Современные системы электропитания необходимы для регулировки, преобразования и распределения электрической энергии, а также они способствуют бесперебойной подачи разных напряжений тока переменного и постоянного. Предназначены для нормальной работоспособности радиотехнической аппаратуры, вычислительных и персональных ЭВМ, устройств сигнализации и защиты.
Все системы электропитания делятся на 3 категории:
• Система гарантированного электропитания;
• Система бесперебойного электропитания;
• Система резервного электропитания.
Системы гарантированного электропитания
Должны обеспечивать полную гарантию электропитания подключенных устройств, автоматический запуск, автоматическое переключение нагрузки с дизель-генератора на внешнюю сеть электропитания и обратно, выдачу сигнала тревоги, если сложилась аварийная ситуация с оборудованием.
С учетом требований, предъявленных к электропитанию, можно использовать различные способы построения схем. Рассмотрим схему гарантированного электропитания.
В случае, когда на объекте резервным источником электропитания выступает только дизель-генератор, то это и есть схема гарантированного электропитания. Потребители, которые получают электроэнергию от дизель-генераторной установки в случае отключения напряжения основной сети, называются потребителями гарантированного электропитания.
Целесообразнее всего использовать данную схему, когда происходят частые исчезновения напряжения в основной сети, а также отсутствуют потребители І категории, которые нуждаются в нормальном функционировании электропитания без разрыва синусоиды напряжения.
Для того, чтобы создать на объекте схему гарантированного электропитания, следует учитывать такие требования:
• Дизель-генераторные установки должны быть оснащены показателем наработки на отказ более 40000 часов;
• Не рекомендуется нагрузка дизель-генераторной установки с загрузкой длительное время, мощность которой менее 50 процентов. Нагрузка менее 30 процентов приводит к отказу поставщика от обязательств гарантии на оборудование;
• Период приема нагрузки и старта экстренного из ожидающего режима должен быть менее 9 секунд;
• Обеспечение возможности выполнения ремонтных работ и обслуживания установки без сбоев в работе системы электропитания;
• Обеспечение дистанционного контроля дизель-генераторной установки;
• Исключение возможности параллельной работы установки с внешними системами электроснабжения.
Системы бесперебойного электропитания необходимы для:
• Бесперебойного электропитания потребителей (разрыва синусоиды не должны быть);
• Создания выходного напряжения чистой синусоидальной формы;
• Обеспечения высокого КПД;
• Обеспечения совместимости с дизель-генераторами, коэффициент запаса мощности менее 1,3;
• Обеспечения максимальной защиты от всплесков, перепадов, скачков напряжения;
• Возможного параллельного подключения нескольких источников питания;
• Обеспечения независимой поддержки нагрузки на протяжении 20 минут;
• Бесперебойного переключения нагрузки;
• Гальванической развязки выходных и входных цепей;
• Дистанционного мониторинга и управления параметрами системы источников бесперебойного электропитания.
Схема бесперебойного электропитания – это схема, в которой применяется лишь источник бесперебойного питания в роли резервного источника. Потребители, которые получают электропитание от источников в том случае, когда напряжение основной сети исчезло, называются потребителями бесперебойного электропитания.
Использовать данную схему целесообразнее, когда исчезновения напряжения основной сети происходит нечасто и кратковременно.
Для создания этой схемы нужно учитывать требования:
• Средний период эксплуатации более 10 лет;
• Избегать перегрузки нейтральных кабелей сети и комплектации трансформаторной подстанции;
• Ремонтные работы и обслуживание должны проводиться без нарушения работоспособности системы;
• Создание дистанционного контроля работы;
• Корректное завершение всех технологических процессов.
Также возможен вариант использования совмещенной схемы гарантированного и бесперебойного питания. Схема повышенной надежности с применением гарантированного и бесперебойного питания имеет и дизель-генераторную установку, и источник бесперебойного электропитания.
Когда происходит исчезновение напряжения основной сети, на дизель-генераторе появляется сигнал на его включение. Во время включения (5-15 секунд) получатели гарантированного электропитания на кратковременный период пребывают без напряжения. Восстановление электроснабжения потребителей гарантированного питания до нормальной частоты происходит на выходе дизель-генератора.
В период включения дизель-генераторной установки, источник бесперебойного питания переключается на аккумуляторную батарею, в результате чего питание потребителей бесперебойного питания выполняется от батарей источников такое количество времени, которое требуется для включения дизель-генератора. Следовательно, электропитание потребителей осуществляется без нарушения синусоиды напряжения.
Когда происходит восстановление напряжения внешней сети во время переключения потребителей от дизель-генератора к внешней сети, получатели гарантированного питания на кратковременный период оказываются без напряжения. Следовательно, питание потребителей происходит в нормальном режиме. После полной остановки дизель-генератор остается в дежурном режиме.
Питание от дизель-генератора возможно на протяжении некоторого промежутка времени, который определяется запасом топлива и его расходом, а также возможной дозаправкой дизель-генераторной установки в период работы. Данную совмещенную схему лучше всего применять на объектах, которые нуждаются в повышенном надежном электропитании.
Системы резервного электропитаниядают возможность избегать неприятностей, которые связаны с отключением электроэнергии. Основные положительные факторы системы современного резервного электропитания:
• Отключение электроэнергии не страшно;
• Есть возможность добавлять мощность в случае ее нехватки;
• Экономия электричества.
В состав системы входят инвертор и блок аккумуляторных батарей.
Инвертор – несет ответственность за зарядку аккумуляторных батарей (возможно в том случае, если он имеет встроенное зарядное устройство), преобразовывает ток постоянный в переменный. Еще его называют блоком бесперебойного питания, настройками которого осуществляется контроль всех основных параметров системы.
Аккумуляторные батареи – это хранители электроэнергии. Когда происходит отключение электроснабжения от центральной сети, питание переходит в автономном режиме на эти батареи. Также есть возможность в любое время добавлять из них дополнительную мощность к потреблению.
В любое время можно добавить к системе резервного электропитания альтернативный источник энергии и в результате получить автономную систему электропитания, которая дает возможность не использовать центральное электроснабжение.