Роль UPS
UPS в переводе с китайского означает «источник бесперебойного питания». Это источник бесперебойного питания с устройствами накопления энергии, в основном состоящими из выпрямителей и инверторов, обеспечивающих постоянное напряжение и частоту для систем мониторинга, средств автоматизации, систем удаленной связи и другого оборудования на подстанциях.
Основные функции системы ИБП двояки:
(1) в качестве источника питания переменного тока для важного оборудования он предотвращает внезапные отключения электроэнергии, которые могут повлиять на нормальную работу и привести к повреждению оборудования;
(2) Устраните загрязнение электропитания, такое как скачки напряжения, кратковременное высокое/низкое напряжение, шум проводов и сдвиг частоты в сети электропитания, улучшите качество электроэнергии и обеспечьте высококачественное питание для компьютеров и других устройств.
Классификация ИБП
Существует три основных типа систем ИБП: резервные, интерактивные и онлайновые.
(1) Тип резервного копирования: имеет такие функции, как автоматическая стабилизация напряжения и защита от отключения питания, время преобразования около 10 мс. Выходная мощность переменного тока инвертора имеет прямоугольную форму, простую структуру и низкую цену;
(2) Интерактивный: с функцией фильтрации, высокая устойчивость к сетевым помехам, время преобразования менее 4 мс, выход инвертора в виде аналоговой синусоидальной волны, гораздо более низкая цена, чем онлайн;
(3) Онлайн: благодаря сложной структуре и полной производительности он может непрерывно выдавать чистую синусоидальную мощность переменного тока без перерывов и может решать все проблемы с питанием, такие как всплески, скачки напряжения и дрейф частоты; Высокая цена, обычно используется в средах со строгими требованиями к электропитанию, таких как критически важные компьютеры и сетевое оборудование.
Структура ИБП
Система ИБП на подстанции обычно состоит из трех частей: главного узла ИБП, шкафа байпасного регулятора напряжения и шкафа выходного фидера (который также можно объединить в один для малой мощности).
Выпрямители:
Есть две основные функции: во-первых, преобразование переменного тока (AC) в постоянный ток (DC), который фильтруется и подается на инвертор; Во-вторых, подача зарядного напряжения на батарею выполняет функцию зарядного устройства;
Инвертор:
Преобразование постоянного тока (DC) в переменный ток (AC) и подача его на нагрузку для использования;
Батарея:
ИБП используется как устройство для хранения электрической энергии, позволяющее инвертировать мощность постоянного тока и обеспечивать бесперебойное питание нагрузок в случае отключения электроэнергии. Его мощность определяет продолжительность поддержания его разряда (питания);
Статический переключатель:
Также известный как статический переключатель, это переключатель переменного тока, состоящий из двух тиристоров (SCR), соединенных обратно параллельно, а его закрытие и размыкание контролируются логическим контроллером;
Изолирующий трансформатор и регулятор напряжения:
Во входной или выходной секции переменный и постоянный ток изолированы, а регулятор напряжения не только изолирует, но и стабилизирует напряжение;
Четыре режима работы ИБП
(1) Нормальный рабочий режим: при нормальном питании переменного тока выпрямитель преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока, устраняет «загрязнение мощности» в сети и одновременно заряжает аккумулятор. Далее подайте питание на инвертор для преобразования мощности постоянного тока в мощность переменного тока, обеспечивая более стабильный источник питания для нагрузки.
(2) Режим отключения электроэнергии: когда питание переменного тока выходит из строя или выходит из строя выпрямитель или реактор, аккумуляторный блок подает питание постоянного тока на инвертор, так что выход переменного тока не прерывается, тем самым обеспечивая функцию защиты нагрузки.
(3) Режим резервного питания: когда инвертор сталкивается с аномальными условиями, такими как перегорание предохранителей, короткое замыкание и т. д., инвертор автоматически отключается, чтобы предотвратить повреждение. Если байпасный источник питания переменного тока в это время находится в норме, статический переключатель переключит источник питания на байпасный резервный источник питания и выдаст его на нагрузку для использования.
(4) Режим сервисного байпаса: когда ИБП нуждается в ремонте или замене батареи, а питание нагрузки не может быть прервано, сначала можно отключить переключатель инвертора, затем можно активировать переключатель сервисного байпаса, и выпрямитель и байпасный переключатель могут быть отключены. Источник питания переменного тока продолжает подавать переменный ток на нагрузку через переключатель сервисного байпаса, и в это время обслуживающий персонал может безопасно обслуживать ИБП.
Требования к ИБП в энергосистеме
(1) Система мониторинга и система удаленной связи очень важны для подстанций, поэтому к надежности системы ИБП как источника питания также предъявляются очень высокие требования;
(2) Нагрузка интегрированной системы автоматизации в основном представляет собой однофазную нагрузку, поэтому для источника питания ИБП, предназначенного для энергосистемы, в основном требуется небольшой и средний ИБП с трехфазным/однофазным входом и однофазным выходом. , с мощностью обычно в пределах 60 кВА;
(3) Статический переключатель байпаса должен иметь два режима работы: автоматический и ручной, чтобы обеспечить бесперебойное переключение;
(4) В связи с тем, что подстанция имеет систему постоянного тока 220 В или 110 В и зарядный экран постоянного тока для зарядки аккумулятора. Таким образом, ИБП с выделенным питанием не поставляется с аккумулятором и напрямую использует систему постоянного тока в качестве входа постоянного тока ИБП без необходимости использования функции зарядки;
(5) На входной клемме постоянного тока специального ИБП обычно требуется установка помехоподавляющих устройств, таких как обратные стопорные диоды, чтобы минимизировать влияние ИБП на шину постоянного тока;
(6) Блок питания ИБП должен иметь не менее 40 % своей мощности при полной загрузке всеми устройствами. ИБП должен поддерживать бесперебойное электропитание в течение не менее 60 минут после сбоя питания переменного тока.