Агрегаты бесперебойного питания

Рис.1.38

Они предназначены для обеспечения надежного питания приемников электроэнергии особой группы 1 категории, не допускающих перерыва питания даже на доли секунды. По видам накапливаемой энергии, агрегаты бесперебойного питания делят на агрегаты с накопителями механической (инерционные) или электрической энергии.

Агрегаты бесперебойного питания с инерционным маховиком состоят из асинхронного двигателя М (рис.1.38а) с маховиком 3 и генератора 3G. Электродвигатель М подключают к источнику питания 1G через контактор 1КМ контакторной станции 1А и контакторы 3КМ и 4КМ. Электродвигатель приводит во вращение генератор 3G. Выработанная генератором 3G электроэнергия через контактор фидера генератора 5КМ и контактор 6КМ контакторной станции 2А подается на шины В бесперебойного питания. В аварийном режиме, например, при отказе источника 1G контакторная станция 1А переключает питание (отключается контактор 1КМ и включается контактор 2КМ) на источник 2G за время не более 1 с. В течение этого времени приемники электроэнергии питаются от генератора 3G, приводимого во вращение кинетической энергией маховика.

В случае отказа и второго источника 2G отключается контактор 3КМ, пускается дизель 1, включается электромагнитная муфта 2. Дизель 1 приводит во вращение генератор 3G. Во время пуска дизеля генератор 3G вырабатывает электроэнергию за счет кинетической энергии маховика, запаса которой достаточно для выработки генератором 100% мощности в течение 20 с. Шины бесперебойного питания (В) получают энергию при отказе двух источников централизованного электроснабжения. При отказе агрегата бесперебойного питания шины В получают питание от источников централизованного электроснабжения 1G или 2G через контакторы 3КМ и 7КМ контакторной станции 2А.

В аэропортах используют агрегаты серии АГМ-20, которые состоят из асинхронного электродвигателя мощностью 28 кВт и синхронного трехфазного генератора мощностью 20 кВт, связанных одним валом, на котором закреплен маховик диаметром 1040 мм и массой 1520 кг.

Агрегаты бесперебойного питания с накопителями электрической энергии состоят из полупроводниковых выпрямителей, аккумуляторной батареи и преобразователей постоянного тока в переменный (инверторов). Возможны схемы резервов: ненагруженного, нагруженного и непрерывного питания от инвертора. При ненагруженном резерве аккумуляторная батарея непрерывно подзаряжается от источника централизованного электроснабжения. При исчезновении напряжения на шинах бесперебойного питания инвертор подключается к аккумуляторной батарее и питает нагрузку. Максимальная продолжительность перерыва электропитания при исчезновении напряжения составляет от 50 мс до 6 с.

Приемники электрической энергии особой группы 1 категории присоединяют к шинам В (рис.1.38,б) бесперебойного питания, получающим питание от источников 1G или 2G через контакторы 1КМ или 2КМ контакторной станции А и тиристорный переключатель VS2. Аккумуляторная батарея GB заряжается через выпрямительный мост VS1. Инвертор синхронизован с источником централизованного электроснабжения и работает на холостом ходу. При отказе источника 1G или 2G нагрузка переводится на питание от предварительно заряженной аккумуляторной батареи через инвертор UZ и тиристорный переключатель VS2. Перерыв электропитания составляет 15-40 мс.

При непрерывном питании электроприемников от источника 1G и 2G (рис.1.38в) через контакторы 1КМ или 2КМ контакторной станции А напряжение подают на зарядку аккумуляторной батареи GB, а через инвертор UZ - на шины В гарантированного питания. При отказе источника 1G или 2G питание потребителей электроэнергии осуществляется через инвертор от аккумуляторной батареи. В этой системе полностью отсутствует перерыв в электроснабжении.

В аэропортах агрегаты бесперебойного питания с электрическими накопителями бывают двух видов: однофазные для питания пультов управления, телеметрической аппаратуры и другого оборудования командно диспетчерских пунктов и трехфазные – для питания силовых потребителей, в частности, регуляторов яркости.

Рис.1.39

На рис.1.39 показан структурная схема трехфазного агрегата бесперебойного питания типа АБП-3. Агрегат имеет две основные независимые сети питания переменным током и две резервные сети постоянного тока напряжением 220В. АБП-3 имеет два независимых канала, которые работают параллельно, в состав канала входит выпрямитель (В), преобразователь трехфазный статический (ПТС), тиристорный ключ (ТК).

Переход с основной сети на резервную происходит если напряжение U_ВХ снижается более чем на 15%; когда U_ВХ восстанавливается, то через 2с происходит переключение на основную сеть. В качестве резервной сети используются аккумуляторы 52АБН-80, напряжением 110В, емкостью 80 А*час. Количество аккумуляторов зависит от мощности агрегата и необходимой продолжительности автономной работы.

Тиристорный ключ отключает нагрузку, если выходное напряжение U›(1,1-1,15)U_Н, или U‹(0,85-0,8)U_Н, где U_Н – номинальное напряжение (230/400В). Данные агрегаты выпускаются на мощности 16, 31,5 и 63 кВА. Точность поддержания напряжения и частоты не хуже чем 1%.