Современное высокотехнологичное оборудование, устанавливаемое на предприятиях, в медицинских и информационных центрах, предъявляет повышенные требования к качеству питающего напряжения. На сегодняшний день становится все более актуальной защита различных объектов системами гарантированного электропитания. Для решения проблем в питающей сети применяются: стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания, дизель-генераторные станции.

ЕСЛИ В СЕТИ НЕПОЛАДКИ

Основные неполадки сетевого питания:

полное пропадание напряжения в сети в результате аварии

долговременные и кратковременные ?проседания? и всплески напряжения;

высоковольтные импульсные помехи;

высокочастотный шум;

отклонение частоты за пределы допустимых значений.

Наиболее распространенным видом неполадок в больших городах являются долговременные ?проседания? напряжения, а в сельской местности к ним добавляются аварии в электросети и высоковольтные импульсные помехи.

Отрицательные последствия, вызываемые нестабильностью напряжения

Производственный брак и простои из-за сбоев в работе автоматизированных производственных линий.

Снижение эффективности работы систем безопасности и видеонаблюдения.

Сбои в работе высокоточной измерительной аппаратуры, приводящие к возникновению недостоверных измерительных данных.

Сбои в работе сервоприводных устройств из-за неправильной скорости вращения двигателей.

Сбой в работе технологических линий по термической обработке различных изделий (печи не обеспечивают однородный обжиг) и др.

Для того чтобы избежать этих проблем, в питающей сети применяются: стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания, дизель-генераторные станции.

СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Сервоприводный электродинамический стабилизатор. Эта система стабилизации рассчитана на работу с номинальным напряжением 220/230/240/380/400/415 В в соответствии с нормативом IEC 38 (CEI 8.6) или российским стандартом. Она устанавливается между входной сетью электропитания и нагрузкой. Ее задача состоит в обеспечении нагрузки стабилизированным напряжением при существенных отклонениях параметров электросети от номинального значения. В случае его ?проседания? стабилизатор увеличивает потребление переменного тока от сети, а при превышении - уменьшает. При этом выходной ток устройства остается практически постоянным из-за высокой степени стабильности выходного напряжения.

Оборудование данного типа рассчитано на стабилизацию эффективного (действующего) значения выходного напряжения. Данное правило остается неизменным и в случае возникновения искажений формы напряжения, т.е. появлении высших гармонических составляющих. Стабилизатор поддерживает питание нагрузки при ее изменении в интервале от 0 до 100%. Длительность переходных процессов в динамическом режиме при резких изменениях входного напряжения зависит от процента его изменения и от конструктивных особенностей стабилизатора. Ориентировочно время переходного процесса может колебаться в пределах 20...60 мс/В.

Стабилизатор не подвержен отрицательному влиянию коэффициента мощности нагрузки, и, поскольку регулировка осуществляется без прерывания фазы выходного синусоидального напряжения, на выходе стабилизатора не наблюдается никаких существенных гармонических искажений. Стабилизация осуществляется с помощью электромеханических элементов силовой цепи и электронных компонентов цепей управления и контроля.

Статические стабилизаторы. Такого типа приборы применяются в случаях, когда скорость срабатывания устройства является главным и определяющим фактором. Например, при работе с телекоммуникационным и компьютерным оборудованием, высокоточными лабораторными измерительными приборами, медицинской диагностической аппаратурой.

Как правило, все элементы стабилизатора устанавливаются в металлический корпус, окрашенный в соответствии с требованиями стандарта RAL 7035 и степенью защиты в соответствии с IР21. Его габариты зависят от мощности устройства.

ИСТОЧНИКИ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ (ИБП).

ИБП - это устройство, использующее для аварийного питания нагрузки энергию аккумуляторных батарей. Различают несколько типов ИБП и их области применения.

ИБП РЕЗЕРВНОГО ТИПА (OFF-LINE ИЛИ STANDBY)

Источник бесперебойного питания, выполненный по схеме с коммутирующим устройством, которое в нормальном режиме работы обеспечивает подключение нагрузки непосредственно к внешней питающей электросети, а в аварийном переводит ее на питание от аккумуляторных батарей.

Достоинством ИБП резервного типа является его простота и, как следствие, невысокая стоимость, а недостатком - ненулевое время переключения (~4 мс) на питание от батарей и более интенсивная их эксплуатация, так как источник переводится в аварийный режим при любых неполадках в электросети, это приводит к быстрому износу аккумуляторной батареи.

ИБП резервного типа, как правило, имеют небольшую мощность и применяются для обеспечения гарантированного электропитания отдельных устройств (персональных компьютеров, рабочих станций, офисного оборудования) в регионах с хорошим качеством электрической сети.

ЛИНЕЙНО-ИНТЕРАКТИВНЫЙ (LINE-INTERACTIVE) ИБП

Источник бесперебойного питания, выполненный по схеме с коммутирующим устройством (Off-Line), дополненной стабилизатором входного напряжения (бустером) на основе автотрансформатора с переключаемыми обмотками.

Основное преимущество линейно-интерактивного ИБП по сравнению с источником резервного типа заключается в том, что он способен обеспечить нормальное питание нагрузки при повышенном или пониженном напряжении электросети (наиболее распространенный вид неполадок в отечественных линиях электроснабжения) без перехода в аварийный режим. В итоге продлевается срок службы аккумуляторных батарей. Недостатком линейно-интерактивной схемы является ненулевое время переключения (~4 мс) нагрузки на питание от батарей.

По эффективности линейно-интерактивные ИБП занимают промежуточное положение между простыми и относительно дешевыми резервными источниками (Off-Line) и высокоэффективными, но дорогостоящими ИБП с двойным преобразованием энергии (On-Line). Как правило, линейно-интерактивные ИБП применяют для обеспечения гарантированного питания персональных компьютеров, рабочих станций, файловых серверов, узлов локальных вычислительных сетей и офисного оборудования.

ИБП С ДВОЙНЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ (ON-LINE)

Источник бесперебойного питания, в котором поступающее на вход переменное сетевое напряжение сначала преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем с помощью инвертора снова в переменное. Аккумуляторная батарея постоянно подключена к выходу выпрямителя и входу инвертора и питает последний в аварийном режиме.

Такая схема построения ИБП позволяет обеспечить практически идеальное питание нагрузки при любых неполадках в сети (включая фильтрацию высоковольтных импульсов) и характеризуется нулевым временем переключения в аварийный режим без возникновения переходных процессов на выходе устройства. Они оснащены плавным стабилизатором входного напряжения, благодаря которому диапазон допустимых значений входного напряжения, при которых источник не переходит на питание от батарей, составляет 160...276 В.

К недостаткам схемы с двойным преобразованием энергии следует отнести ее сравнительную сложность, более высокую стоимость, а также снижение общего КПД системы из-за потерь при двукратном преобразовании напряжения.

ИБП типа On-Line применяют в тех случаях, когда по тем или иным причинам предъявляются повышенные требования к качеству электропитания нагрузки, каковой могут быть узлы локальных вычислительных сетей (сетевое оборудование, файловые серверы, рабочие станции, персональные компьютеры), оборудование вычислительных залов, системы управления технологическим процессом, медицинские центры.

Мощные ИБП также комплектуются дополнительными узлами, позволяющими получить более качественные и безопасные параметры питающей сети, предотвратить всевозможные аварии как самого ИБП, так и оборудования, используемого в качестве нагрузки ИБП.

Все решения на базе On-Line ИБП ограничены по времени автономной работы. Чем мощнее система и желаемое время автономии, тем более громоздки и экономически невыгодны батарейные комплекты. Поэтому для решения задачи бесперебойного питания на длительное время автономии применяются дизель-генераторные установки.

ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ (ДГУ)

ДГУ - это устройство, использующее для аварийного питания нагрузки энергию электрогенератора, ротор которого приводится в движение дизельным двигателем.

Основными сферами применения ДГУ являются промышленность, телекоммуникации и нефтегазовая индустрия. Они также используются в качестве источника гарантированного электроснабжения таких объектов, как вычислительные залы, медицинские учреждения, банки, аэропорты, производственные линии и индивидуальное частное жилье. ДГУ способны обеспечить нагрузку потребителей в течение длительного времени за счет встроенных топливных баков от 8 часов до суток (в зависимости от мощности потребляемой нагрузки) и нескольких суток при комплектации внешнего топливного бака большой емкости.

Существует несколько вариантов исполнения ДГУ: открытое исполнение, во всепогодном защитном кожухе, в шумопоглощающем кожухе, в супершумопоглощающем кожухе, в блок-контейнере СЕВЕР.

Каждая модификация ДГУ может быть укомплектована системой автоматического запуска. Автоматическая панель управления осуществляет управление работой ДГУ, производя запуск ДГУ в случае аварии сетевого электропитания (в течение 15-30 сек. переходя в рабочий режим), а также его остановку после восстановления напряжения без участия оператора. Кроме того, она может быть дооснащена целым рядом дополнительных функций по запросу пользователя.

Часто ДГУ с автоматической системой запуска используется совместно с ИБП. На время запуска ДГУ ИБП, обладая нулевым временем перехода в режим питания от батарей, берет на себя особо критичную нагрузку.