeł prądowych(2) w zależności od kąta fazowego (Δϕ). 8. Urządzenie według zastrzeżenia 7, znamienne tym, że każdy moduł (16) ma własne urządzenie (1) do określania kąta fazowego (Δϕ) między siecią () prądu przemiennego i magistralą (4) obciążenia. 9. Urządzenie według zastrzeżenia 7 albo 8, znamienne tym, że w każdym module (16) jest zapisana zależna proporcjonalnie od kąta fazowego (Δϕ) krzywa sterowania dla mocy zastępczego źródła (2) prądu.. Urządzenie według jednego z zastrzeżeń 6 do 9, znamienne tym, że moduły ustawiają moce dostarczone przez zastępcze źródła (2) niezależnie od siebie we wszystkich stanach pracy urządzenia (1). 11. Urządzenie według jednego z zastrzeżeń 6 do, znamienne tym, że zastępcze źródła (2) są ukształtowane identycznie. 12. Urządzenie według jednego z zastrzeżeń 6 do 11, znamienne tym, że jest przewidziany co najmniej jeden podłączony do magistrali (4) obciążania agregat prądotwórczy awaryjny (17) i że sterowania (14) podczas ponownego podłączania po kolei zastępczych źródeł (2) do sieci () prądu przemiennego ustawia również moc dostarczoną przez agregat prądotwórczy awaryjny (17) w zależności od kąta fazowego (Δϕ). Piller Group GmbH Pełnomocnik:

18 P944PL EP B1