П4. Функциональная схема УЭПС-2

Функциональная схема приведена на рис.П2. Электрическая схема УЭПС-2 приведена на плакате лабораторного стенда.

Кроме выпрямителей ВБВ №1 (блок А2), ВБВ №2(блок А3), ВБВ №3 (блок А4) в состав УЭПС-2 при полной комплектации входят:

— устройство контроля за наличием напряжения сети А1 (А1.1, А1.2);

— устройство индикации тока УИТ (А5);

— индикатор А6;

— плата сигнализации А7;

— плата контроля напряжения А8;

— батарейные автоматические выключатели Q7, Q8;

— до 9-и автоматических выключателей на плате нагрузки А10 (Q9...Q 17).

Рассмотрим функциональные устройства, входящие в состав УЭПС-2, с учетом того, что устройство и принцип действия выпрямителей с бестрансформаторным входом типа ВБВ (блоки А2, А3, А4) рассматриваются в отдельной лабораторной работе.

1. Блок А1. Устройство контроля за наличием напряжения сети представляет три однофазных реле переменного тока, расположенные в блоке А1.1, контакты которых (блок А1.2) используются для местной и дистанционной сигнализации.

2. Блок А5. Устройство УИТ предназначено для контроля тока аккумуляторной батареи и перевода выпрямителей в режим заряда аккумуляторной батареи с последующим переводом в режим содержания. Элементы, обеспечивающие его работу: трансформатор Т1, предохранитель F1, тумблер S1 и шунт RS2 (рис. П2). При использовании герметизированных аккумуляторных батарей УИТ может не использоваться, в этом случае тумблер S1 должен быть выключен.

 

 

3. Блок А1. Устройство контроля за наличием напряжения сети представляет три однофазных реле переменного тока, расположенные в блоке А1.1, контакты которых (блок А1.2) используются для местной и дистанционной сигнализации.

4. Блок А5. Устройство УИТ предназначено для контроля тока аккумуляторной батареи и перевода выпрямителей в режим заряда аккумуляторной батареи с последующим переводом в режим содержания. Элементы, обеспечивающие его работу: трансформатор Т1, предохранитель F1, тумблер S1 и шунт RS2 (рис. П2). При использовании герметизированных аккумуляторных батарей УИТ может не использоваться, в этом случае тумблер S1 должен быть выключен.

5. Блок А6. Для контроля напряжения и тока нагрузки в УЭПС-2 установлен индикатор А6, который обеспечивает измерение тока и напряжения. Для точного измерения параметров УЭПС-2 необходимо пользоваться отдельными измерительными приборами.

6. Блок А7. Плата сигнализации А7 обеспечивает местную сигнализацию о заряде аккумуляторной батареи, снижении выходного напряжения, наличии сети и срабатывании автоматических выключателей в цепях нагрузки и аккумуляторной батареи, а также дистанционную сигнализацию о заряде аккумуляторной батареи и аварии.

7. Блок А8. Плата контроля напряжения предназначена для контроля за напряжением аккумуляторной батареи и обеспечивает:

- подачу напряжения для перевода выпрямителей в режим заряда;

- отключение контактора К4 (см. рис. П2) при разряде аккумуляторной батареи и включение его при включении выпрямителей;

- дистанционную сигнализацию о разряде аккумуляторной батареи, повышении выходного напряжения.

8. Блок распределения нагрузки (рис.2.8). Плата диодов и резисторов с диодами V1...V10 и резисторами R1..R10 обеспечивает сбор информации об аварийном выключении нагрузочных автоматических выключателей. Автоматические выключатели токораспределительной части УЭПС-2 (Q9…Q17) предназначены для защиты и распределения нагрузки. Тип автоматических выключателей МСВ-1РВ.

9. В состав УЭПС входят два батарейных предохранителя F3, F4

 

 

П5. Особенности схемотехнической реализации УЭПС-2

П5.1. Подключение выпрямителей в схему УЭПС

В состав УЭПС-2 входит три выпрямительных устройства типа "Выпрямители с бестрансформаторным входом" ВБВ 24/20-2. Основные технические характеристики этого выпрямителя приведены в таблице П3.

На рис. П3 приведен фрагмент схемы УЭПС с двумя выпрямителями ВБВ№1 и ВБВ№2 (см. структурную схему рис.2.4. и общую принципиальную схему УЭПС на плакате лабораторной установки). Каждый выпрямитель подключен клеммой А1 к одной из фаз сети переменного тока и клеммой А3 к нулевому проводу. Клемма А служит для заземления корпуса ВБВ. Выходная клемма выпрямителя +Б1 подключена к буферной положительной шине УЭПС, а клемма -Б2 - к буферной отрицательной шине через один из контактов автоматического выключателя типа МСВ 1Р В63 (на 63 ампера): Q4.2 для ВБВ№1 и Q5.2 для ВБВ№2.

Выпрямители подключаются на параллельную работу на общую нагрузку клеммами В4 (общий "минус)"через контакт автоматического выключателя (Q4.1 ВБВ№1 и Q5.1 для ВБВ№2) и клеммами В1 (общий "плюс"). Контакт ВБВ Г4 предназначен для присоединения платы сигнализации А7.

Таким образом, каждый выпрямитель представляет собой однофазную нагрузку для сети переменного тока. При параллельной работе трех выпрямителей, подключенных к разным фазам трехфазной сети, нагрузку сети можно считать равномерной.

Батарея 1 подключается к минусовой шине батарейным автоматическим выключателем Q7.1, а батарея 2 - к минусовой шине батарейным автоматическим выключателем Q7.2.

 

П5.2.Подключение аккумуляторных батарей к УЭПС

 

На рис. П4 изображен один из выпрямителей ВБВ №3, работающий в буфере с двухгруппной аккумуляторной батареей на буферные положительную и отрицательную шины.

Для установки аккумуляторной батареи в стойку УЭПС-2 устанавливаются стеллажи с допустимой нагрузкой на один стеллаж до 150 кг.

Количество стеллажей определяется типом и емкостью аккумуляторной батареи. Аккумуляторная батарея используется в качестве резервного источника питания при пропадании напряжения сети и в качестве фильтра. Аккумуляторная батарея может входить в комплект поставки УЭПС-2, при этом тип аккумуляторов согласовывается с заказчиком. Аккумуляторы устанавливаются в УЭПС-2 и монтируются в батарею на месте эксплуатации.

 

Устройство индикации А5 (УИТ) может не использоваться при использовании герметичных аккумуляторных батарей. Если УИТ не устанавливается в УЭПС, то не устанавливаются элементы, обеспечивающие его работу: трансформатор Т1, предохранитель F1, тумблер S1 и шунт RS2.. На рис.П4 через шунт RS2 проходит ток подзаряда (содержания) АБ.

 

П5.3.Устройство контроля за напряжением сети

На общей принципиальной схеме УЭПС на плакате лабораторной установки устройство контроля за напряжением сети УКНС представлено блоком А1.

Как видно из рис.П5, УКНС представляет собой три реле переменного тока, контакты которых используются для местной и дистанционной сигнализации. При включении автоматических выключателей Q1, Q2, Q3 (МСВ 1Р В16) на шины переменного тока 1ф, 2ф, 3ф подается напряжение, через реле К1, К2, К3 протекает ток, и контакты этих реле К1.2, К2.2, К2.3 на плате сигнализации А7 (см. рис.П8) замыкаются. Через светодиод Н3 протекает ток и загорается индикатор "Сеть".. Конденсаторы С1, С2, С3 (тип Y2 250В 0,068 мкФ) играют роль сетевого фильтра.

 

 

П5.4.Блок индикаторов напряжения и тока нагрузки

Этот блок показан на рис. П6, а также на общей принципиальной схеме УЭПС на плакате лабораторной установки (он представлен блоком А6). Индикатор А6 позволяет определить напряжения или ток нагрузки. Выбор режима индикатора осуществляется кнопкой.

На рис.П6 через шунт RS1 проходит ток нагрузки УЭПС. К нему подключены клеммы +Iн и -Iн. Выходное напряжение УЭПС, поступающее на фидеры нагрузки, контролируется индикатором и подается на клеммы +Uн и -Uн.

	Рис. П6. Блок индикаторов

 

 

П5.6.Блок распределения нагрузки постоянного тока

Блок распределения нагрузки постоянного тока показан на рис. П7. Если все контакты автоматов Q9,…,Q17 замкнуты, то фидеры нагрузок Ф1…Ф9 подключены к шине (-) и этот отрицательный потенциал поступает в точки 1,2,….,9. Следовательно, закрываются диоды V1,….,V10. На базу транзистора VT3 ток не поступает, т.к. цепь базы закрыта диодами V1,…,V10. Ток коллектора Iк-э транзистора VT3 не течет, транзистор закрыт. Реле К2 обесточено. Пусть один из автоматов нагрузки сработал, и контакт Q9 разомкнулся. В точке "1" минусовой потенциал снят, и диод V1 открывается. От плюсовой шины (точка 12) ток течет через R1, V1, r6 к базе транзистора VT3. Транзистор открывается, и через реле К2 течет ток. Путь тока: шина(+), r 9, H2, R2, VT3 - к буферной минусовой шине. Светодиод Н2 выдает сигнал "Авария". Ситуация аналогична при размыкании любого контакта автоматических выключателей Q9…. Q17. Работа блока аналогична действию ЩРЗ. Какой из фидеров нагрузки аварийный, оператор определяет по состоянию автоматических выключателей.

	Рис.П7. Распределение нагрузки постоянного тока

 

§ П5.7 Плата сигнализации и плата контроля напряжения

 

 

П5.7. Плата сигнализации и контроля напряжения

Плата сигнализации (рис.П8) обеспечивает местную сигнализацию о заряде аккумуляторной батареи, снижении выходного напряжения, наличии сети и срабатывании автоматических выключателей в цепях нагрузки и аккумуляторной батареи, а также дистанционную сигнализацию о заряде аккумуляторной батареи и аварии.

В буферном режиме реле К1, К2, К3 (рис. П5) находятся под напряжением, контакты К1.2, К2.2, К3.2 (рис. П8) замкнуты, и на плате сигнализации горит светодиод Н3 "СЕТЬ". Исполнительное реле УИТ К1 выключено устройством индикации тока, и выпрямители работают в режиме стабилизации напряжения и содержания аккумуляторной батареи.

При пропадании напряжения сети выпрямители ВБВ выключаются, обмотки реле К1, К2, К3 обесточиваются, и контакты К1.2, К2.2, К3.2 (рис. П8) размыкаются. Светодиод Н3 "СЕТЬ" гаснет. По сигналу от платы контроля напряжения через светодиод Н4 начинает протекать ток и высвечивается индикатор "U↓". Батарея разряжается на нагрузку, напряжение на выходе УЭПС падает.

При восстановлении напряжения сети и возобновлении работы ВБВ через замкнутый контакт К1 и диоды V6, V7, V8 через катушку реле К4 начинает протекать ток. Контакт реле К4 на рис.П4 замыкается и батарея подключается параллельно выходам ВБВ. Сразу после аварийного разряда происходит заряд батареи для восстановления её ёмкости. При повышении напряжения на выходе УИТ до номинального (что контролируется устройством контроля напряжения рис.П4) светодиод Н4 "U↓" гаснет.

Заряд и разряд батареи контролируется УИТ. В режиме заряда батареи ток от УИТ протекает через светодиод Н1 "Заряд" и катушку реле К1. Контакты реле переключают выпрямители в режим стабилизации тока, и напряжение на выходе УЭПС определяется напряжением на аккумуляторной батарее.

Работа реле К2 рассматривалась при описании схемы подключения нагрузки (рис.П7).

Плата контроля напряжения (рис.П9) предназначена для контроля за напряжением аккумуляторной батареи и обеспечивает:

- подачу напряжения для перевода выпрямителей в режим заряда;

- отключение контактора К4 при разряде аккумуляторной батареи и включение его при включении выпрямителей;

- дистанционную сигнализацию о разряде аккумуляторной батареи, повышении выходного напряжения.

П6. Эксплуатация УЭПС

в различных режимах работы

П6.1.Функциональные возможности УЭПС-2

УЭПС-2 автоматически обеспечивает:

а) включение выпрямителей при появлении напряжения питающей сети для заряда или подзаряда аккумуляторной батареи, если они выключились в результате пропадания этого напряжения;

б) изменение уставки выходного напряжения (при наличии устройства УИТ) при окончании заряда аккумуляторной батареи с напряжения 2,3 В/эл. аккумуляторной батареи до напряжения подзаряда 2,23 - 2,27 В/эл.;

в) отключение аккумуляторной батареи от нагрузки в конце разряда при напряжении ниже 1,7-1,8 В/эл. и подключение аккумуляторной батареи к нагрузке при достижении напряжения на выходе УЭПС-2 не менее 85% от установленного значения;

г) селективное отключение только неисправного выпрямителя при повышении его выходного напряжения на 2-3 В выше установленного значения выходного напряжения;

д) обеспечивает местную и дистанционную сигнализацию о:

а) заряде аккумуляторной батареи (при наличии УИТ);

б) понижении напряжения на выходе устройства;

в) аварийном выключении выпрямителей (только дистанционная);

г) аварийном выключении нагрузочных автоматических выключателей;

д) наличии сети переменного тока;

е) обобщенном сигнале АВАРИЯ.