Страница 22 из 30
Тиристорные выпрямители (рис. p059) охватывают средний и верхний диапазоны мощностей. Именно при высоких выходных напряжениях и больших токах тиристор -- наиболее удачный полупроводник в электротехнике. Управление осуществляется комбинированным транзисторно-тиристорным силовым элементом. Как правило, в выпрямителях применяются мостовые коммутируемые схемы выпрямления.
Тиристорные выпрямители применяются как для непосредственного питания потребителей, так и, одновременно, для подзаряда аккумуляторных батарей в устройствах бесперебойного электропитания. Обеспечение оптимального режима эксплуатации батарей выполняют автоматические устройства, которые осуществляют переключение из режима заряда в режим содержащего заряда, и позволяют избежать газовыделения аккумуляторной батареей и защитить их от глубокого разряда (см. гл. 2).
Для отображения основных функциональных и аварийных параметров предусмотрены устройства контроля и сигнализации которые обеспечивают передачу сообщений на центральный диспетчерский пульт. Такая связь позволяет персоналу центра обслуживания непрерывно наблюдать за работой выпрямителей и регистрировать параметры:
сети переменного тока;
выходного напряжения;
выпрямителя;
батарей.
Электропитание осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В либо 380+15% В и частотой 50+5% Гц. Нестабильность выходного напряжения при изменении параметров сети в указанных пределах не хуже 1% от номинального значения. Нестабильность выходного тока 2%. Пульсации выходного напряжения в диапазоне 0...100% нагрузки не превышают 5%. КПД не хуже 80%. Напряжение помех соответствует VDE 0875 класса "G".
Одна из основных областей применения тиристорных выпрямителей большой мощности -- резервное электропитание электрических станций.
3.5.3. ИНВЕРТОРЫ
Инверторы используются для работы в качестве узлов резервных источников электропитания переменного напряжения 220 В и 380 В, 50 Гц и являются составной частью систем бесперебойного электропитания. Они применяются для питания потребителей переменного тока от первичного источника в виде аккумуляторной батареи или источников электроэнергии, вырабатывающих постоянный ток, в системах передачи электроэнергии постоянного тока. Кроме того, инверторы являются составной частью преобразователей частоты со звеном постоянного тока.
Различают инверторы применяемые для резервного питания аппаратуры малой и средней мощности, работающие от номинального постоянного напряжения 24 В, 48 В и 60 В, мощностью до 2,5 кВА (табл. t010) и инверторы большой мощности, применяемые в промышленности, на электрических станциях, работающие от постоянного напряжения 110 В и 220 В, мощностью до 160 кВА.
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 Be
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 Be
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 Be
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.