В инверторах используются новейшие электронные компоненты наряду с высокочастотным преобразованием, что, в конечном счете, позволяет получить компактную конструкцию, малую массу и высокий коэффициент полезного действия. Наличие специальных схемных решений делает возможной параллельную работу инверторов. При этом могут быть реализованы установки (рис. p025) с уровнем резервирования N+1. Помимо этого, параллельное включение позволяет увеличить суммарную мощность. Таким образом, возможно дооснащение оборудования при необходимости увеличения мощности.
Для повышения надежности работы системы в целом совместно с инвертором применяется электронное переключающее устройство (EUE). EUE позволяет в случае неисправности инвертора подключить нагрузку непосредственно к сети (приоритет инвертора) или переключить питание нагрузки от сети на инвертор (приоритет сети) в случае отключения напряжения.
Инвертор фирмы Benning обеспечивает выходное напряжение 230+5% В, частотой 50+0,1% Гц при изменении напряжения на входе от -15 до +20%. Коэффициент нелинейных искажений на выходе -менее 3% при линейной нагрузке. Уровень радиопомех соответствует европейским нормам EN55022. Кроме того, приборы этого типоразмерного ряда отличаются нормируемой динамикой. При изменении нагрузки от 10% до 100% и обратно в течение примерно 1 мс происходит установление скачков напряжения.
3.5.4. СТАБИЛИЗАТОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Для питания нагрузок, чувствительных к изменениям входного напряжения, применяют стабилизаторы. Как правило, необходимость применения стабилизаторов возникает в системах электропитания с батареями. Напряжение аккумуляторной батареи при разряде изменяется в значительных пределах. Колебания напряжения для многих потребителей являются недопустимыми.
Преобразователи, позволяющие осуществлять широтно-импульсное регулирование на нагрузке, называют широтно-импульсными преобразователями.
Применение широтно-импульсных преобразователей для регулирования и стабилизации напряжения различных потребителей объясняется следующими преимуществами:
высокий КПД;
высокая надежность;
малая чувствительность к изменениям температуры;
малые габариты и масса;
постоянная готовность к работе.
Стабилизаторы напряжения построенные по принципу импульсного преобразования обладают высокими техническими характеристиками и обеспечивают стабильность выходного напряжения +1% при отклонении входного напряжения в диапазоне от -20% до +30%. Номинальное выходное напряжение стабилизаторов, применяемых в связи, 24 В, 48 В и 60 В при токе до 50 А.
Схемное решение позволяет включать параллельно неограниченное количество стабилизаторов работающих на общую нагрузку. Пульсации выходного напряжения составляют менее 2%, КПД не хуже 88% (см. табл. t008). Уровень электромагнитных излучений соответствует европейским нормам EN 55022 класс А.
Применение стабилизаторов напряжения позволяет достичь следующих преимуществ. Напряжение на нагрузке не зависит от напряжения батареи. Полное использование батареи в течение периода от полностью заряженного до разряженного состояния. Благодаря режиму ограничения тока обеспечивается защита от короткого замыкания.
Модульный принцип построения позволяет размещать стабилизаторы в шкафах унифицированного исполнения совместно с другой преобразовательной аппаратурой.
Все устройства контроля и управления фирмы Benning проектируются как самозащищенные, обеспечивая тем самым бесперебойность питания нагрузки. Контроль важных эксплуатационных и аварийных параметров, таких как: перегрузка, неисправность, синхронизация сети, параллельный режим -осуществляется индикацией на передней панели. Существует возможность дистанционной передачи сообщений на центральный диспетчерский пункт.
3.5.5. УПРАВЛЕНИЕ УСТРОЙСТВАМИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
Трудно переоценить значение надежности устройств гарантированного электропитания от которых зависит во многом работоспособность средств связи, компьютерных сетей, средств аварийного электроснабжения. Они используются в операционных, на атомных станциях и т.д. Для обеспечения высокой надежности применяются устройства электропитания использующие резервирование устройств автоматики и защиты. В этих случаях немаловажную роль играет обслуживающий персонал, необходимый для сервисной поддержки устройства электропитания (поддержания устройства электропитания в работоспособном состоянии). Сервисное обслуживание может осуществляться и дистанционно.
Для дистанционного наблюдения за работоспособностью средств электропитания, применяемых в телекоммуникационной технике, служат системы управления и наблюдения размещаемые на централизованных диспетчерских пунктах. Система управления и наблюдения через телефонную сеть позволяет контролировать состояние устройств электропитания и управлять ими в эксплуатационных и аварийных режимах. Этим обеспечивается оптимальное использование обслуживающего персонала. Пример такой системы -- MCU-2000 фирмы Benning (рис. p055).
Структура MCU-2000
MCU-2000 позволяет осуществлять управление устройством электропитания и контроль его состояния через телефонную сеть. Информация через модем передается к центральному пульту управления. На центральном пульте данные обрабатываются, регистрируются и предоставляются оператору.
MCU-2000 разработана по иерархическому принципу (Master Slave). Управление системой электропитания осуществляется:
в автоматическом режиме;
оператором через местный пульт управления;
оператором через диспетчерский пульт управления по телефонной сети.
Высокая степень надежности системы электропитания достигается тем, что при параллельной работе любой выпрямитель может автоматически взять на себя функции ведущего.
MCU-2000 интегрируется в систему электропитания и включает следующие устройства (рис. p033):
устройство управления и отображения;
плату процессора;
встраиваемые в оборудование сателитные карты;
измерительные карты (для контролируемых устройств);
релейные карты (для управляемых устройств);
модем.
Сателитные карты, измерительные карты, релейные карты и плата процессора связаны через интерфейс RS485. Через него передаются команды управления и значения измеряемых величин (напряжение U, ток I и температура батарей аккумуляторов toC).
Процессорный блок, в состав которого входят измерительные и релейная карты, по сути, является интерфейсом между пользователем и системой электропитания для местного и дистанционного опроса. Он осуществляет преобразование команд стандарта RS485 в RS232.
Устройство отображения и управления располагается, как правило, на передней панели шкафа электропитания и служит для местного управления работой системы электропитания. Для отображения параметров системы электропитания используется жидкокристаллический индикатор. Возможно подключение компьютера через штатный разъем (RS232) для установки параметров системы электропитания (программное обеспечение поставляется).
MCU-2000 обеспечивает дистанционный контроль и установку таких параметров системы электропитания, как: напряжение питания, суммарный ток устройства, ток любого отдельно взятого выпрямителя, ток заряда аккумуляторной батареи, температуру батареи. (Конфигурация системы MCU-2000 согласовывается с потребителем).
Возможно проведение с центрального диспетчерского пункта регистрации основных параметров системы электропитания, контрольного разряда батареи и пр.
При появлении сбоев в работе устройства электропитания: пропадании сетевого напряжения, разряде аккумуляторной батареи и других аварийных ситуациях -- система MCU-2000 автоматически связывается с центральным диспетчерским пунктом и выдает протокол сообщений.