Роль UPS
UPS означає «джерело безперебійного живлення» китайською. Це джерело безперебійного живлення з накопичувачами енергії, які в основному складаються з випрямлячів і інверторів, що забезпечує постійну напругу і частоту для систем моніторингу, приладів автоматизації, систем дистанційного зв'язку та іншого обладнання на підстанціях.
Основні функції системи ДБЖ подвійні:
(1) як джерело живлення змінного струму для важливого обладнання, він запобігає раптовим відключенням електроенергії від впливу на нормальну роботу та спричинення пошкодження обладнання;
(2) Усунення забруднення електроенергії, такого як стрибки, миттєва висока/низька напруга, шум дроту та зсув частоти в джерелі живлення від мережі, покращення якості живлення та забезпечення високоякісного живлення для комп’ютерів та інших пристроїв.
Класифікація ДБЖ
Існує три основних типи систем ДБЖ: резервні, інтерактивні та онлайн.
(1) Резервний тип: він має такі функції, як автоматична стабілізація напруги та захист від вимкнення живлення, з часом перетворення приблизно 10 мс. Вихідна потужність змінного струму від інвертора є прямокутною, з простою структурою та низькою ціною;
(2) Інтерактивний: з функцією фільтрації, сильна стійкість до перешкод мережі, час перетворення менше 4 мс, вихід інвертора як аналогова синусоїда, ціна набагато нижча, ніж онлайн;
(3) Онлайн: зі складною структурою та повною продуктивністю він може безперервно видавати чисту синусоїду змінного струму без перерв і може вирішити всі проблеми живлення, такі як стрибки, стрибки напруги та дрейф частоти; Висока ціна, зазвичай використовується в середовищах із суворими вимогами до електроживлення, наприклад у критично важливих комп’ютерах і мережевому обладнанні.
Структура ДБЖ
Система ДБЖ на підстанції зазвичай складається з трьох частин: основної частини ДБЖ, шафи регулятора напруги байпасу та шафи вихідного живлення (яку також можна об’єднати в одну для низької потужності).
Випрямлячі:
Існує дві основні функції: по-перше, перетворювати змінний струм (AC) в постійний (DC), який фільтрується і подається на інвертор; По-друге, забезпечення зарядної напруги для акумулятора виконує роль зарядного пристрою;
Інвертор:
Перетворити постійний струм (DC) у змінний (AC) і подати його на навантаження для використання;
Батарея:
ДБЖ використовується як пристрій для накопичення електричної енергії, що дозволяє йому інвертувати постійний струм і забезпечувати безперебійне живлення навантажень у разі відключення електроенергії. Його ємність визначає тривалість підтримки його розряду (живлення);
Статичний перемикач:
Також відомий як статичний перемикач, це перемикач змінного струму, що складається з двох тиристорів (SCR), з’єднаних у зворотному паралельному режимі, а його закриття та розмикання контролюються логічним контролером;
Ізоляційний трансформатор і регулятор напруги:
У вхідній або вихідній секції змінний і постійний струм ізольовані, а регулятор напруги не тільки ізолює, але і стабілізує напругу;
Чотири режими роботи ДБЖ
(1) Звичайний режим роботи: за нормального джерела живлення змінного струму випрямляч перетворює потужність змінного струму на потужність постійного струму, усуває «забруднення» в електромережі та одночасно заряджає акумулятор. Додатково живіть інвертор для перетворення постійного струму в змінний, забезпечуючи більш стабільне джерело живлення для навантаження.
(2) Режим відключення живлення: коли джерело живлення змінного струму ненормальне або випрямляч чи реактор виходять з ладу, акумуляторна батарея забезпечує живлення постійного струму для інвертора, щоб вихід змінного струму не переривався, таким чином досягаючи функції захисту навантаження.
(3) Режим резервного живлення: коли інвертор стикається з ненормальними умовами, такими як перегорання запобіжників, коротке замикання тощо, інвертор автоматично відключається, щоб запобігти пошкодженню. Якщо байпасне джерело живлення змінного струму в цей час нормально, статичний перемикач перемкне джерело живлення на байпасне резервне джерело живлення та виведе його на навантаження для використання.
(4) Режим техобслуговування байпасу: коли необхідний ремонт ДБЖ або заміна батареї, а живлення навантаження не може бути перервано, інверторний перемикач може бути спочатку відключений, а потім активований перемикач техобслуговування байпасу, і випрямляч і байпасний перемикач можна відключити. Джерело живлення змінного струму продовжує подавати живлення змінного струму на навантаження через перемикач байпасу обслуговування, і в цей час обслуговуючий персонал може безпечно обслуговувати ДБЖ.
Вимоги до ДБЖ в енергосистемі
(1) Система моніторингу та система дистанційного зв’язку дуже важливі для підстанцій, тому до надійності системи ДБЖ як джерела живлення також пред’являються дуже високі вимоги;
(2) Навантаження інтегрованої системи автоматизації здебільшого однофазне, тому джерело живлення ДБЖ, призначене для енергосистеми, здебільшого вимагає ДБЖ малого та середнього розміру з трифазним/однофазним входом і однофазним виходом , із загальною потужністю в межах 60 кВА;
(3) Статичний перемикач байпаса повинен мати два режими роботи, автоматичний і ручний, щоб досягти безперебійного перемикання;
(4) Через те, що підстанція має систему постійного струму 220 В або 110 В і зарядний екран постійного струму для заряджання акумулятора. Таким чином, спеціальний джерело безперебійного живлення не постачається з акумулятором і безпосередньо використовує систему постійного струму як джерело постійного струму ДБЖ без потреби в функції заряджання;
(5) Вхідний термінал постійного струму спеціалізованого джерела безперебійного живлення потребує встановлення шумопоглиначів проти стрибків напруги, таких як діоди зворотного вимкнення, щоб мінімізувати вплив ДБЖ на шину постійного струму;
(6) Джерело живлення ДБЖ має мати принаймні 40% потужності джерела живлення, коли він повністю завантажений усіма пристроями. ДБЖ повинен підтримувати безперебійне живлення протягом не менше 60 хвилин після збою живлення змінним струмом.