Системы бесперебойного электропитания
КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Системы бесперебойного электропитания СБП можно классифицировать следующим образом:

По типу выходного тока:

  • СБП постоянного тока - СБП-П
  • СБП переменного тока - однофазного СБП -0 и трехфазного СБП -Т;
  • комбинированные СБП постоянного и переменного тока - СБП -ПО.

По количеству каналов выходного напряжения:

  • одноканальные
  • многоканальные

По качеству выходных характеристик напряжения постоянного тока:

  • СБП с непрерывным подзарядом резервной АБ (буферные), в которых величина выходного напряжения зависит от АБ и изменяется во время работы по закону заряда-разряда АБ, подключенной к выходу источника - СБП -ПБ;
  • стабилизирующие СБП, в которых величина выходного напряжения не зависит от резервной АБ, а качество выходного напряжения определяется подсистемой преобразования энергии - СБП -ПС;
  • смешанные СБП в которых один из каналов выходного напряжения выполняется по буферной схеме, а остальные по стабилизирующей - СБП -ПБПС, СБП -ПБПOС.

По качеству выходных характеристик напряжения переменного тока:

  • off-line, в которых нагрузка питается от промышленной системы электроснабжения, а при выходе ее за пределы допуска от - резервного источника;
  • on-line, постоянно включенные УБП с двойным преобразованием энергии;
  • line-interactive, которые занимают промежуточное положение являясь, в принципе, резервным источником, но по многим характеристикам они приближаются к постоянно включенным, и выполняются на базе феррорезонансных трансформаторов.

В качестве СБП переменного тока для бытовых нужд наибольшее распространение получили структуры off-line и line-interactive, а для промышленного и специального применения on-line с двойным преобразованием энергии. Для электропитания аппаратуры постоянным током наибольшее распространение получили буферные СБП постоянного тока, выполненные по схеме с непрерывным подзарядом резервной АБ, подключенной параллельно выходным выводам системы. ЗАО "КАМИ-СВЭП" разработан ряд унифицированных стабилизирующих СБП постоянного и переменного тока, комбинированных, одноканальных и многоканальных на выходную мощность до 28 кВт для децентрализованных структур построения систем электропитания комплексов технических средств, в которых СБП могут располагаться в одном помещении с питаемой аппаратурой .

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ СИСТЕМ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

СБП ПОСТОЯННОГО ТОКА

Широкое распространение получила так называемая буферная система УБП постоянного тока. Характерной особенностью таких УБП является объединение в одной точке выходных выводов преобразователей-выпрямителей, аккумуляторной батареи АБ и питаемой нагрузки.

Такая структура позволяет получить достаточно высокую надёжность подаваемой на аппаратуру электроэнергии при минимальном количестве используемых для её построения компонентов

Однако буферная система при всех её достоинствах обладает двумя заметными недостатками.

Во-первых, в буферных УБП на каждый номинал выходного напряжения применяют отдельную АБ, каждая из которых рассчитана на свой номинал. Для получения напряжения второго канала постоянного или переменного тока используются дополнительные DC-DC или DC-AC преобразователи энергии, а буферный канал выполняется на полную выходную мощность, что приводит к снижению КПД системы в целом, а также к снижению её надёжности.

Во-вторых, выходное напряжение буферных УБП может изменяться в широких пределах до + 20%, значения которых определяются разрядно-зарядными характеристиками АБ. . Если же аппаратура рассчитана на более узкие допуски питающего напряжения, то применяются дополнительные стабилизаторы напряжения, подключаемые к выходу буферного канала. Это также приводит к снижению КПД и надёжности УБП.

 СБП ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Как уже отмечалось системы бесперебойного электропитания переменного тока частотой 50 Гц специального применения строятся по структурам с двойным преобразованием энергии, в которых первый канал преобразования преобразует напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока, на выходе которого устанавливается аккумуляторная батарея, работающая в буферном режиме, а второй канал (инвертор) преобразует это напряжение в напряжение переменного тока частотой 50Гц.

Система также строится по схеме с двойным преобразованием энергии непрерывного действия. Однако в отличие от известных схем напряжение системы электроснабжения переменного тока или резервной АБ, при выходе основной системы электроснабжения за пределы заданного допуска, преобразуется в стабилизированное напряжение постоянного тока на уровне 350В, которое в дальнейшем преобразуется в синусоидальное напряжение 220В с частотой 50 Гц.

УНИФИЦИРОВАННЫЕ МОДУЛИ СБП

УБП строятся на базе унифицированных модулей источников бесперебойного электропитания УПВ, зарядно-буферных преобразователей УПЗ, модулей формирования синусоидального напряжения ИНО, модулей контроля и управления МУ-П, МУАБ,МУИ служебного электропитания УПВ-СО.

Модульный способ построения УБП позволяет получить требуемую надежность за счет подключения m резервных модулей параллельно n рабочим модулям по формуле n+m, а также обеспечить наращивание выходной мощности аппаратуры электропитания до требуемых размеров.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СБП

Электроснабжение СБП производится по двум или трём фидерам:

  • от основной стационарной промышленной трёхфазной или однофазной сети переменного тока с глухозаземленной или изолированной нейтралью с частотой 46..62 Гц и напряжением 380/220 В (+15%...-30%) или от резервной сети переменного тока с дизель генератора;
  • от автономного резервного источника постоянного тока;
  • от дизель генератора

Электроснабжение от основной или резервной сети переменного тока подается на вход СБП через автоматический переключатель АВР.

Переключение с одного фидера на другой происходит автоматически без перебоя электропитания нагрузки в следующей последовательности:

  • основная сеть переменного тока;
  • автономная резервная сеть постоянного тока - при выходе основной сети за пределы заданного допуска;
  • резервная сеть переменного тока с дизель генератора, включение которого происходит по команде с СБП о малом оставшемся заряде АБ.

Коэффициент мощности по входу переменного тока - не менее 0,97.

Величины выходного напряжения:

  • постоянного тока 12,24,60,110,270, 1200, 5000 В;
  • переменного синусоидального тока 220В;50Гц, 127В 400Гц, 220В;400Гц,110В;35 кГц.

Количество каналов выходного напряжения, величины выходных напряжений и выходной мощности определяются при заказе.

Действующее значение пульсаций выходного напряжения постоянного тока не превышает 50 мВ в диапазоне частот до 300 Гц и 7 мВ в диапазоне частот от 300 Гц до 150 кГц при псофометрическом значении не более 2 мВ, в любом режиме работы на активную нагрузку.

Статическая нестабильность выходных напряжений:

  • при изменении напряжения основной сети электроснабжения переменного тока или резервной сети постоянного тока - не превышает + 0,3%;
  • при изменении тока нагрузки от 0,05 Iном до Iном и от Iном до 0,05 Iном - не превышает 0,7%;
  • суммарная при воздействии всех дестабилизирующих факторов- не более + 3%.

Динамическая нестабильность выходных напряжений не превышает 10% при скачкообразном изменении:

  • напряжения электроснабжения переменного тока на -30%...+15% от номинального значения;
  • тока нагрузки в диапазоне 10...100% от номинального значения.

Частота выходного напряжения в канале переменного тока- 50Гц ± 0,5 Гц.

Форма выходного напряжения в каналах переменного тока - синусоидальная.

Коэффициент искажения синусоидальности выходного напряжения в канале переменного тока не превышает 4% при работе на линейную (активную) нагрузку и 8% при работе на выпрямительную (ёмкостную) нагрузку при крестфакторе не более 4,5.

Системы обеспечивают заряд АБ от автономной подсистемы заряда постоянным током до напряжения непрерывного подзаряда и обеспечивают стабилизацию напряжения непрерывного подзаряда на уровне ±1%.

Системы осуществляют световую сигнализацию на лицевых панелях модулей и выдают во внешнюю цепь необходимые сигналы.

Системы обеспечивают защиту от внутренних и внешних коротких замыканий и перегрузок и защиту АБ от коротких замыканий по отходящим цепям.

Системы обеспечивают защиту нагрузки от перенапряжения на выходе.

Системы обеспечивают защиту АБ от глубокого разряда и автоматически отключаются при напряжении на АБ ниже критического.

УСТРОЙСТВА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

На рынке существует большое количество устройств бесперебойного и гарантированного электропитания средств вычислительной техники СВТ переменным током с частотой 50 Гц.

УБП является промежуточным звеном между системой электроснабжения и источниками вторичного электропитания ИВЭП средств вычислительной техники.

В настоящее время подавляющая часть ИВЭП выполняется по структурным схемам с бестрансформаторным входом с промежуточным преобразованием частоты, в которых входное напряжение переменного тока подаётся непосредственно на сетевой выпрямитель.

Выпрямленное (постоянное) напряжение на уровне 240:320В преобразуется в дальнейшем высокочастотным преобразователем в заданные уровни постоянного напряжения.

Таким образом, современные средства вычислительной техники с жидкокристаллическими мониторами не требуют УБП с выходом на переменном токе.

Переменный ток частоты 50Гц необходим для размагничивания экранов мониторов с электронно-лучевыми трубками.

Устройство рассчитано на непрерывную круглосуточную эксплуатацию.

Устройство размещается в металлическом сварном каркасе. В нижней части каркаса на металлической основе размещены аккумуляторные батареи. В верхней части каркаса расположен электронный модуль. Тепловыделяющие элементы закреплены на четырёх радиаторах, расположенных по краям модуля. Каркас закрывается кожухом, имеющим вентиляционные отверстия.