Система бесперебойного питания постоянного тока
Назначение
На предприятиях связи система бесперебойного питания (СБП) посто- янного тока предназначена для электроснабжения оборудования постоянного тока.
В отличие от системы бесперебойного питания переменного тока, ко- торую можно временно отключить, подключив оборудование напрямую к се- ти (режим «байпас»), отключение СБП постоянного тока приведет к останов- ке оборудования. Вторым отличием СБП переменного от СБП постоянного тока является преобразование переменного тока в постоянный.
Принципы построения сбп постоянного тока
Аналогично СБП переменного тока, на предприятиях связи системы бесперебойного питания постоянного тока строятся по централизованному (см. Рисунок 4.1, а), распределенному (см. Рисунок 4.1,б) или по смешанно- му принципу (см. Рисунок 4.1, в).
СБП постоянного тока малой мощности (до 1 кВт), как правило, реали- зовываются на основе небольших специализированных источников беспере- бойного питания (Рисунок 4.7), которые содержат в своем составе выпрями- тельное устройство и аккумуляторную батарею.
Рисунок 4.7 – ИБП постоянного тока малой мощности
SOPOTEC IG3115E (12 В, 3 А, 7 Ач) – а, Штиль PS1205B (12 В, 5 А, 7 Ач) – б
Мощные СБП постоянного тока, используемые на предприятиях связи, представляют собой набор оборудования, соединенного в систему, по четы- рем основным структурным схемам:
буферная схема без устройств стабилизации;
буферная схема со стабилизированным конвертором;
буферная схема с вольтодобавочным конвертором;
схема с отделенной от нагрузки аккумуляторной батареей.
Независимо от схемы построения СБП переменного тока содержит как минимум два основных силовых узла: выпрямительное устройство (ВУ) и аккумуляторную батарею (АБ). Выпрямительное устройство преобразовыва- ет переменное напряжение сети в постоянное. Оно обеспечивает питание оборудования и заряд аккумуляторной батареи. Аккумуляторная батарея яв- ляется резервным источником электрической энергии. При пропадании на- пряжения сети в течении некоторого времени оборудование питается от ак- кумуляторной батареи.
В буферных схемах АБ постоянно подключена к нагрузке. После ава- рии заряд батареи и одновременно питание нагрузки производится от выпря- мителей. Преимуществом буферных систем электропитания является отсут- ствие коммутаций при пропадании напряжения в электросети и его восста- новлении.
В схеме с отделенной батареей АБ подзаряжается от дополнительного выпрямителя, который называется выпрямитель содержания. При снижении напряжения ниже допустимой нормы АБ подключается к оборудованию с помощью электронного ключа.
В буферной схеме однофазное или трехфазное напряжение переменно- го тока выпрямляется, понижается и стабилизируется с помощью выпрями- телейUZ1 иUZ2 выходы которых соединены параллельно (Рисунок 4.8,а). Аккумуляторная батарея состоит из двух групп аккумуляторовGB1 иGB2, которые подключаются с помощью автоматических выключателейSA1 иSA2 к выходу ВУ. Автоматические выключатели позволяют при необходимости
отключать группу АБ, а также обеспечивают защиту от перегрузки по току (при превышении тока автоматический выключатель разомкнет цепь).
Рисунок 4.8 – Системы электропитания постоянного тока: буферная схема – а); буферная схема со стабилизированным конвертором – б); буферная схема с вольтодобавочным конвертором – в)
Буферная схема со стабилизированным конвертором содержит не- сколько параллельно включенных выпрямителя UZ1, UZ2 и двухгруппную аккумуляторную батарею GB1, GB2 (Рисунок 4.8). Конверторы UZ3, UZ4 предназначены для дополнительной стабилизации выходного напряжения и компенсации изменения напряжения на аккумуляторной батарее.
Буферная схема с вольтодобавочным (ВДК) конвертором кроме вы- прямительных устройств UZ1, UZ2 и аккумуляторной батареи GB1, GB2 со- держит вольтодобавочный конвертор (ВДК) (Рисунок 4.8, в).
В штатном режиме контактор К1 замкнут, элементы аккумуляторной батареиGB1,GB2 поддерживаются в заряженном состоянии с помощью вы- прямительного устройстваUZ1,UZ2. Одновременно обеспечивается питание основного оборудования от выпрямителя. В аварийном режиме контакторК1 размыкается, а выход вольтодобавочного конвертораUZ3 соединяется по- следовательно с аккумуляторной батареейGB1, GB2. Так как напряжение на выходе конвертора оказывается больше напряжения на диодеVD1, он запи- рается. При разряде аккумуляторной батареи с помощью вольтодобавочного конвертора добавляется недостающая доля напряжения для обеспечения по- стоянства напряжения на нагрузке. ДиодVD1 необходим для обеспечения непрерывного протекания тока в момент срабатывания контактора К1.
На предприятиях связи рекомендуется построение двухгруппных акку- муляторных батарей (GB1 иGB2), как это показано на рисунке (Рисунок 4.9). Такое построение не только повышает надежность аккумуляторной батареи в целом, но и позволяет проводить регламентные работы по обслуживанию и ремонту батарей. Для обслуживания батарей необходимо произвести их пе-
реключение с помощью перемычек QR1 илиQR2. Контроль состояния бата- рей осуществляется с помощью вольтметра (PV1), амперметра (PA1) и мага- зина нагрузок (R1, R2, R3).
Рисунок 4.9 – Двухгруппная аккумуляторная батарея