Требования, предъявляемые к резервным агрегатам электропитания, определяются чувствительностью («критичностью») обслуживаемой этими агрегатами аппаратуры к перерывам или изменениям напряжения в основной сети. В соответствии с этим также агрегаты условно разделяют на две группы:
- Бесперебойного электропитания (on-line), в которых переход с основного на резервный источник питания производится безразрывно («без разрыва синусоиды»), т.е. при времени переключения равном нулю;
- Гарантированного электропитания (off-line и line4ntегасtivе), в которых время перехода с основного на резервный источник питания имеет конечное значение, зависящее от используемых переключателей и схемных решений.
Рассмотрим особенности таких агрегатов.
Защита нагрузки, чувствительной к кратковременным перебоям сетевого напряжения, в подавляющем большинстве случаев осуществляется с помощью агрегатов бесперебойного питания (АБП), представляющих собою электронные устройства, использующие энергию аккумуляторных батарей для питания нагрузки при исчезновении или недопустимом снижении сетевого (основного) напряжения (у таких дизельных генераторов обеспечивается безразрывный переход на резервный источник питания). В этих устройствах применяют двойное преобразование напряжения (АС/ДС + ДС/АС), что совместно с аккумуляторной батареей обеспечивает защиту нагрузки от таких неполадок электропитания, как колебания номинального напряжения, кратковременные высоковольтные импульсы, высокочастотные помехи и искажения формы синусоиды. Дпя повышения надежности АБП предусматривают дополнительные энергетические вводы — по возможности основной и резервный от разных источников, а при невозможности этого — от разных фидеров. Вместо второго источника часто применяют дизель-электрические установки (ДЭУ). Современные ДЭУ оснащают электронными регуляторами частоты вращения и возбуждения, а также устройствами управления, обеспечивающими автоматический запуск при исчезновении или недопустимом снижении напряжения в основной сети и остановку — после восстановления напряжения. Мощности используемых ДЭУ могут быть практически любыми — от 3-4 кВА до нескольких десятков мегаватт (Например, как в линейке электростанции Исток (Россия)); они обеспечивают длительную работу в автономном режиме в течение нескольких суток.
Такие АБП обеспечивают безразрывное переключение нагрузки и в то же время длительную работу при перебоях основного электропитания.
Время, в течение которого питание нагрузки должно производиться от аккумуляторных батарей, определяют из следующих соображений:
- при наличии резервного дизель-генератора — длительностью его запуска и принятия нагрузки;
- при его отсутствии — технологическими характеристиками объекта, который после выполнения минимально необходимых операций переводится в безопасное состояние.
В случаях, когда такой перевод является недопустимым и требуется безусловная подача питания к нагрузке, следует выбирать между увеличением количества батарей и, соответственно, времени их работы и установкой дизель-генератора. Целесообразность выбора определяют из экономических соображений.
В современных АБП часто предусматривают дополнительный — экономический режим работы, при котором схема двойного преобразования напряжения «обходится» и питание нагрузки производится входным напряжением (отфильтрованным или неотфильтрованным — в зависимости от схемы включения). Такой режим носит название «байпас» (bypass) — обход. Экономичность режима определяется повышением КПД агрегата, т. к. при работе на нем отсутствуют потери в выпрямителе и инверторе. Предусматривают автоматический и ручной переходы на байпас. Автоматический переход производится по команде устройства управления АБП при его перегрузпемли неисправностях в основных узлах. Благодаря этому нагрузка защищается также от неполадок в самом АБП. Ручной переход на байпас используют при сервисном обслуживании источника питания.
Отличительной особенностью агрегатов гарантированного электропитания (АГП) является наличие переключателя, которым нагрузка подключается к основной сети («нормальный» режим работы) или резервному источнику питания («аварийный» режим работы). Таким образом, резервный источник подключается в работу только при отказе основной сети. В качестве резервного источника используют независимые электрические установки. Последние, оснащенные автоматами включения резерва (АВР), применяют также в качестве собственно агрегатов гарантированного питания. Собственно агрегаты гарантированного питания используют на промышленных и коммерческих объектах при возможности возникновения долговременных (свыше нескольких часов) перебоев сетевого (основного) напряжения и нечувствительности нагрузки к его кратковременным (до 10-15 с) перерывам.
Как уже отмечалось, переход с основного (сетевого) на аварийное питание осуществляется при перерыве (отключении) основного питания или недопустимом снижении (просадке) напряжения. Причем, «просадки» напряжения и, соответственно, переход на резервное питание по этой причине бывают значительно чаще, чем из-за перерыва питания. Стремление при «просадках» избежать переключения нагрузки на резервное питание привело к разработке усовершенствованной схемы построения агрегатов гарантированного питания, получившей наименование «интерактивная» («line4ntегасtiче»). Эта схема отличается наличием на входе ступенчатого автоматического регулятора напряжения. Последний выполняют, как правило, на базе автотрансформатора, оснащенного устройством автоматического переключения обмоток, что позволяет поддерживать напряжение на выходе автотрансформатора в пределах заданного допуска, вне зависимости от напряжения на его входе (вместо автотрансформатора, оснащенного автоматическим регулятором, используют также феррорезонансные стабилизаторы и т. д.). Благодаря этому, агрегаты, выполненные по такой схеме, способны выдерживать без перехода на питание от аккумуляторных батарей долговременные глубокие просадки (в отдельных образцах до 70% номинального) и повышения (до 120%) сетевого напряжения.
Наличие в схеме аккумуляторной батареи и инвертора обеспечивает также кратковременное (в течение нескольких минут после перехода на электроснабжение от аккумуляторной батареи) питание нагрузки при полном пропадании (отключении) основного питания. Стоимость таких агрегатов значительно ниже стоимости АБП.
- 310 просмотров
