П. В. Афанасьєв ПОБУДОВА ДЖЕРЕЛ БЕЗПЕРЕБІЙНОГО ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ ТА РАДІОСИСТЕМ
|
|
Скачати 0.8 Mb.
|
Таблиця 2. 1
2.2. Схемотехнічні рішення систем гарантованого електропостачання Перейдемо тепер до розгляду найважливіших схемотехнічних рішень систем гарантованого електропостачання. СГЕ за схемотехнічними рішеннями прийнято виконувати трьома основними способами і підрозділяти їх на розподілену, централізовану і комбіновану (централізовано-змішану) системи. Функціональні схеми кожної з цих систем наведені на рис.2.1 –2.4 відповідно. На цих рисунках позначено: ШВО – шафа введення й обліку (пристрій введення електроживлення); АВР – (пристрій) автоматичного введення резерву; ГРШ – головна розподільна шафа (головний пристрій розподілу); ДЕС – дизельна електростанція; АВР ДЕС – (пристрій) автоматичного введення резерву на ДЕС; РШ ДЕС – розподільна шафа навантаження ДЕС (пристрій розподілу); АБЖ – агрегат безперебійного живлення; ЕП1, ЕП 2, ЕП 3 – електроприймачі I категорії, особливої групи I категорії і критичної групи з обмеженим режимом роботи. Функціональну схему розподіленого живлення ЕКГ (рис. 2.1) використовують для споруд з ЕКГ у разі невеликої кількості робочих місць ЛОВМ, а також за наявності віддалених одна від одної груп робочих місць у межах одного чи декількох поверхів споруд. Відповідно до цієї схеми до складу ЕКГ входять декілька (по одному для кожної групи електроприймачів) АБЖ подвійного перетворення напруги (вхідна напруга перетвориться випрямлячем у постійну, а потім за допомогою зворотного перетворення (інвертування) – знову в змінну). До складу ЕКГ входить також автономне резервне джерело живлення, у якості якого виступає (у випадку зникнення живлення від локальної електромережі) ДЕС з автоматичним пуском і пристроєм АВР від ДЕС.  Рис. 2.1 Незаперечними перевагами цієї схеми є: її простота; можливість живити елементи комп'ютерної системи від окремих, спеціально підібраних за потужністю АБЖ; простота нарощування системи шляхом її поступового доукомплектування окремими АБЖ; забезпечення працездатності системи шляхом тимчасової заміни несправного АБЖ, що живить найважливіший елемент комп'ютерної системи, іншим АБЖ тощо. У той же час схема розподіленого живлення ЕКГ має і ряд недоліків: досить високу вартість захисту одного робочого місця ЛОВМ (порівняно з розглянутою далі централізованою системою) при невисокому рівні якості захисту від порушення живлення і низьких сервісних можливостей; необхідність під час вибору АБЖ закладати додатковий запас потужності для забезпечення пускових струмів обладнання; складність централізованого керування; уразливість обладнання внаслідок доступності АБЖ для користувачів і відвідувачів; неможливість виконання автономної мережі живлення ЕКГ і захисту від несанкціонованого доступу до інформації ЛОВМ, тощо. Функціональну схему централізованого живлення ЕКГ (рис. 2.2) використовують за наявності ЕКГ з обмеженим режимом роботи. При цьому електроживлення всього електронного обладнання має здійснюватися за допомогою потужного центрального АБЖ подвійного перетворення напруги зі стандартним набором акумуляторних батарей (АБ), розрахованих не менш, ніж на 15 хв. підтримки при 100% навантаженні, і резервного АБЖ, яким є ДЕС з автоматичним запуском і пристроєм АВР ДЕС. У випадку планованого збільшення потужності (або у випадку великої потужності, яку важко захистити одним потужним АБЖ, а застосування декількох потужних АБЖ створює надлишок потужності), доцільніше застосовувати іншу систему централізованого живлення ЕКГ з обмеженим режимом роботи, а саме: систему з АБЖ, що паралельно працюють для нарощування потужності.  Рис. 2.2 Схеми комбінованого живлення ЕКГ залежно від складу ЕКГ підрозділяють на два варіанти. Перший з них, функціональна схема якого наведена на рис. 2.3, використовують за наявності ЕКГ з обмеженим і неперервним режимом роботи, здійснюючи електроживлення так само, як і в наведеній на рис. 2.2 схемі. Відмінність в організації електроживлення полягає лише в тому, що для ЕКГ із неперервним режимом роботи має передбачатись додаткове живлення від розташованого поблизу АБЖ меншої потужності. Рекомендований спосіб виконання електромережі – автономна мережа електропостачання.  Рис. 2.3 В другому варіанті комбінованого живлення ЕКГ, функціональна схема якого наведена на рис. 2.4, за наявності ЕКГ із будь-яким режимом роботи і великої потужності, яку важко захищати одним АБЖ, а застосування декількох потужних АБЖ створює її надлишок, або у випадку очікуваного збільшення навантажень ЕКГ, рекомендується виконувати шляхом під'єднання декількох АБЖ подвійного перетворення напруги за схемою паралельної роботи для нарощування потужності і резервування АБЖ, тобто до розрахункової кількості АБЖ рекомендується додавати ще один резервний – ДЕС з автоматичним запуском і АВР ДЕС. Для ЕКГ із неперервним режимом роботи так само, як і у функціональній схемі за рис. 2.2, має передбачатися додаткове живлення від розташованого поблизу менш потужного АБЖ. Рекомендований спосіб виконання електромережі – автономна мережа електропостачання.  Рис. 2.4 Закінчуючи коротку характеристику сучасного трактування базових термінів СГЕ і схемотехнічних рішень СГЕ, які застосовуються в наш час, зазначимо, що більш повна інформація з цих питань, а також з питань технічних вимог до СГЕ і ЕКГ, яка включає в себе також вимоги до електричних навантажень, вибору перерізів фазних і нульових робочих провідників ліній живлення трифазних АБЖ, виконанню заземлень електронних пристроїв, захисту електромереж, що живлять ЕКГ від впливу імпульсних напруг, індукованих близькими розрядами блискавок, тощо міститься в Національному стандарті [1]. Розділ 3. Особливості топології побудови ДБЖ та СГЕ 3.1. Основні типи топології побудови ДБЖ та СГЕ Залежно від того, яке саме джерело енергії вибирається як основне, а яке в якості резервного, розрізняють дві основні топології побудови ДБЖ [1, 5, 7]: 1. Топологія stand-by. В ДБЖ, побудованих за цією топологією, в нормальному режимі роботи подача електроенергії на вихід здійснюється безпосередньо з входу електромережі через фільтр, що знешкоджує електричні розряди та шуми, і лише у разі збою мережного електроживлення (припинення подачі напруги електромережі чи виходу її параметрів за допустимі межі) вступають у дію інвертування та акумуляторна батарея. Топологія on-line. В побудованих за цією топологією ДБЖ, структура яких наведена на рис.3.1, в нормальному режимі роботи змінний струм, що поступає з входу 1, спочатку випрямляється, а потім знову відтворюється за допомогою постійно працюючого інвертора. Інвертори, на сьогоднішній день, в більшості випадків будуються за так званою IGBT технологією з широтно-імпульсною модуляцією і характеризуються високою ефективністю у випадку неповних навантажень та низьким коефіцієнтом нелінійних спотворень у випадку нелінійних навантажень.  Рис.3.1 Таким чином, в ДБЖ цього типу відбувається подвійне перетворення напруги: вхідна напруга спочатку перетворюється випрямлячем в постійну, а потім за допомогою зворотного перетворення (інвертування) знову в змінну – з постійною амплітудою, формою і стабільною частотою. У разі відмови будь-якої з ланок електричного кола випрямляч – інвертор в ДБЖ типу "on-line" відбувається під'єднання виходу ДБЖ безпосередньо до входу. Як видно з рис.3.1, для здійснення живлення навантаження безпосередньо від зовнішньої мережі вхід 2 забезпечений спеціальною обхідною лінією – статичним By-Pass. Розрізняють ручній і автоматичний By-Pass. Останній вмикається під час перевантаження ДБЖ чи у разі виходу його з ладу. При цьому спрацьовує перемикач (лінія "інвертування-навантаження" розмикається, лінія "By-Pass-навантаження" замикається), і навантаження продовжує живитись від електромережі. Без автоматичного By-Pass неможлива побудова резервних систем безперебійного живлення. Вхід основного ДБЖ живиться від електромережі, а вхід By-Pass – від резервного ДБЖ, яке постійно перебуває в гарячому режимі. Автоматичний By-Pass необхідний і при створенні багатьох інших складних систем безперебійного живлення. Щодо ручного By-Pass, то він необхідний під час обслуговування та ремонту ДБЖ – для забезпечення безперервності живлення навантаження. Для більшості електронних пристроїв в наш час використовують так звані джерела живлення комутуючого типу, які дозволяють витримувати короткочасні (до 2...3 мсек) провали основного живлення за рахунок накопичення порівняно невеликої кількості енергії у вбудованих конденсаторах, що дозволяє застосовувати ДБЖ типу "off-line" (чи "stand-by"), оскільки переважна більшість електронних пристроїв може витримувати зазначену короткочасну затримку в подачі напруги, необхідну для того, щоб акумуляторна батарея та система інвертування встигли виробити змінну напругу під час переходу живлення від основної електромережі до живлення ДБЖ від акумуляторної батареї. Принципова схема ДБЖ типу "off-line" наведена на рис.3.2.  Рис.3.2. ДБЖ типу "off-line" історично були першими із застосовуваних джерел живлення, і, відповідно, вони спроможні були забезпечити лише найпростіший захист електроживлення переважно в малопотужних ДБЖ. Робота ДБЖ типу "off-line" відбувається так. Якщо напруга електромережі не опускається нижче за встановлений рівень, то вона транзитом через фільтр, що зрізає деякі завади, прямує на вхід навантаження, забезпечуючи при цьому лише часткову фільтрацію вищих гармонік, а не повну "чистоту" синусоїди. Якщо ж амплітуда напруги електромережі опускається нижче певного рівня, вбудований в ДБЖ автоматичний перемикач від'єднує "транзитний канал" і вмикає резервну схему живлення, до складу якої входять зарядний пристрій, акумуляторна батарея та інвертор. Інвертор перетворює постійний струм батареї в змінний струм прямокутної (а не синусоїдальної) форми. Проте і така прямокутна форма напруги на виході інвертора цілком прийнятна для більшості сучасних електронних пристроїв. Слід зазначити, що на перемикання живлення з електромережі на резервну схему живлення і вироблення інвертором змінного струму потрібно 2 – 4 мс, і саме на такий проміжок часу переривається електроживлення. Проте, завдяки застосуванню комутуючих джерел струму у вигляді конденсаторів, встановлених в блоках живлення, такі провали в системі живлення не позначаються на роботі електронних пристроїв, які в ці проміжки часу здатні самопідживлюватись енергією, накопиченою в конденсаторах. У разі перевищення напругою електромережі встановленого рівня резервна схема вимикається, і електронні пристрої знову починають живитись через транзитний канал, причому в цей час акумуляторна батарея заряджається до наступного моменту – поки не відбудеться чергове перемикання живлення. Безперечною перевагою ДБЖ типу "off-line" є компактність і простота, економічність, легкість і відносна дешевизна. В той же час такі джерела живлення мають і суттєві недоліки, основні з яких такі: відсутність плавної стабілізації вихідної напруги; незначна фільтрація вихідної напруги від завад і кидків; пропускання в електромережу завад, що генеруються навантаженням; стрибкоподібне змінювання напруги, частоти і форми вихідної напруги під час переходу на живлення від акумуляторної батареї (тривалість переходу – 4 мс) з коефіцієнтом нелінійних спотворень (КНП) за напругою під час роботи в автономному режимі до 30% (замість рекомендованих для комп'ютерного навантаження 5%); перехід ДБЖ (навіть у разі незначних падінь та кидків напруги) в режим роботи від вбудованих батарей акумуляторів; прямокутна форма вихідної напруги замість синусоїдальної – в недорогих моделях ДБЖ. Проте, не зважаючи на ці недоліки, ДБЖ типу "off-line" згідно з експертними оцінками багатьох фахівців в галузі інформаційних технологій являють собою найкраще рішення для підтримки так званого "некритичного мережного обладнання" невеликої потужності, оскільки дають змогу користувачам уникнути до 55% проблем, пов'язаних з електроживленням [6]. Зазначимо, що у ряді модифікацій ДБЖ типу "off-line" робилися спроби усунути проблему критичного зниження напруги шляхом використання вбудованого стабілізатора для підтримки струму на заданому рівні у разі значних змінювань значень вхідної напруги. Проте, як виявилось, такі спроби не в змозі повністю уникнути перемикань на живлення від батарей. Побіжно зазначимо, що оскільки ДБЖ типу "off-line" використовують резервну систему живлення, їх часто називають резервними. У споживачів, навантаження яких чутливі до тривалих відхилень напруги живлення – від номінальної і до її провалів, – особливою популярністю користуються не ДБЖ типу "off-line" (або їх модифікації з вбудованим стабілізатором), а так звані гібридні чи інтерактивні ("line-interactive") ДБЖ. Принципова схема інтерактивного ДБЖ наведена на рис.3.3.  Рис.3.3. Принцип дії інтерактивних ДБЖ аналогічний принципу дії ДБЖ типу "off-line", проте, на відміну від останніх, у них з метою подавлення завад, поліпшення роботи і розширення діапазону вихідної напруги використовуються різні додаткові пристрої. Зокрема, в них з метою здійснення комутації для отримання східчастої стабілізації вихідної напруги застосовується автотрансформатор з відводами, який підвищує або понижує вихідну напругу на 12%, тим самим розширюючи межі діапазону цієї напруги. Завдяки комутації обмоток автотрансформатора в інтерактивних ДБЖ у разі переходу живлення від мережі на живлення від акумуляторної батареї має місце значно менше стрибкоподібне змінювання напруги, частоти і форми вихідної напруги, ніж у ДБЖ типу "off-line", у яких комутація відсутня. ДБЖ типу "line-interactive" мають практично ті ж самі недоліки, що і ДБЖ типу "off-line" (хоча у них під час переходу на живлення від акумуляторної батареї менше позначається стрибкоподібне змінювання напруги, частоти і форми вихідної напруги). Крім того, їх стабілізуючі вузли (особливо в перших недосконалих моделях ДБЖ) можуть породжувати стійкі спотворення вихідного сигналу і непередбачувані перехідні процеси. Проте гібрид двох технологій – on-line та off-line – дозволив в ДБЖ типу "line-interactive" об'єднати деякі з кращих властивостей двох джерел живлення: низьку вартість ДБЖ типу "off-line" та практично стовідсоткову ефективність захисту електроживлення в ДБЖ типу "on-line" за рахунок подвійного перетворення напруги. В результаті такого перетворення вартість ДБЖ типу "line-interactive" наблизилась до вартості ДБЖ типу "off-line", а їх ефективність щодо захисту електроживлення істотно підвищилася – до 85% порівняно з 55% у ДБЖ типу "off-line" [6]. Зазначимо, що порівняно недавно на ринку електротехнічної продукції з'явилися ДБЖ типу "line-interactive" нової, вдосконаленої модифікації – ДБЖ з дельта-перетворенням (Delta Conversion On-line) [6]. В них з напруги, що поступає на вхід ДБЖ, виділяються дві складові: "нормальна", яка в незмінному вигляді спрямовується на вихід ДБЖ, і друга, "проблемна" складова напруги, яка становить різницю між вхідним сигналом та його нормальною частиною. Саме ця складова і поступає на переробку. В ДБЖ цій модифікації замість східчастого регулятора напруги застосовується більш точний регулювальний елемент – компенсаційний трансформатор. У разі роботи від мережі із задовільними характеристиками напруги живлення навантаження живиться безпосередньо від мережі, а у випадку відхилень напруги, що перевищують норму, передбачену ГОСТ 13109-97 [3], відбувається його корекція шляхом подачі напруги на коректувальну обмотку трансформатора від дельта-інвертора через ланцюг зворотного зв'язку. Головна перевага цієї технології – низькі втрати енергії (ККД становить 95 – 98%), оскільки найчастіше перетворюється не весь проблемний електричний сигнал, а лише його невелика частини. Крім того, застосування цієї технології забезпечує хорошу стабілізацію напруги і синусоїдальну форму вихідної напруги, а наявність вбудованої системи корекції коефіцієнта потужності дає можливість підтримувати його близьким до одиниці, що забезпечує відсутність завад, що генеруються ДБЖ в зовнішню мережу. |
Схожі:
|
ВІЙСЬКОВИЙ ІНСТИТУТ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ ТА ІНФОРМАТИЗАЦІЇ ВІЙСЬКОВИЙ ІНСТИТУТ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ ТА ІНФОРМАТИЗАЦІЇ НАЦІОНАЛЬНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ УКРАЇНИ "КПІ" |
М. В. Афанасьєв Графік захисту дипломних робіт Аніщенко Л. Я. – завідувач лабораторією оцінки впливу на навколишнє середовище УкрНДІЄП |
|
Тема 2 (заняття 2). Джерела міжнародного права (2 год.) Поняття і значення джерел міжнародного права. Роль ст. 38 Статуту Міжнародного Суду ООН у визначенні джерел міжнародного права |
Поняття фінансової діяльності(2 лекції) Фінанси – сукупність суспільно-економічних відносин, які направлені на формування, розподіл і використання публічних, централізованих... |
|
ПОРЯДОК проведення Всеукраїнського конкурсу "До чистих джерел" Основні... України, раціональне використання водних ресурсів, підвищення екологічної і правової обізнаності громадян щодо охорони водних ресурсів... |
ПЛАН КОНСПЕКТ на проведення занять зі спеціальної підготовки з водійським складом СДПЧ-1 НАВЧАЛЬНА МЕТА: вивчити з особовим складом водіїв систему електроживлення пожежних автомобілів |
|
ПЛАН КОНСПЕКТ на проведення занять зі спеціальної підготовки з водійським складом СДПЧ-3 НАВЧАЛЬНА МЕТА: вивчити з особовим складом водіїв систему електроживлення пожежних автомобілів |
ПЛАН КОНСПЕКТ на проведення занять зі спеціальної підготовки з водійським складом СДПЧ-1 Навчальна мета: вивчити з особовим складом водіїв основні вимоги при проведені ТО електроживлення пожежних автомобілів |
|
СИНЕЛЬНИКІВСЬКА МІСЬКА РАДА РОЗПОРЯДЖЕННЯ міського голови Керуючись Законом України «Про місцеве самоврядування в Україні», з метою забезпечення безперебійного руху транспорту на автомобільних... |
SWIFT SWIFT Товариство всесвітніх міжбанківських фінансових телекомунікацій; українською мовою вимовляється СВІФТ — міжнародна міжбанківська... |
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua