Se ha denunciado esta presentación.
Utilizamos tu perfil de LinkedIn y tus datos de actividad para personalizar los anuncios y mostrarte publicidad más relevante. Puedes cambiar tus preferencias de publicidad en cualquier momento.

7.14.4 Теоретическая часть ИБП

В пособии обобщена основная техническая информация по оборудованию источники бесперебойного питания.

  • Inicia sesión para ver los comentarios

  • Sé el primero en recomendar esto

7.14.4 Теоретическая часть ИБП

  1. 1. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 1 Теоретическая часть Содержание Питание чувствительных нагрузок............................2 Типы электрических помех ................................................................2 Основные помехи в низковольтной электросети .............................3 3 ИБП ..................................................................................4 Конструкция ИБП................................................................................4 Применения ИБП................................................................................5 Типы ИБП........................................................................7 Статические или роторные ИБП........................................................7 Типы статических ИБП.......................................................................9 Узлы и эксплуатация ИБП ...........................................16 Компоненты ИБП ................................................................................16 Основные характеристики компонент ИБП ......................................19 Обзорная схема основных характеристик ........................................24 Рабочие режимы ИБП ........................................................................25 Конфигурации ИБП.............................................................................26 Технология .....................................................................28 Бестрансформаторные ИБП..............................................................28 Требования к электромагнитной совместимости ...34 Электромагнитные помехи ................................................................34 Стандарты и рекомендации по электромагнитной совместимости 35 Стандарты для систем с ИБП .....................................36 Область применения и соблюдение стандартов .............................36 Основные стандарты, регулирующие работу ИБП ..........................36 Накопление энергии .....................................................39 Возможные технологии накопления..................................................39 Батареи ...............................................................................................39 Маховики.............................................................................................43 Система «ИБП/генераторная установка» ..................46 Использование генератора................................................................46 Система «ИБП/генераторная установка» .........................................46 Переходные условия нагружения..............................48 Обзор пусковых токов ........................................................................48 Гармоники.......................................................................49 Гармоники ...........................................................................................49 Характеристические коэффициенты гармоник ................................51 Нелинейные нагрузки и технология ШИМ ................54 Производительность ИБП для нелинейных нагрузок при работе по технологии ШИМ.................................................................................54 Сопоставление различных источников.............................................57 Метод прерывания со случайной частотой коммутации .................58 Выпрямитель с коррекцией коэффициента мощности ..........................................................................................60
  2. 2. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 2 Питание чувствительных нагрузок. Системы распределения электроэнергии, как общественные, так и частные, теоретически подают на электрооборудование синусоидальное напряжение с фиксированной амплитудой и частотой (например, с действующим значением 400 В, 50 Гц для низковольтных систем). Однако в реальных условиях энергосистемы фиксируют определенные отклонения от номинальных значений как в одну, так и в другую сторону. Стандарт EN 50160 устанавливает следующие допустимые колебания для низковольтного питающего напряжения европейских систем электроснабжения:  напряжение: от +10% дo -15% (средние действующие значения через каждые 10 минут), 95% которого должны находиться в пределах +10% каждую неделю.  Частота от +4 до 6% за год с 1% в течение 99,5% времени (синхронные подключения во взаимосвязанной системе). Однако на практике, помимо указанных отклонений, синусоида напряжения подвергается некоторым искажениям вследствие различных помех, имеющих место в системе.  См. Технический документ WP 18 «Семь типов проблем с энергоснабжением» Источники помех Энергоснабжение Питание энергосистемы может ухудшаться или даже обрываться вследствие таких явлений, как:  Атмосферные явления, влияющие на высоковольтные линии электропередач или проложенные в земле кабели: - молния, которая может вызвать внезапный всплеск напряжения в системе, - обледенение на высоковольтных проводах в результате которого они могут оборваться,  Нештатные ситуации: - падение ветки на провода, что может привести к короткому замыканию или обрыву линии, - повреждение подземного кабеля, например, во время копания траншеи или выполнения других строительных работ, - сбой в энергосистеме,  Асимметрия фаз,  Коммутация аппаратуры защиты и управления для аварийной разгрузки энергосистемы или в целях ее обслуживания. Оборудование пользователя Некоторое оборудование может вызывать помехи в энергосистеме, например:  Промышленное оборудование: - двигатели, которые могут вызвать падение напряжения сети при запуске вследствие бросков пускового тока, - такое оборудование как дуговые печи и сварочные аппараты, которые могут вызывать падения напряжения и высокочастотные помехи,  Силовая электроника (импульсные источники питания, приводы с регулируемой частотой вращения, электронный балласт и т.п.), которая часто порождает гармоники,  Эксплуатационное оборудование зданий, такое как лифты, вызывающее броски тока, или люминесцентное освещение, вызывающее гармоники. Типы электрических помех Электрические помехи, вызванные вышеприведенными причинами, сведены в нижеследующую таблицу согласно определениям стандартов EN 50160 и ANSI 1100-1992. Типы электрических помех См. ТД №18 
  3. 3. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 3 Питание чувствительных нагрузок (Прод.) Электрические помехи Характеристики Основные причины Основные последствия Перебои питания Кратковременные перебои Полное отсутствие напряжения в течение  10 мс. Атмосферные явления, рабочие коммутации, неисправности, ремонтные работы в сети. Сбой в работе и потеря данных (компьютерные системы) или простои производства (непрерывные технологические процессы). Перебои питания Полное отсутствие напряжения более чем один раз: - кратковременное:  3 минуты (70% перебоев длятся менее 1 с) - длительное: больше 3 минут Атмосферные явления, рабочие коммутации, сбои, несчастные случаи, обрывы линии, ремонтные работы в сети. В зависимости от длительности отключение оборудования и возникновение риска для людей (например, лифты), потеря данных (компьютерные системы) или простои производства (непрерывные процессы). Колебания напряжения Скачки напряжения Снижение среднеквадратичного значения напряжения ниже 90% номинального (но больше 0%) с последующим ростом до значение свыше 90% номинального за период от 10 мс до 1 минуты. Атмосферные явления, колебания нагрузки, короткое замыкание в соседней цепи. Остановка оборудования, сбои, повреждение оборудования и потеря данных. Перенапряжение Временный рост напряжения на более чем 10% выше номинального за период от 10 мс до нескольких секунд. - качество генераторов и систем передачи электроэнергии. - взаимодействие между генераторами и колебания нагрузки в системе энергопотребления. - коммутации системы энергопотребления. - остановка нагрузок высокой мощности (например, двигателей, конденсаторных батарей). - Для компьютерных систем: повреждение данных, ошибки обработки данных, выключение системы, отрицательное влияние на отдельные ее узлы. - повышение температуры и преждевременный износ оборудования. Недостаточное напряжение Падение напряжения, длящееся от нескольких минут до нескольких дней. Пиковое потребление электроэнергии, которое система не в состоянии обеспечить и поэтому вынуждена снижать напряжение до минимально допустимого. Выключение компьютерных систем. Повреждение или потеря данных. Рост температуры. Преждевременный износ оборудования. Бросок напряжения Внезапный, резкий скачок напряжения (например, 6 кВ). Близкие разряды молнии, статические разряды. Ошибки обработки данных, повреждение данных, выключение системы. Повреждение компьютеров, электронных плат. Ассиметрия напряжения (в трехфазных системах) Состояние, при котором действующие значения фазных напряжений или имеется дисбаланс напряжений между фазами. - Индукционные печи. - Несбалансированные однофазные нагрузки. - Рост температуры. - Отсоединение фазы. Колебания частоты Флуктуации частоты Неустойчивость частоты. Обычно +5%, -6% (среднее для 10-секундных интервалов). - Управление генераторами. - Неотрегулированная работа генераторов. - Неустойчивый источник частоты. Эти колебания превышают допустимые для некоторых приборов и устройств компьютера (часто ± 1%) и могут поэтому привести к потере или повреждению данных. Фликкер-шум Фликкер-шум в системах освещения вследствие падения напряжения и частоты (< 35 Гц). Сварочные аппараты, двигатели, дуговые печи, рентгеновские аппараты, лазеры, конденсаторные батареи. Физиологические нарушения. Прочие нарушения Высокочастотные переходные процессы Внезапный, сильный и очень кратковременный скачок напряжения. Аналогично броску напряжения. Атмосферные явления (молния) и коммутации системы. Повреждение оборудования, ускоренный преждевременный износ, выход из строя узлов или изоляторов. Короткая длительность < 1 с Амплитуда от < 1 до 2 кВ при частотах в несколько десятков МГц. Пуск слабоиндуктивных нагрузок, многократное размыкание и замыкание низковольтных реле и
  4. 4. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 4 Питание чувствительных нагрузок (Прод.) контакторов. Средняя длительность > 1 с и  100 с Пиковое значение в 8-10 раз выше номинального вплоть до нескольких МГц. Сбои (от молнии) или высоковольтных коммутаций, передаваемых в низковольтную сеть вследствие электромагнитного взаимодействия. Высокая длительность > 100 с Пиковое значение в 5-6 раз выше номинального вплоть до нескольких сотен МГц. Останов индуктивных нагрузок или высоковольтные сбои, передаваемые в низковольтную сеть вследствие электромагнитного взаимодействия. Искажения гармоник Искажение синусоид тока и напряжения вследствие гармонических токов, создаваемых нелинейными нагрузками. Влияние гармоник свыше 25-го порядка незначительно и им можно пренебречь. Электрические машины с магнитными сердечниками (двигатели, трансформаторы на холостом ходу и т.п.), импульсные источники питания, дуговые печи, приводы с регулируемой частотой вращения. Превышение номинального размера оборудования, рост температуры, явления резонанса в емкостях, разрушение оборудования (трансформаторов). Электромагнитная совместимость Помехи, передаваемые или излучаемые электромагнитным или электростатическим образом. Целью является обеспечение низкого уровня эмиссии и высокой нечувствительности к шумам. Коммутация электронных элементов (транзисторов, тиристоров, диодов), электростатические разряды. Неисправности высокочувствительных электронных устройств.
  5. 5. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 5 Источники бесперебойного питания Виды современной экономической деятельности все больше зависят от цифровых технологий, которые очень чувствительны к электрическим помехам. В результате чего многие потребители электроэнергии требуют наличия источника резервного питания для защиты от помех в энергосистеме, создающих следующие опасности:  производственные процессы и системы их управления/мониторинга – опасность производственных потерь,  аэропорты и больницы – опасность для жизни людей,  информационные и коммуникационные технологии, связанные с Интернетом - опасности прерывания процессов с очень дорогими почасовыми простоями, вследствие нарушения обмена данными, важными для мировой экономики. Источники бесперебойного питания ИБП (источник бесперебойного питания) используются для стабильного электроснабжения чувствительных нагрузок. ИБП представляет собой электрический аппарат, включаемый между сетью и чувствительными нагрузками и подающий напряжение, которое характеризуется:  Высоким качеством электроэнергии: синусоида тока и напряжения на выходе не дает никаких помех в электросеть, находится в пределах строгих допусков по амплитуде и частоте,  Высокой эксплуатационной готовностью: непрерывность подачи напряжения, соответствующего заданным допускам, обеспечивается резервным источником питания. В качестве резервного источника питания, как правило, выступает батарея, которая при необходимости подключается без прерывания питания взамен пропавшей электросети и обеспечивает резервное электроснабжение в течение необходимого времени. Благодаря этим характеристикам ИБП являются идеальными источниками питания для всех чувствительных приложений, поскольку они обеспечиваются качество подачи питания и его постоянное наличие вне зависимости от состояния электросети. Компоненты ИБП ИБП, как правило, состоит из следующих основных узлов: Выпрямитель/зарядное устройство Выпрямитель потребляет питание от электросети и вырабатывает постоянный ток, подаваемый на инвертор, а также используемый для зарядки или перезарядки батареи. Инвертор Инвертор полностью восстанавливает синусоиду высококачественного напряжения на выходе:  очищенную от всех помех электросети, в основном от кратковременных перебоев напряжения,  в пределах допусков, согласно требованиям для чувствительных электронных устройств (например, допуски по амплитуде ± 0,5% и по частоте ± 1% по сравнению с ± 10% и ± 5% в электросетях, то есть в 20 и в 5 раз лучше соответственно). Примечание. Словом «Инвертор» иногда называют весь ИБП, тогда как на самом деле инвертор - только одна его часть. Батарея Батарея обеспечивает резервное питание в течение достаточно длительного времени (от 6 минут до нескольких часов), заменяя питание от электросети по мере необходимости. Статический байпас Режим статического байпаса обеспечивает бесперебойное переключение нагрузки от инвертора напрямую к электросети и обратно. Бесперебойное переключение нагрузки осуществляется устройством на базе тиристоров (SCR), иногда называемым статическим переключателем. Благодаря статическому байпасу обеспечивается возможность питания нагрузки даже в случае внутренней неисправности или при проведении Конструкция ИБП
  6. 6. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 6 Источники бесперебойного питания ремонтных работ на выпрямителе/зарядном устройстве и инверторе. Его также можно использовать для задействования всей мощности цепи до ИБП в случае перегрузок (коротких замыканий), превышающих мощность ИБП. Во время работы статического байпаса нагрузка питается напрямую от системы распределения энергии и больше не является незащищенной (работа в режиме пониженного качества). Сервисный байпас Данный байпас может использоваться для питания нагрузки напрямую от электросети, без задействования инвертора или статического переключателя. Переключение на сервисный байпас производится пользователем с помощью выключателей. С помощью необходимых выключателей можно изолировать статический байпас и инвертор для проведения обслуживания, продолжая при этом питание нагрузки в режиме пониженного качества.
  7. 7. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 7 Источники бесперебойного питания (Прод.) HV/LV transformer HV system Non-sensitive loads Normal utility power (disturbances and system tolerances) Static bypass Maintenance bypass Inverter Battery Rectifier/ charger Sensitive loads UPS Reliable power (no disturbances, within strict tolerances and available due to battery backup power) Рис. 5,1. Назначение ИБП. ИБП применяются для работы с самым разным оборудованием, требующим бесперебойной подачи электроэнергии, защищенной от помех электросети. В нижеприведенной таблице приведен ряд примеров такого оборудования. Для каждого типа оборудования указана его чувствительность к помехам и требуемый тип ИБП, подходящий для защиты от них. Оборудование, требующее данный тип установки, следующее:  компьютерные системы,  телекоммуникации,  промышленное оборудование и КИП,  прочее оборудование. Требуемые типы ИБП представлены на стр.9 "Типы статических ИБП". Они включают в себя статические ИБП с реализацией следующих типологий:  Режим готовности,  Взаимодействие с системой распределения электроэнергии,  Двойное преобразование. Применения ИБП
  8. 8. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 8 Источники бесперебойного питания (Прод.) Применения ИБП Оборудование Защищаемые устройства Требуется защита от Тип ИБП (см.стр.8).Кратковре менные перебои Перебои питания Колебани я напряжен ия Колебани я частоты Прочее Компьютерные системы Центры обработки данных - Большие участки для серверов на стойках - Интернет-центры обработки данных ***** ***** ***** ***** ***** Двойное преобразование Локальные сети - Системы компьютеров с терминалами и периферийными устройствами (ленточные накопители, дисководы и т.п.) ***** ***** ***** ***** ***** Двойное преобразование Небольшие сети и серверы - Сети, состоящие из ПК или рабочих станций, серверные сети (WAN, LAN) **** **** *** *** ** Взаимодействие с системой распределения электроэнергии Автономные компьютеры - ПК, рабочие станции - Периферийные устройства: принтеры, плоттеры, голосовая почта ** ** * * ** Режим готовности Телекоммуникации Телекоммуникации - Цифровые офисные АТС (PABX) ***** ***** ***** ***** ***** Двойное преобразование Промышленное оборудование и КИП Промышленные процессы - Управление процессом - ПЛК - Системы ЧПУ - Системы управления - Роботизированные системы мониторинга - Станки-автоматы *** ***** *** *** **** Двойное преобразование Медицинское оборудование и лаборатории - КИП - сканеры (60 Гц) **** ***** **** **** *** Двойное преобразование Промышленное оборудование - Станки - Сварочные роботы - Прессы для заливки пластмасс - Прецизионные регуляторы (тканевые, бумажные и т.п.) - Нагревательное оборудование для производства полупроводников, стекла, сверхчистых материалов *** **** *** *** *** Двойное преобразование Системы освещения - Общественных зданий (лифтов, систем безопасности) - Туннелей - Освещение взлетно-посадочных полос в аэропортах ** **** *** *** ** Двойное преобразование Взаимодействие с системой распределения электроэнергии Прочее оборудование Особые частоты - Преобразователи частоты - Источники питания для самолетов (400 Гц) **** **** **** ***** *** Двойное преобразование * низкая чувствительность к помехам. ***** высокая чувствительность к помехам.
  9. 9. APC by Schneider Electric Редакция 05/2012 p. 9 Типы ИБП Решения статических или роторных ИБП Имеется два типа ИБП (рис.5.2 и подробности см. Технический документ WP 92 - «Сравнение статических и роторных ИБП»), которые коренным образом различаются в плане реализации инверторной функции ИБП. Статическая топология В этих ИБП функцию инвертора выполняют исключительно электронные узлы. Реализована «функция статического инвертора». Роторная топология В этих ИБП функцию инвертора выполняют вращающиеся механизмы. Реализована «функция роторного инвертора». Фактически эти ИБП совмещают функции двигателя и генератора с крайне упрощенным статическим инвертором. Инвертор фильтрует помехи питающей сети и регулирует только частоту ее выходного напряжения (обычно в виде прямоугольного импульса), которое снабжает энергией управляемую установку двигатель-генератор, иногда совмещенную с маховиком. Установка двигатель-генератор производит синусоидальное выходное напряжение, используя выходную частоту инвертора в качестве опорной. Рис. 5,2. Статические и роторные ИБП. Сравнительный анализ Роторная топология Доводы, обычно выдвигаемые в защиту данного решения, следующие:  Высокий ток короткого замыкания, составляющий 10 In (в десятки раз выше номинального), что облегчает настройку устройств защиты,  150%-ная перегрузочная способность (по номинальному току) в течение длительного времени (две минуты вместо одной),  Последующая цепь гальванически изолирована от предшествующего источника переменного тока благодаря установке двигатель-генератор,  Полное внутреннее сопротивление обеспечивает хорошую устойчивость к нелинейным нагрузкам, которые часто встречаются в компьютерных системах наряду с импульсными источниками питания. Статические или роторные ИБП См. ТД №92 
  10. 10. APC by Schneider Electric Редакция 05/2012 p. 10 Типы ИБП (Прод.) Статическая топология Сравнение с преимуществами роторной топологии Статические ИБП компании АРС производства Schneider Electric обладают следующими преимуществами:  Работа в режиме ограничения тока (например, до 2,33 In для MGE Galaxy 5000) с избирательностью для цепей с номинальными характеристиками до In/2. Эти особенности, которых более чем достаточно на практике, компенсируют недостатки роторных систем, такие как: - перегрев кабелей, - влияние чрезмерного тока короткого замыкания и соответствующее падение напряжения на чувствительных устройствах в период работы защитных устройств по устранению неисправности.  150%-ная перегрузочная способность (по номинальному току) в течение 1 минуты. Двухминутная перегрузочная способность не имеет практического смысла, так как большинство перегрузок очень кратковременные (менее одной секунды, например, пусковые токи двигателей, трансформаторов и силовой электроники).  Гальваническое разделение при необходимости, посредством разделяющего трансформатора.  Двойное преобразование, при котором нагрузка полностью изолирована от питающей сети и восстанавливает выходное напряжение с высокоточным регулированием амплитуды напряжения и частоты.  Очень низкое полное внутренне сопротивление для более высокой производительности при нелинейных нагрузках благодаря использованию технологии силовых транзисторов. Прочие преимущества  Статическая топология обладает и многими другими преимуществами благодаря совмещению технологии силовых транзисторов с методом ШИМ с ограничением по амплитуде.  Упрощенная общая конструкция с сокращением количества деталей и соединений, а также с количества возможных причин для сбоев.  Способность мгновенного реагирования на колебания амплитуды и частоты в питающей сети благодаря микропроцессорному управлению на основе цифровых методов дискретизации. Амплитуда напряжения восстанавливается в требуемых пределах (± 0,5% или ± 1% в зависимости от модели) менее чем за 10 миллисекунд при пошаговом изменении нагрузки до 100%. В течение этого интервала времени такое пошаговое изменение нагрузки производит колебание напряжения нагрузки менее чем, например, ± 2% для MGE Galaxy PW и Galaxy 5000.  Высокий и стабильный КПД при полной или любой частичной нагрузке, что является главным преимуществом для резервных ИБП с низким процентом нагрузок. Статический ИБП с 50%-ной нагрузкой имеет высокий КПД (94%), тогда как КПД роторного ИБП падает до 88-90% (обычное значение), что непосредственно влияет на эксплуатационные затраты.  Использование резервных ИБП обеспечивает высокую готовность систем со сверхнадежной подачей питания (например, для центров обработки данных).  Возможное встраивание в резервные архитектуры с раздельными функциями, упрощающими обслуживание благодаря изолированным внутренним частям установки. Роторные системы включают в себя ИБП, резервный блок питания и генератор в едином узле, что делает невозможным разделение их функций.  Отсутствие отдельных критических точек. Скорость запуска роторных систем с маховиком зависит от мощности двигателя (обычно менее 12 секунд). Это значит, что двигатель должен быть в отличном рабочем состоянии и иметь строгий график обслуживания. В случае отсутствия быстрого запуска не остается времени на штатное отключение критических нагрузок.  Также стоит учесть следующие немаловажные преимущества:  уменьшенные габариты и вес,  отсутствие износа вращающихся частей, что упрощает и ускоряет обслуживание. Например, роторные системы требуют контроля на соосность вращающихся узлов и замены подшипников каждые 2-6 лет эксплуатации (подъемное оборудование, нагрев и охлаждение подшипников во время замены).
  11. 11. APC by Schneider Electric Редакция 05/2012 p. 11 Типы ИБП (Прод.) Выводы С учетом вышеизложенных преимуществ статические ИБП применяются гораздо чаще роторных, в частности, для питания оборудования большой мощности.  В дальнейшем под понятием «источник бесперебойного питания» (ИБП) будет подразумеваться только статический ИБП.
  12. 12. APC by Schneider Electric Редакция 05/2012 p. 12 Типы ИБП (Прод.) Стандарты Источники бесперебойного питания Благодаря грандиозному росту числа чувствительных нагрузок понятие «ИБП» теперь включает в себя устройства мощностью от нескольких сотен ВА для персональных компьютеров до нескольких МВА для центров обработки данных и телекоммуникаций. В то же время были разработаны различные типы ИБП, вследствие чего рыночные названия продукта не всегда ясны для конечного пользователя (а порою даже вводят его в заблуждение). По этой причине IEC (МЭК (Международная электротехническая комиссия)) учредила стандарты, упорядочивающие типы ИБП и методики, используемые для измерения уровней производительности ИБП, и эти критерии были приняты CENELEC (Европейской комиссией по стандартизации). Стандарт IEC 62040-3 и его европейский эквивалент EN 62040-3 выделяют три стандартных типа (типологии) ИБП и соответствующие уровни производительности. Технологии ИБП включают в себя: ● режим ожидания, ● интерактивность, ● двойное преобразование. Входная мощность переменного тока Эти определения касаются работы ИБП в отношении источника питания, в том числе системы распределения энергии до ИБП. Стандарты содержат следующие определения:  Основная мощность: мощность, постоянно присутствующая в системе при ее нормальном функционировании, и подаваемая компанией-поставщиком электроэнергии, но иногда и генерируемая пользователем,  Резервная мощность: мощность, предназначенная заменить основную в случае прекращения подачи последней, По сути ИБП имеет один или два входа:  Рабочий вход переменного тока (или Сеть 1), на который подается основная мощность,  Байпасный вход переменного тока (или Сеть 2), на который подается резервная мощность (как правило, по отдельному кабелю от главного низковольтного распределительного щита (MLVS). ИБП, работающий в режиме ожидания  ИБП подключается параллельно питающей сети как резервный источник питания. Батарея заряжается от зарядного устройства, отделенного от инвертора. Принцип действия  Нормальный режим - Инвертор работает в режиме ожидания. - Нагрузка питается от сети через фильтр, устраняющий определенные помехи и в некоторой степени регулирующий напряжение. - В стандартах нет упоминания об этом фильтре; там говорится только о «переключателе ИБП». Там также упоминается о «возможности встраивать дополнительные устройства для поддержания мощности, например, феррорезонансный трансформатор или трансформатор с автоматическим переключением отпаек».  Режим резервного питания от батареи - В случае, если входное переменное напряжение выходит за заданные для ИБП пределы или пропадает питание от сети, включаются инвертор и батарея для возобновления непрерывной подачи питания к нагрузке через очень короткое время (обычно менее 10 мс). В стандартах длительность не нормируется, однако указывается, что «нагрузка переключается на инвертор непосредственно или через переключатель ИБП (электронный или электромеханический)». - ИБП продолжает работать от батареи до истечения времени разрядки батареи или до восстановления нормального режима питания от сети, что Типы статических ИБП
  13. 13. APC by Schneider Electric Редакция 05/2012 p. 13 Типы ИБП (Прод.) вызывает переключение нагрузки обратно на вход переменного тока (нормальный режим).
  14. 14. APC by Schneider Electric Редакция 05/2012 p. 14 Типы ИБП (Прод.) Рис. 5,3. ИБП, работающий в режиме ожидания. Преимущества  Простая схема.  Снижение затрат. Недостатки  Отсутствие реальной изоляции нагрузки по отношению к вышестоящей системе распределения электроэнергии.  Время переключения. ИБП работает без реального статического (бесконтактного) переключателя, в результате чего требуется некоторое время для переключения нагрузки на инвертор. Это время приемлемо для некоторых отдельных применений, однако несовместимо с требованиями, предъявляемыми к ИБП со стороны более сложных чувствительных систем (больших компьютерных центров, АТС и т.п.).  Отсутствие регулировки выходной частоты, которая на выходе представляет собой частоту питающей сети. Использование Данная конфигурация на самом деле является компромиссом между приемлемым уровнем защиты от помех и экономической целесообразностью. Указанные недостатки означают, что с практической точки зрения ИБП данного типа может использоваться только для низких номинальных мощностей (< 2 кВА) и не могут применяться в качестве частотного преобразователя. ИБП, работающий в линейно-интерактивном режиме  Инвертор подключен параллельно со входом переменного тока в резервной конфигурации, и также заряжает батарею. В этом случае он взаимодействует (в реверсивном режиме) с источником входного переменного тока. Принцип действия  Нормальный режим Нагрузка подается вместе с отрегулированной через параллельное соединение входа переменного тока и инвертора. Пока мощность питающей сети остается в допустимых пределах, инвертор компенсирует колебания входного напряжения. В случае выхода мощности за пределы допусков (реверсивный режим) инвертор заряжает батарею. Выходная частота зависит от частоты входного переменного тока.  Режим резервного питания от батареи - В случае, если входное переменное напряжение выходит за заданные для ИБП пределы или пропадает питание в потребительской сети включаются инвертор и батарея для обеспечения непрерывной подачи питания к нагрузке. Силовой выключатель (например, статический переключатель) также
  15. 15. APC by Schneider Electric Редакция 05/2012 p. 15 Типы ИБП (Прод.) отсоединяет вход переменного тока для недопущения перетекания тока от инвертора в вышестоящую систему электроснабжения. - ИБП продолжает работать от батареи до истечения времени разрядки батареи или до восстановления нормального режима питания от сети, что вызывает переключение нагрузки обратно на вход переменного тока (нормальный режим).
  16. 16. APC by Schneider Electric Редакция 05/2012 p. 16 Типы ИБП (Прод.)  Режим байпаса ИБП этого типа может быть оснащен байпасом. Если один из ИБП выйдет из строя, нагрузку можно переключить на вход байпаса переменного тока через сервисный байпас. Рис. 5,4. ИБП, работающий в линейно-интерактивном режиме. Преимущества  Затраты, меньшие чем для ИБП эквивалентной мощности с двойным преобразованием из-за того, что инвертор не работает постоянно. Недостатки  Отсутствие реальной изоляции нагрузки по отношению к вышестоящей распределительной системе, что влечет за собой: - чувствительность к колебаниям напряжения сети и частое задействование инвертора, - влияние нелинейных нагрузок в отходящих линиях на входное напряжение вышестоящей сети.  Отсутствие регулировки выходной частоты, которая на выходе представляет собой частоту питающей сети.  Посредственное регулирование выходного напряжения вследствие последовательного соединения инвертора с входом переменного тока. С понятием «отрегулированная мощность» стандарт ассоциирует параллельное соединение входа переменного тока с инвертором. Возможности регулирования, однако, ограничиваются чувствительностью к колебаниям напряжения сетях выше и ниже ИБП и реверсивным режимом работы инвертора.  КПД зависит от: - типа нагрузки. При нелинейных нагрузках потребляемый ток заключает в себе гармоники, искажающие синусоиду основного тока. Гармонические токи генерируются реверсивным инвертором, регулирующим напряжение, что резко снижает КПД. - процент нагрузки. Мощность, необходимая для зарядки батареи, приобретает все большее значение со снижением процента нагрузки.  Отдельная критическая точка - отсутствие статического байпаса, т.е. в случае неисправности ИБП отключается. Использование Данная конфигурация не очень хорошо подходит для регулирования чувствительных нагрузок в диапазоне от средней до высокой мощности, так как невозможно регулирование частоты. По этой причине она используется в основном только для работы с нагрузками небольшой мощности.
  17. 17. APC by Schneider Electric Редакция 05/2012 p. 17 Типы ИБП (Прод.) ИБП с двойным преобразованием Инвертор подключен последовательно между входом переменного тока и нагрузкой. Мощность, подаваемая в нагрузку, непрерывно поступает через инвертор. Принцип действия  Нормальный режим В стандартных условиях вся мощность, подаваемая в нагрузку, проходит через выпрямитель/зарядное устройство и инвертор, которые совместно выполняют двойное преобразование (переменный/постоянный/переменный ток), откуда и название. Восстановление и регулирование напряжения выполняются непрерывно.  Режим резервного питания от батареи - В случае, если входное переменное напряжение выходит за заданные для ИБП пределы или пропадает питание от сети включаются инвертор и батарея для обеспечения непрерывной подачи питания к нагрузке. - ИБП продолжает работать от батареи до истечения времени разрядки батареи или до восстановления нормального режима питания от сети, что вызывает переключение нагрузки обратно на вход переменного тока (нормальный режим).  Режим байпаса ИБП этого типа включают в себя статический байпас (иногда называемый статическим переключателем), который обеспечивает бесперебойное переключение нагрузки от инвертора напрямую в питающую сеть и обратно. Нагрузка переключается на статический байпас в следующих случаях: - сбой в работе ИБП, - токи нагрузки во время переходных процессов (броски тока при запуске или сбое), - перегрузки, - истечение времени работы от батареи. Наличие статического байпаса предполагает идентичность входной и выходной частот, что означает, что этот байпас не может использоваться для преобразования частоты. При разности уровней напряжения требуется трансформатор байпаса. ИБП синхронизирован с входом байпаса переменного тока, что обеспечивает бесперебойное переключение нагрузки от инвертора на линию байпаса. Примечание. Имеется еще один байпас, часто именуемый сервисным, который используется при обслуживании. Задействуется вручную. Рис. 5,5. ИБП с двойным преобразованием.
  18. 18. APC by Schneider Electric Редакция 05/2012 p. 18 Типы ИБП (Прод.) Преимущества  Полное восстановление выходной мощности, поступающей как из сети, так и от батареи.  Полная изоляция нагрузки от системы электроснабжения и ее помех.  Очень широкий диапазон входного напряжения при высокой точности регулирования выходного напряжения.  независимость входной и выходной частот, дающая выходную частоту в пределах строгих допусков. Возможность функционирования в качестве частотного преобразователя (если таковой запланирован) путем отключения статического переключателя.  Гораздо большая производительности в установившихся и переходных условиях работы.  Мгновенное переключение в режим питания от батареи при сбое питания от сети.  Бесперебойное переключение нагрузки на байпас (режим байпаса).  Ручной байпас (как правило, стандартный) для упрощения обслуживания. Недостатки  Более высокая цена, что в свою очередь компенсируется, многочисленными преимуществами. Использование Данная конфигурация является самой совершенной с точки зрения защищенности нагрузки, возможностей регулирования и уровней производительности. Она значительно повышает независимость напряжения и частоты на выходе от входных напряжения и частоты. Многочисленные преимущества означают, что это фактически единственная конфигурация, подходящая для систем средней и высокой мощности (от 10 кВА и выше). Выводы ИБП с двойным преобразованием составляют большинство систем средней и высокой мощности (95% среди систем мощностью от нескольких кВА, и 98% - мощностью 10 кВА и выше). Причина тому – их многочисленные преимущества в плане соответствия требованиям чувствительных нагрузок при этих уровнях мощности, что в значительной степени обязано последовательной схеме соединения инвертора со входом переменного тока. Более того, у подобной конфигурации недостатков очень немного, среди которых можно назвать разве что их высокую стоимость, которая оправдана необходимостью обеспечить высокий уровень производительности. Еще одним недостатком является несколько большие потери мощности (всего несколько процентов). Для рассматриваемых диапазонов мощности другие технологии используются крайне редко, несмотря на их значительно более низкую стоимость. Они имеют следующие недостатки.  Отсутствие регулирования напряжения для ИБП в режиме ожидания.  Отсутствие регулирования частоты для ИБП в режиме ожидания и линейно- интерактивных ИБП.  Среднее качество изоляции от входа переменного тока (зачастую ограничителем перенапряжения) вследствие параллельного подключения инвертора. Выводы  При низкой мощности (< 2 кВА) эти три стандартные технологии сосуществуют. Именно показатель «затраты-эффективность» для функций защиты определяет выбор одной из этих трех топологий с учетом требований к нагрузке и опасностей (для людей, оборудования и т.п.).
  19. 19. APC by Schneider Electric Редакция 05/2012 p. 19 Типы ИБП (Прод.)  ИБП с двойным преобразованием используются почти исключительно для работы с высокой номинальной мощностью.
  20. 20. APC by Schneider Electric Редакция 05/2012 p. 20 Типы ИБП (Прод.) ИБП с топологией «дельта-преобразования» on-line Конструкция, показанная на рис.5.6, представляет собой более новую, 10- летней давности технологию построения ИБП, разработанную для устранения недостатков топологии двойного преобразования on-line, и реализованную для мощностей в диапазоне от 5 кВА до 1,6 МВт. Как и в топологии с двойным преобразованием on-line, в данном случае инвертор постоянно питает нагрузку. Однако дополнительный дельта-преобразователь также вырабатывает свою мощность, добавляя ее к выходной мощности инвертора. В условиях сбоя питания сети или действия помех данная конфигурация ведет себя аналогично топологии двойного преобразования on-line. DELTA CONVERTER BATTERY MAIN INVERTER AC DC DC AC STATIC BYPASS SWITCH DELTA TRANSFORMER Рис. 5.6: ИБП с топологией «дельта-преобразования» on-line Оценить энергоэффективность данного варианта можно на простом примере, приведенном на рис.5.7 и показывающем уровень затрат энергии, необходимый для доставки посылки с 4-го этажа на 5-й. «Дельта- преобразование» on-line экономит энергию тем, что перемещает пакет только на разницу (дельта) между начальной и конечной точками пути. Топология двойного преобразования on-line преобразует напряжение в постоянное и затем снова в переменное, тогда как топология «дельта-преобразования» on- line перемещает компоненты мощности непосредственно от входа к выходу. X 4th Floor 5th Floor DOUBLE CONVERSION DELTA CONVERSION X 4th Floor 5th Floor Рис. 5.7: Сопоставление топологий двойного преобразования и «дельта-преобразования»
  21. 21. APC by Schneider Electric Редакция 05/2012 p. 21 Типы ИБП (Прод.) В двухинверторной топологии дельта-преобразователь выполняет две функции. Первая - функция контроля характеристик входной мощности. Этот активный входной каскад потребляет синусоидальную мощность, сводя к минимуму гармоники, выдаваемые в сеть. Это обеспечивает оптимальную совместимость питающей энергосети и системы генератора, снижая нагрев и износ в системе распределения электроэнергии. Второй функцией дельта-преобразователя является контроль входного тока с целью регулирования зарядки системы батарей. ИБП с топологией «дельта-преобразования» обеспечивает те же выходные характеристики, что и ИБП с топологией двойного преобразования. Тем не менее, входные характеристики у них зачастую различаются. Топология «дельта-преобразования» on-line обеспечивает динамически регулируемый вход с коррекцией коэффициента мощности без малоэффективного блока фильтров, характерного для традиционных решений. Самое значительное преимущество этой топологии – существенное снижение потерь энергии. Регулирование входной мощности также делает ИБП совместимыми со всеми генераторными установками и снижает количество проводов и необходимую избыточную мощность генератора. Двухинверторная онлайн-технология – единственная на сегодня ключевая технология построения ИБП, защищенная патентами, а потому невелика вероятность ее наличия у ИБП, предлагаемых многими поставщиками. В условиях стабильной работы сети дельта-инвертор позволяет ИБП подавать мощность на нагрузку с гораздо большим кпд, чем топология двойного преобразования.
  22. 22. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 22 Компоненты и эксплуатация ИБП Представленная ниже информация касается ИБП с двойным преобразованием- технологией, чаще всего используемой APC by Schneider Electric для диапазона мощности свыше 10 кВA. Общая схема ИБП Различным элементам на представленной ниже схеме присвоены номера, соответствующие номерам последующих разделов. Рис. 5,6. Компоненты ИБП. Источники питания и входы ИБП По сути ИБП имеет один или два входа:  Рабочий вход переменного тока (или Сеть 1), на который подается основная мощность,  Байпасный вход переменного тока (или Сеть 2), на который подается резервная мощность (как правило, по отдельному кабелю от главного низковольтного распределительного щита (MLVS).  Об источниках переменного тока, см.стр.9. Рекомендуется подключать ИБП как к основному, так и к резервному источникам (входы ИБП питаются от двух разделенных цепей от MLVS), так как в этом случае повышается общая надежность системы. Тем не менее, при отсутствии двух отдельных цепей от MLVS можно подключить ИБП к источнику основной мощности (вторым кабелем) оба входа переменного тока (рабочий и байпасный). Управление переключением между двумя входными контурами организовано следующим образом:  ИБП синхронизирует напряжение на выходе инвертора с напряжением на обходной линии, пока последнее находится в допустимых пределах. При этом обеспечивается возможность, при необходимости, переключать нагрузку Компоненты ИБП
  23. 23. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 23 Компоненты и эксплуатация ИБП статическим переключателем на вход байпаса переменного тока без прерывания питания (поскольку оба напряжения синхронизированы и синфазны) или помех в нагрузке (поскольку резервная мощность находится в пределах допусков).  Когда резервная мощность выходит за допустимые пределы, инвертор выпадает из синхронного режима и передача мощности прекращается. Однако данное переключение можно выполнять вручную.
  24. 24. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 24 Компоненты и эксплуатация ИБП (Прод.) Компоненты ИБП Выпрямитель/зарядное устройство (1) Преобразует энергию переменного тока от основного источника в постоянное напряжение и ток, которые используются для:  питания инвертора,  зарядки батареи на полном и холостом ходу. Инвертор (2) Потребляет постоянную мощность, подаваемую от:  выпрямителя во время нормальной работы,  батареи во время автономной работы, инвертор полностью восстанавливает синусоидальный выходной сигнал со строгим допусками по амплитуде и частоте. Батарея (3) Обеспечивает автономность ИБП по отношению к питающей сети в случае:  сбоя питания от сети,  выхода характеристик питающей сети за заданные для ИБП пределы. Длительность резервного питания от батареи стандартно варьируется в пределах от 6 до 30 минут и может быть увеличена по требованию. В зависимости от длительности резервного питания батарея монтируется в корпус ИБП или поставляется в отдельном корпусе. Статический байпас (4) Статический переключатель используется для переключения нагрузки от инвертора к байпасу без прерывания* энергоснабжения нагрузки (прерывание отсутствует благодаря тому, что переключение выполняется электронными, а не механическими компонентами). Переключение нагрузки возможно, когда совпадают частоты выше- и нижестоящих сетей. Переключение нагрузки осуществляется автоматически для любой из следующих причин:  Намеренное выключение ИБП пользователем,  Перегрузка, превышающая предельную мощность инвертора (данная коммутация мощности может быть запрещена),  Внутренний сбой. Эту коммутацию также можно выполнять вручную. * Бесперебойное переключение возможно, когда синхронизированы напряжения на выходе инвертора и на байпасном входе переменного тока. ИБП поддерживает синхронизацию до тех пор, пока резервная мощность находится в допустимых пределах. Ручной байпас (5) Ручной переключатель используется для переключения нагрузки на байпас при проведении ремонтных работ. Переключение нагрузки возможно, когда совпадают частоты выше- и нижестоящих сетей. Переключение на ручной режим выполняется с помощью ручных переключателей. Ручные переключатели (6, 7, 8) Эти устройства изолируют модули выпрямителя/зарядного устройства и инвертора и/или байпасную линию для проведения обслуживания или ремонта. Автоматический выключатель батареи (9) Автоматический выключатель батареи защищает батарею от чрезмерной разрядки, а выпрямитель/зарядное устройство от короткого замыкания в батарее. Вышестоящий изолирующий трансформатор (10) (дополнительное оборудование) Обеспечивает гальваническую развязку входа/выхода, когда нагрузки питаются от байпаса. Он особенно эффективен, когда отличаются системы заземления выше- и нижестоящей систем. Может устанавливаться в корпусе для ИБП линейки MGE Galaxy.
  25. 25. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 25 Компоненты и эксплуатация ИБП (Прод.) Трансформатор, выравнивающий напряжение (11) (дополнительное оборудование) Понижает или повышает напряжение до желаемого уровня.
  26. 26. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 26 Компоненты и эксплуатация ИБП (Прод.) Фильтры (12) (дополнительное оборудование)  Если выпрямитель основан на мостовой схемы Гретца, как в ИБП MGE Galaxy PW и MGE Galaxy PW 9000, фильтр гармоник в сети выше выпрямителя/зарядного устройства (см.“Основные факторы систем ИБП” стp. 24) снижает гармоники тока, возникающие от включения тиристоров выпрямителя. Это снижает искажение напряжения на вводных шинах, возникающее от протекания гармонических токов (требуемый уровень, как правило, <5%). Более того, данные ИБП от компании АРС (Schneider Electric) имеют нейтральный проводник увеличенного сечения, устанавливаемый по умолчанию для компенсации влияния гармоник третьего порядка и кратных им гармоник, в нейтральном проводнике.  Все прочие ИБП линеек продукции MGE Galaxy и Symmetra оборудованы выпрямителем с корректировкой коэффициента мощности, что упраздняет необходимость фильтра (см. “Основные факторы систем ИБП” стp. 24).  ИБП, реализующие новые технологии ШИМ с ограничением по амплитуде и устанавливаемые ниже по цепи, могут подключаться к нелинейным нагрузкам напрямую. Эта технология позволяет ИБП от компании АРС (Schneider Electric) поддерживать искажения напряжения (THDU) ниже 3%. Встроенные средства связи (13) (14) Помимо необходимости в дружественном пользовательском интерфейсе для эффективного управления работой ИБП, в настоящее время приобретает все более важное значение возможность коммуникации ИБП с их электрической или компьютерной средой (устройства автоматики, системы управления зданием (BMS), компьютеризованные системы управления и т.п.). ИБП от APC производства Schneider Electric изготавливаются со встроенной универсальной системой связи, включающей в себя:  дружественный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ) с усовершенствованным графическим дисплеем и мнемосхемой. Интерфейс построен на основе систем самомониторинга и самодиагностики, обеспечивающих непрерывное оповещение о состоянии различных узлов ИБП, в частности, батарей. К примеру, в ИБП типа MGE Galaxy: - система Digibat с полным набором функций по регулированию ее параметров непрерывно отслеживает ее состояние, - система контроля батареи B2000 или Cellwatch мгновенно фиксирует и локализует сбои в работе батареи и выполняет прогнозирование ее работы. В ИБП типа Symmetra: - Система стоечного монтажа для управления работой батареи (1U) APC с доступом через интернет-браузер совмещает в себе функцию контроля состояния батареи и тестирования с индивидуальной ускоренной зарядкой для максимально производительной работы батареи.  Широкий выбор карт связи, совместимых с рыночными стандартными: - карта управления сетью (Ethernet) - карта Modbus – Jbus (RS232 и RS485) - релейная карта (сухие контакты) для индикации показаний - модемная карта Teleservice Эти карты можно использовать для реализации функций контроля, уведомления, управляемого отключения и функции Teleservice.  Панель HMI («человеко-машинный интерфейс») и связь см. “Основные факторы систем ИБП” стр. 49. Устройства энергораспределения и защиты питающей и отходящей сетей(15) (16) (дополнительное оборудование) ИБП может оснащаться следующим оборудованием:  Низковольтные автоматические выключатели вышестоящей сети для входов переменного тока (нормальных и байпасных),  Низковольтный распределительный щит вышестоящей сети с защитой в виде автоматических выключателей входов переменного тока (нормальных и байпасных),  Низковольтный распределительный щит нижестоящей сети с защитой в виде автоматических выключателей для различных отходящих цепей.
  27. 27. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 27 Компоненты и эксплуатация ИБП (Прод.) Компания APC от Schneider Electric может предложить целый ряд ИБП и защитных устройств с отлично скоординированными номинальными характеристиками и производительностью. Комплектные решения
  28. 28. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 28 Компоненты и эксплуатация ИБП (Прод.) Компания APC от Schneider Electric может предложить комплектные решения, включающие все вышеназванные компоненты, а также ИБП с кондиционированием для центров обработки данных, совместно со Schneider Electric. Для индивидуальных пользователей преимущества заключаются в том, что от одного партнера они получают оборудование, совмещающее в себе оптимальную производительность и надежность. Данные характеристики составлены на основе главных технических характеристик, представленных в стандартах IEC 62040-3 / EN 62040-3 в части, касающейся требований к производительности ИБП. Некоторые термины, употребляемые в данном контексте, отличаются от общепринятых, а целый ряд новых характеристик еще не освоены изготовителями. Новые термины или характеристики, используемые в стандарте, указаны в скобках со звездочкой впереди. К примеру, после названия раздела "Входной ток во время ускоренной зарядки батареи" в скобках стоит термин (*номинальный входной ток), который употребляется в тексте стандарта. Обратите внимание, что несколько числовых значений приведены просто для примера. По большей части они взяты из технических характеристик соответствующих ИБП, указанных в раделе 4, или приведены просто для примера. Входная мощность переменного тока Количество фаз и схема заземления системы На вход подается трехфазный переменный ток (основная мощность) и нейтраль. Однофазные входы не используются для тех уровней мощности, о которых здесь идет речь. Схема заземления системы. как правило, предписывается стандартами (IT, TT, TNS или TNC). Рабочий вход переменного тока В нормальном режиме ток подается напрямую от питающей сети на выпрямитель/зарядное устройство, значение тока лежит в допустимых пределах.  Пример: действующее значение 400 В ± 15% при частоте 50 или 60 Гц ± 5%, трехфазный. Байпасный вход переменного тока Байпасный вход переменного тока обеспечивает резервное электроснабжение. На самом деле, этот вход представляет собой кабель, подключенный к другому фидеру питающей сети в главном низковольтном распределительном щите, чем тот, который питает рабочий вход переменного тока. В целом, он подает напряжение с теми же характеристиками, что и вход основной мощности.  Пример: действующее значение 400 В ± 15% при частоте 50 или 60 Гц ± 5%, и ток короткого замыкания Isc2 = 12,5 кA. Данные о токе короткого замыкания имеют важное значение для устройств защиты нижестоящей сети в случае работы в статическом или сервисном байпасном режиме. Рекомендуется разделить подачу основной и резервной мощности, так как это повысит надежность системы в целом, однако это не является обязательным. Тем не менее, при отсутствии двух отдельных цепей от MLVS можно подключить ИБП к источнику основной мощности (вторым кабелем) оба входа переменного тока (рабочий и байпасный). Выпрямитель/зарядное устройство Напряжение плавающего заряда Это напряжение, подаваемое выпрямителем/зарядным устройством и поддерживающее полный заряд батареи. Оно зависит от типа используемых батарей и рекомендаций изготовителя. Входной ток во время непрерывной подзарядки батареи (*номинальный входной ток) Основные характеристики компонент ИБП
  29. 29. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 29 Компоненты и эксплуатация ИБП (Прод.) Это ток, который при нормальном режиме работы необходим для питания инвертора на его номинальной мощности при непрерывной подзарядке батареи.  Пример. Пример: для ИБП мощностью 100 кВА типа MGE Galaxy PW с временем поддержки работы от батареи 10 минут, этот ток составит I input float = 166 A в режиме непрерывной подзарядки батареи. Входной ток во время зарядки батареи Это ток, который необходим для питания инвертора на его номинальной мощности во время зарядки батареи. Следовательно, он будет выше, чем ток в предыдущем случае, и будет использоваться для определения сечения входных проводов зарядного устройства.  Пример. Пример: для ИБП с такими же характеристиками, что указаны выше, входной ток равен: I input float = 182 A, то есть, он выше предыдущего, поскольку необходим для заряда батареи.
  30. 30. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 30 Компоненты и эксплуатация ИБП (Прод.) Максимальный входной ток Это ток на входе в момент, когда ИБП работает в наихудших условиях при максимально допустимой перегрузке и при полностью разряженной батарее. Он выше, чем предыдущий входной ток во время зарядки батареи (благодаря току перегрузки), но ограничен во времени (как и сама перегрузка).  Пример. Пример: для ИБП с такими же характеристиками, что и выше, ИБП типа MGE Galaxy PW может выдержать 25%-ную перегрузку в течение десяти минут и 50%-ную перегрузку в течение одной минуты. В наихудших условиях в момент зарядки батареи входной ток может достигать: I input max. = 182 A x 1,25 = 227,5 A в течение 10 минут, I input max. = 182 A x 1,5 = 273 A в течение 1 минуты. Вне вышеуказанных пределов, ИБП инициирует бесперебойное переключение нагрузки на байпасную линию и автоматически возвращает ее обратно по окончании перегрузки или ее устранении соответствующим защитным устройством. Батарея (*накопители энергии) Тип Батарея определяется типом (вентилируемая или герметичная кислотно- свинцовая или никель-кадмиевая) и способом установки. Компания АРС Schneider Electric предлагает герметичные свинцово-кислотные батареи, установленные в шкафах. Срок службы Срок службы определяется как длительность работы батареи в нормальных условиях эксплуатации, при которой батарея работает в течение не менее 50% своего изначального времени поддержки.  Например, ИБП типа MGE Galaxy PW по умолчанию поставляется с герметичными свинцово-кислотными батареями со сроком службы от 10 лет. Батарея данного типа с номинальным временем поддержки 30 минут будет постепенно сокращать это время до 15 минут в конце указанного срока службы. Этот ресурс может не сократиться до такого значения в оптимальных условиях эксплуатации (главным образом это касается температуры). Тем не менее, дается гарантия на то, что срок службы будет не меньше указанного значения при условии правильной эксплуатации. Режимы работы Батарея может работать в следующих режимах:  Зарядка. В этом режиме батарея потребляет зарядный ток (I1 charge) от выпрямителя/зарядного устройства.  Непрерывная подзарядка. В этом режиме батарея потребляет малый, так называемый плавающий ток (I1 floating), подаваемый выпрямителем/зарядным устройством, который поддерживает ее заряд, компенсируя потери разомкнутой цепи.  Разрядка. Батарея питает инвертор до достижения порогового напряжения отключения. По достижении этого напряжения, задаваемого на заводе-изготовителе батарей, батарея автоматически отключается (в ИБП от АРС by Schneider Electric) во избежание ее повреждения от глубокой разрядки. Номинальное напряжение Это напряжение постоянного тока на выходе, которое батарея подает на инвертор.  Пример. 450 В постоянного тока для ИБП типа MGE Galaxy PW. Емкость Емкость батареи выражается в амперах в час.  Пример. Пример: для ИБП MGE Galaxy PW мощностью 100 КВA, оснащенного батареей с 10-минутным временем поддержки и сроком службы 5 лет, емкость батареи составляет 85 А/ч. Количество элементов
  31. 31. APC by Schneider Electric Редакция 07.2012 p. 31 Компоненты и эксплуатация ИБП (Прод.) Количество одиночных элементов батареи, составляющих один полный комплект батарей.  Пример. Пример: батарея ИБП MGE Galaxy PW мощностью 100 кВA состоит из 33 элементов, дающих 13,6 В каждый, в течение 10 минут поддержки. Напряжение плавающего заряда Это постоянное напряжение, используемое для поддержания заряда батареи и подаваемое выпрямителем/зарядным устройством.  Пример. Пример: для ИБП типа MGE Galaxy PW напряжение плавающего заряда находится между 423 и 463 В.

×