Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Оборудование >> Руководство по устройству электроустановок

ИБП - Руководство по устройству электроустановок

Оглавление
Руководство по устройству электроустановок
Методология
Нормы и правила
Установленные мощности нагрузки
Мощность нагрузки установки
Контроль и регулирование потребляемой мощности
Энергоснабжение при высоком напряжении
Процедура создания новой подстанции
Подстанция абонента с измерениями на стороне низкого напряжения
Подстанция абонента с измерениями на стороне высокого напряжения
Создание распределительных понижающих подстанций
Низковольтные потребители - подключение
Низковольтные распределительные сети - подключение
Подсоединение потребителей к сети
Качество поставляемого напряжения
Распределение в системах низкого напряжения
Надежность системы электропитания в системах низкого напряжения
Защитные и аварийные устройства
Заземляющие соединения в системах низкого напряжения
Определение стандартизованных систем заземления в системах низкого напряжения
Характеристики систем TT, TN и IT
Критерии выбора систем TT, TN IT
Выбор метода заземления в системах низкого напряжения
Монтаж заземляющих электродов в системах низкого напряжения
Оборудование установки в системах низкого напряжения
Перечень внешних воздействий в системах низкого напряжения
Защита оборудования закрытого типа в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Защита от прямого прикосновения
Защита от косвенного прикосновения
Защита имущества от ущерба вследствие пробоя изоляции
Реализация системы TT
Реализация системы TN
Реализация системы IT
Устройства защитного отключения
Защита цепей
Определение сечения провода для открытой прокладки
Определение падения напряжения
Ток короткого замыкания
Частные случаи тока короткого замыкания
Защитный заземляющий провод
Нейтральный провод
Низковольтная распределительная аппаратура
Низковольтные коммутационные аппараты
Выбор низковольтной коммутационной аппаратуры
Автоматический выключатель
Выбор автоматического выключателя
Согласование характеристик автоматических выключателей
Защита от перенапряжений
Устройства защиты от перенапряжений
Стандарты защит от перенапряжений
Выбор устройств защиты от перенапряжений
Повышение коэффициента мощности и фильтрация гармоник
Зачем повышать коэффициент мощности?
Методы повышения коэффициента мощности
Выбор места установки компенсирующих конденсаторов
Выбор оптимального уровня компенсации
Компенсация на зажимах трансформатора
Повышение коэффициента мощности асинхронных двигателей
Влияние гармоник
Блоки конденсаторов
Обнаружение и устранение гармоник
Последствия Ih гармоник для электроустановок
Показатели гармонических искажений и принципы измерений
Измерение гармонических показателей
Способы ослабления гармоник
ИБП
Защита трансформаторов низкого напряжения
Осветительные цепи
Асинхронные двигатели
Коттеджи, жилые и особые помещения
Ванные и душевые комнаты
Рекомендации, относящиеся к специальным установкам и помещениям
Рекомендации по обеспечению электромагнитной совместимости
Принципы и конструкции систем заземления
Механизмы электромагнитной связи
Рекомендации по электропроводке

2 Источники бесперебойного питания (ИБП)
2.1 Готовность и качество электроэнергии
Вышеуказанные помехи отрицательно влияют на:
Безопасность людей
Безопасность имущества
Рентабельность компании или технологического процесса Поэтому помехи должны устраняться.
Ряд технических решений вносит вклад в достижение этой цели с различной степенью эффективности. Такие решения могут сопоставляться на основе двух критериев:
Готовность подаваемой электроэнергии
Качество подаваемой электроэнергии
Готовность электроэнергии может определяться как количество времени в году, в течение которого напряжение присутствует на терминалах нагрузки. Готовность снижается главным образом из-за перерывов в электроснабжении в результате выхода источников питания из строя или повреждений в электрических цепях.
Существует ряд решений по ограничению риска:
Разделение установки для использования ряда различных источников, а не одного источника питания
Разделение установки на приоритетные и неприоритетные цепи с обеспечением питания, при необходимости, приоритетных цепей от другого имеющегося источника
Сброс нагрузки при необходимости, чтобы пониженная располагаемая мощность могла использоваться для питания от резервного источника
Выбор системы заземления в соответствии с целями бесперебойного обслуживания, например, система IT
Селективность устройств защиты (селективное отключение) для ограничения последствий повреждения части системы
Следует отметить, что единственный способ обеспечить готовность электроэнергии с учетом выхода источников из строя (в дополнение к вышеуказанным мерам) предусмотреть автономный альтернативный источник питания, по крайней мере, для приоритетных нагрузок (см. Рис. М15).

Рис. М1 : Готовность электроэнергии
Такой источник принимает нагрузку в случае повреждения в системе. При этом необходимо учитывать два фактора:
Время переключения (время, требуемое для переключения с системы на источник), которое должно быть приемлемо для нагрузки
Время работы, в течение которого такой источник может питать нагрузку Качество электроэнергии определяется устранением помех на терминалах нагрузки. Альтернативный источник является средством обеспечения готовности электроэнергии на терминалах нагрузки. Однако, во многих случаях он не гарантирует качество подаваемой электроэнергии с учетом вышеуказанных помех.
Сегодня многие чувствительные электронные электроприемники требуют электропитания практически без таких помех, не говоря уже о выходах из строя источников, при допусках, меньших, чем установлены для энергосистемы в целом.
Например, вычислительные центры, АТС и многие системы управления и контроля производственного процесса.
Такие области требуют решений, которые обеспечивают готовность и качество электроэнергии. Решение на основе ИБП
Решение для чувствительных электроприемников состоит в обеспечении интерфейса между энергосистемой и чувствительными электроприемниками с обеспечением напряжения, отвечающего следующим требованиям:
Отсутствие каких-либо помех в энергоснабжении и соблюдение строгих допусков, требуемых электроприемниками
Готовность в случае выхода из строя одного из источников питания с обеспечением энергоснабжения с указанными допусками
Источники бесперебойного питания (ИБП) отвечают таким требованиям по готовности и качеству электроэнергии в силу следующих своих характеристик:
Подвод напряжения к электроприемникам с соблюдением строгих допусков с использованием инвертера
Обеспечение автономного альтернативного источника посредством использования аккумуляторных батарей
Переключение с энергосистемы на ИБП, т.е., без прерывания электропитания электроприемников, с использованием бесконтактного переключателя (без подвижных частей)
Такие характеристики делают ИБП идеальным источником питания для всех чувствительных электроприемников, поскольку они обеспечивают качество и готовность электроэнергии независимо от состояния энергосистемы. ИБП включает следующие основные компоненты:
Выпрямитель/зарядное устройство, которое вырабатывает постоянный ток для зарядки батареи и питания инвертера
Инвертер, который обеспечивает качественную электроэнергию, т.е.,
Без помех (возмущений имеющихся в системе электроснабжения), в частности, кратковременных перерывов в электроснабжении
В пределах допусков, сравнимых с требованиями чувствительных электронных устройств (например, для Galaxy, допуски на амплитуду - ± 0,5% и частоту - ± 1% в сравнении с ± 10% и ± 5% в энергосистеме, что в 20 и 5 раз лучше, соответственно).
Аккумуляторная батарея с достаточным временем резервного питания (от 8 минут до 1 часа и более) для обеспечения безопасности людей и имущества благодаря замене, при необходимости, питания от энергосистемы
Бесконтактный переключатель (без подвижных частей) - полупроводниковое устройство, которое переключает нагрузку с инвертера на энергосистему и обратно без прерывания электропитания
2.2 Типы статических ИБП
Типы статических ИБП определяются стандартом IEC 62040. Стандарт различает три рабочих режима:
Режим пассивного резервирования (также называемый офф-лайн режимом)
Линейно-интерактивный режим
Режим двойного преобразования (также называемый он-лайн режимом)
Эти определения касаются работы ИБП в отношении основного источника питания, включая распределительную систему до ИБП.
Стандарт IEC 62040 определяет следующие термины:
Первичное электропитание: нормально бесперебойное электропитание, обеспечиваемое обыч­но электроэнергетической компанией, но иногда за счет генерирующей мощности пользователя
Резервное электропитание: электропитание, предназначенное для замены первичного электропитания в случае нарушения первичного электропитания
Байпасное электропитание: электропитание через байпас
Практически, ИБП обеспечен двумя вводами переменного тока (в настоящем руководстве это нормальный ввод переменного тока и байпасный ввод переменного тока).
Нормальный ввод переменного тока, указанный как сетевой ввод 1, получает первичное электропитание, т.е., по кабелю, соединенному с питающей линией от энергосистемы или частной распределительной системы
Байпасный ввод переменного тока, указанный как сетевой ввод 2, как правило, получает резервное электропитание, т.е., по кабелю, соединенному с питающей линией, отличной от питающей нормальный ввод переменного тока, с резервированием посредством альтернативного источника (например, двигатель-генератор или другой ИБП и т.д.)
При отсутствии резервного электропитания байпасный ввод переменного тока получает первичное электропитание (второй кабель, идущий параллельно кабелю, подсоединенному к нормальному вводу переменного тока).
M12
Байпасный ввод переменного тока используется для питаний байпасных линий ИБП (при наличии). Поэтому, байпасные линии получают первичное или резервное питание в зависимости от готовности резервного источника питания.
ИБП, работающий в режиме пассивного резервирования (офф-лайн режим) Принцип работы
Инвертер подсоединен параллельно с вводами переменного тока в источнике резервного питания (см. Рис. М16).
Нормальный режим
Нагрузка питается энергосистемой через фильтр, который устраняет определенные помехи и обеспечивает некоторую степень регулирования напряжения («дополнительные устройства...для обеспечения кондиционирования параметров электропитания», как говорится в стандарте). Инвертер работает в режиме пассивного резервирования.
Режим резервного аккумуляторного питания
При выходе напряжения на вводе переменного тока за допуски, указанные для ИБП, или исчезновении электропитания от энергосистемы, включаются инвертер и батарея для обеспечения непрерывного электропитания нагрузки с очень коротким временем переключения (< 10 мс). ИБП продолжает работать на питании от батареи до завершения времени резервного питания от батареи или возврата энергосистемы в нормальный режим (при этом нагрузка переключается обратно на вход переменного тока (нормальный режим)).
Применение
Фактически, эта конфигурация является компромиссом между приемлемым уровнем защиты от помех и стоимостью. Может использоваться только при низкой номинальной мощности (< 2 кВА). Отсутствует бесконтактный переключатель, поэтому требуется определенное время для перек­лючения нагрузки на инвертер. Это время приемлемо для определенных нагрузок, но неприемлемо для более сложных чувствительных систем (крупные вычислительные центры, АТС и т.д.). Более того, частота не регулируется и отсутствует байпас.
Примечание: В нормальном режиме питание нагрузки не поступает через инвертер, что объясняет, почему этот тип ИБП иногда называется «офф-лайн». Это неправильный термин, поскольку он подразумевает «не питаемый от энергосистемы», когда, фактически, нагрузка питается от энергосистемы через вход переменного тока в нормальном режиме работы. Вот почему стандарт IEC 62040 рекомендует термин «пассивный резервный источник».
ИБП, работающий в линейно-интерактивном режиме Принцип работы
Инвертер подсоединен параллельно с вводами переменного тока в резервной конфигурации, но также заряжает батарею. Поэтому, он взаимодействует (обратимый режим) с источником переменного тока (см. Рис. М17).
Нормальный режим
Нагрузка получает стабилизированное электропитание через параллельное соединение ввода переменного тока и инвертора. Инвертер обеспечивает стабилизацию выходного напряжения и/ или зарядку батареи. Выходная частота зависит от частоты на вводе переменного тока.
Режим резервного аккумуляторного питания
При выходе напряжения на вводе переменного тока за допуски, указанные для ИБП, или исчезновении электропитания от энергосистемы, включаются инвертер и батарея для обеспечения непрерывного питания нагрузки после переключения без перерыва питания с помощью бесконтактного выключателя, который отсоединяет ввод переменного тока для предотвращения поступления питания от инвертера в энергосистему ИБП продолжает работать на батарее до завершения времени резервного питания батареи или возврата энергосистемы в нормальный режим (при этом нагрузка переключается обратно на ввод переменного тока (нормальный режим)).
Байпасный режим
Этот тип ИБП может обеспечиваться байпасом. При отказе одной из функций ИБП нагрузка может переключаться на байпасный ввод переменного тока (от энергосистемы или резервного источника в зависимости от объекта).
Применение
Эта конфигурация не совсем подходит для регулирования чувствительных нагрузок в диапазоне мощности от средней до высокой из-за невозможности регулирования частоты. По этой причине она редко применяется, кроме случаев низкой номинальной мощности.
ИБП, работающий в режиме двойного преобразования (он-лайн режим) Принцип работы
Инвертер подсоединен последовательно между вводом переменного тока и нагрузкой.
Нормальный режим
При нормальном режиме все питание, подаваемое на нагрузку, проходит через выпрямитель/ зарядное устройство и инвертер, которые совместно выполняют двойное преобразование (пер.т.- пост.т.-пер.т.). Отсюда и название режима.
Режим резервного аккумуляторного питания
При выходе напряжения на вводе переменного тока за допуски, указанные для ИБП, или исчезновении электропитания от энергосистемы, включаются инвертер и батарея для обеспечения непрерывного питания нагрузки после переключения без перерыва питания с помощью бесконтактного выключателя.

Рис. М1: ИБП, работающий в режиме пассивного резервирования

Рис. М1: ИБП, работающий в линейно-интерактивном режиме
ИБП продолжает работать на батарее до завершения времени резервного питания батареи или возврата энергосистемы в нормальный режим (при этом нагрузка переключается обратно на вход переменного тока (нормальный режим)).
■ Байпасный режим
Как правило, этот тип ИБП обеспечивается статическим байпасом, иногда называемым статическим (бесконтактным) выключателем (см. Рис. М18).
Нагрузка может переключаться без прерывания питания на байпасный ввод переменного тока (с питанием от энергосистемы или резервного источника в зависимости от объекта) в следующем случае:
Отказ ИБП
Переходные токи нагрузки (броски тока при включении или при повреждении)
Пики нагрузки
Однако, присутствие байпаса подразумевает одинаковую входную и выходную частоту и при разных уровнях напряжения требуется байпасный трансформатор.
Для определенных нагрузок ИБП должен быть синхронизирован с байпасным электропитанием для обеспечения непрерывного питания нагрузки. Более того, когда ИБП в байпасном режиме посмехи от входного источника пер. тока могут передаваться непосредственно на нагрузку, поскольку инвертер не включается.
Примечание: Также может быть предусмотрена другая байпасная линия, часто называемая сервисным байпасом, для проведения техобслуживания. Она выключается ручным выключателем.

Рис. М : ИБП, работающий в режиме двойного преобразования (он-лайн режим)
Применение
При такой конфигурации время, требуемое для переключения нагрузки на инвертер, пренебрежимо мало благодаря бесконтактному выключателю. Кроме того, выходное напряжение и частота не зависят от режима входного напряжения и частоты. Это означает, что ИБП, разработанный для такой цели, может работать в качестве преобразователя частоты.
Практически, это основная конфигурация, используемая при средней и высокой номинальной мощности (10 кВА и выше). Далее в данном разделе будет рассматриваться только эта конфигурация.
Примечание: Этот тип ИБП часто называется он-лайн, подразумевая, что нагрузка постоянно питается через инвертер независимо от режима работы входного источника пер. тока. Однако, этот термин неверен, поскольку он подразумевает «питаемый энергосистемой», когда, фактически, нагрузка получает питание, преобразованное системой двойного преобразования. Вот почему стандарт IEC 62040 рекомендует термин "двойное преобразование".
2.3 Аккумуляторные батареи
Выбор типа батареи
Батарея состоит из взаимосвязанных элементов либо с вентиляцией либо с рекомбинацией газов. Существует два основных типа батарей:
Никель-кадмиевые батареи
Свинцово-кислотные батареи
Элементы с вентиляцией (свинец-сурьма): Элементы обеспечены отверстиями для следующих целей
Выпуск в атмосферу кислорода и водорода, образующихся в результате различных химических реакций
Доливка дистиллированной или деминерализованной воды
Элементы с рекомбинацией газов (свинцовые, чисто-свинцовые и свинцовооловянные батареи): Уровень рекомбинации газов составляет минимум 95%, поэтому, они не требуют добавления воды в течение срока службы
Далее в тексте эти батареи называются батареями с вентиляцией или с рекомбинацией газов (батареи с рекомбинацией газов часто называются «герметичными»). Основные типы батарей, используемых вместе с источниками ИБП:
Герметичные свинцово-кислотные батареи, используемые в 95% случаев, поскольку они просты в обслуживании и не требуют специального помещения
Свинцово-кислотные батареи с вентиляцией
Никель-кадмиевые батареи с вентиляцией
Вышеуказанные три типа батарей могут поставляться в зависимости от экономических факторов и эксплуатационных требований объекта, со всеми возможными сроками службы. Емкость и время резервного питания могут обеспечиваться по требованию пользователя. Предлагаемые батареи идеально подходят для ИБП, поскольку они разрабатываются совместно с ведущими изготовителями аккумуляторных батарей.
Выбор времени резервного питания
Выбор зависит от следующих факторов:
Средняя продолжительность перерывов в энергоснабжении
Имеющиеся резервные источники питания (дизель-генератор и т.д.)
Тип объекта Типовой диапазон:
Стандартное время резервного питания - 10, 15 или 30 минут
Время резервного питания по спецзаказу     i Применяются следующие общие правила:
Объекты с компьютерами
Время резервного аккумуляторного питания должно быть достаточным для завершения процедур сохранения файлов и закрытия системы, требуемых для обеспечения контролируемого завершения работы системы. Вообще говоря, вычислительные отделы определяют необходимое время резервного питания в зависимости от конкретных требований.
Производственные процессы
Время резервного питания должно рассчитываться с учетом экономических затрат в результате прерывания процесса и времени, требуемого для перезапуска.
Таблица выбора
Рис. М19 содержит сводные характеристики различных типов аккумуляторных батарей. Батареи с рекомбинацией газов пользуются все большим спросом в силу следующих причин:
Не требуется техобслуживание
Простота монтажа
Монтаж в помещениях любого типа (компьютерные помещения, технические помещения, без специальных требований по вентиляции и т.д.)
Однако, в определенных случаях рекомендуются батареи с вентиляцией, особенно с учетом следующего:
Длительный срок службы
Длительное резервное питание
Высокая номинальная мощность
Батареи с вентиляцией должны устанавливаться в специальных помещениях в соответствии с установленными правилами и требуют соответствующего техобслуживания.
Методы монтажа
В зависимости от типа ИБП, емкости батареи и времени резервного питания, батарея может быть:
Герметичной и размещаться в шкафу ИБП
Герметичной и размечаться в 1-3 шкафах
С вентиляцией или герметичной и монтироваться на стойке. В этом случае метод монтажа может быть
На полках (см. Рис. М20)
Этот метод монтажа возможен для герметичных батарей или батарей с вентиляцией, для которых не требуется техобслуживание и пополнение электролита.
Монтаж ярусами (см. Рис. М21)
Этот метод монтажа пригоден для всех типов батарей и, в частности, батарей с вентиляцией в силу простоты проверки уровня и пополнения электролита.
В шкафах (см. Рис. М22)

Рис. М2 : Монтаж ярусами

Этот метод монтажа пригоден для герметичных батарей. Он легко реализуем и обеспечивает максимальную безопасность.
2.4 Схемы заземления для объектов с источниками ИБП
Применение систем защиты, предусматриваемых стандартами, на объектах с источниками ИБП требует ряда мер предосторожности в силу следующих причин:
ИБП выполняет двойную функцию
Нагрузка для вышележащей питающей системы
Источник питания для нижележащей питаемой системы
Если батарея не устанавливается в шкафу, повреждение изоляции в системе постоянного тока может привести к появлению тока замыкания на землю.
Такой ток может нарушать работу определенных устройств защиты, особенно УЗО, используемых для защиты людей.
Защита от прямого контакта (см. Рис. М23)
Все установки удовлетворяют применяемым требованиям, поскольку оборудование размещается в шкафах, обеспечивающих степень защиты IP 20. Это верно даже для батареи, устанавливаемой в шкафу.
Если батареи не устанавливаются в шкафу, т.е., в специальном помещении, необходимо принимать меры, указываемые в конце данного раздела.

Рис. М2: Монтаж на полках

 

Срок службы

Компактность

Допуски на рабочую температуру

Интервал техобслуживания

Спец­помещение

Стоимость

Герметичные

5 или 10 лет

+

+

Малый

Не треб.

Низкая-средняя

свинцово-кислотные

 

 

 

 

 

 

Свинцово-кислотные

5 или 10 лет

+

++

Средний

Треб.

Низкая

с вентиляциеи

 

 

 

 

 

 

Никель-кадмиевые

5 или 10 лет

++

+++

Большой

Не треб.

Высокая

Рис. МП : Основные характеристики различных типов батарей
Примечание: Схема TN (вариант TN-S или TN-C) наиболее часто рекомендуется для электропитания компьютерных систем.

Рис. М2: Монтаж в шкафу


Тип схемы

Схема IT

Схема TT

Схема TN

Принцип работы

Сигнализация первого повреждения изоляции
Обнаружение и устранение первого повреждения
Отключение при втором повреждении изоляции

■ Отключение при первом повреждении изоляции

■ Отключение при первом повреждении изоляции

Метод защиты людей

Соединение и заземление проводящих частей
Контроль первого повреждения с помощью устройства контроля изоляции (IMD)
Отключение при втором повреждении (выключатель или плавкий предохранитель)

Заземление проводящих частей и использование УЗО
Первое повреждение изоляции приводит к отключению при обнаружении токов утечки

Обязательное соединение и заземление проводящих частей и нейтрали
Первое повреждение изоляции приводит к отключению при обнаружении тока повреждения (выключатель или плавкий предохранитель)

Преимущества и недостатки

Решение, обеспечивающее оптимальную непрерывность энергоснабжения (сигнализация первого повреждения)
Требуется квалифицированный персонал (обнаружение первого повреждения)

Простейшее решение по разработке и монтажу
Не требуется устройство контроля изоляции (IMD)
Однако, каждое повреждение приводит к отключению цепи

Решение с низкой стоимостью монтажа
Трудоемкий расчет (расчет полного сопротивления контуров)
Требуется квалифицированный технический персонал
Высокие токи повреждения

Рис. М2: Основные характеристики схем заземления
Основные точки контроля для источников ИБП
Рис. М24 показывает все основные точки, которые должны быть соединены, а также устройства (трансформаторы, УЗО и т.д.), которые должны быть установлены, чтобы обеспечить соответствие установки стандартам по безопасности.

Рис. М24: Основные точки, которые должны быть соединены в схемах заземления

2.5 Выбор схем защиты
Выключатели играют основную роль в установке, но их значение часто оценивается только при авариях, которые случаются достаточно редко. Самый оптимальный выбор параметров ИБП и конфигурации системы может быть поставлен под угрозу неверным выбором всего лишь одного выключателя.
Выбор выключателей

Рис. М2: Выключатели выбираются для различных ситуаций
M18
Рис. М25 показывает, как нужно выбирать выключатели.
Номинальные значения
Номинальный ток, выбранного выключателя, должен быть немного выше номинального тока защищаемого отходящего кабеля.
Отключающая способность
Отключающая способность должна выбираться немного больше тока КЗ, возможного в точке установки.
Пороговые значения (уставки) Ir и Im
Таблица ниже показывает, как нужно выбирать пороговые значения (уставки) Ir (перегрузка: тепловая или долговременная) и Im (КЗ: магнитный или кратковременная) для обеспечения селективности в зависимости от отключающих элементов на входе и выходе.
Примечание (см. Рис. М26)
Временная селективность должна устанавливаться квалифицированным персоналом, поскольку выдержки времени перед отключением повышают термическое напряжение (I2t) на выходе (кабели, полупроводники и т.д.). Требуется осторожность, если выключатель СВ2 отключается с задержкой с использованием времени задержки, основанном на пороговом значении Im.
Различие в энергии зависит не от расцепителей, а от выключателя и не зависит от отключающего элемента - только от выключателя.


Тип отходящей цепи

Отношение Ir,

Отношение Im,

Отношение Im,

 

Ir на входе

Im вход

Im вход

 

Ir на выходе

Im выход

Im выход

Отключ. элемент на выходе

Все типы

Магнитный

Электронный

Распределенная нагрузка

>1.6

>2

>1.5

Асинхронный двигатель

>3

>2

>1.5

Рис. М21: Пороговые значения (уставки) Ir и Im в зависимости от отключающих элементов на входе и выходе
Особый случай КЗ генератора Рис. М27 показывает реакцию генератора на КЗ.
Во избежание какой-либо неопределенности в отношении типа возбуждения отключение происходит при первом пике (3-5 In в соответствии со значением X"d) на основе уставки защиты Im без выдержки времени.

Рис. М2: Генератор при КЗ
2.6 Установка, подсоединение и сечения кабелей
Готовые к применению (комплектные) блоки ИБП
Источники ИБП малой мощности, предназначенные, например, для микрокомпьютерных систем, являются компактными готовыми к применению устройствами. Внутренняя проводка выполняется на заводе с учетом характеристик устройств.
Другие исполнения ИБП
Для других исполнений ИБП проводные соединения с системой электропитания, аккумуляторной батареей и нагрузкой не включаются в объем поставки.
Проводные соединения зависят от величины тока, как указывается на Рис. М28 ниже.

Рис. M2t: Ток, учитываемый при выборе проводных соединений
Расчет токов I1, Iu
Входной ток Iu от электросети является током нагрузки
Входной ток I1 зарядного устройство/выпрямителя зависит от следующих параметров:
Емкость батареи (С10) и режим зарядки (Ib)
Характеристики зарядного устройства
КПД инвертера
Ток Ib является током в точке подсоединения батареи Эти токи указываются изготовителями.
Повышение температуры кабеля и падения напряжения
Сечение кабеля зависит от следующих параметров:
Допустимое повышение температуры
Допустимое падение напряжения
Для заданной нагрузки каждый из этих параметров приводит к минимальному допустимому сечению должно использоваться большее из двух значений.
При прокладке кабелей необходимо выдержать требуемые расстояния между контрольными и силовыми цепями для предотвращения каких-либо нарушений из-за высокочастотных токов.
Повышение температуры
Допустимое повышение температуры в кабелях ограничивается выдерживающей способностью изоляции кабеля.
Повышение температуры в кабелях зависит от следующих факторов:
Материал жилы кабеля (медь или аллюминий)
Метод монтажа
Число, проложенных рядом (по одной трассе) кабелей
Стандарты предусматривают максимальный допустимый ток для каждого типа кабеля.
Падения напряжения
Максимальные допустимые падения напряжения:
3% для цепей переменного тока (50 или 60 Гц)
1% для цепей постоянного тока

Таблицы выбора
Рис. М29 указывает падение напряжения (в %) для цепи с длиной кабеля 100 м. Для расчета падения напряжения в цепи с длиной кабеля L необходимо умножить значение на L/100.
Sph: Сечение проводников
In: Номинальный ток устройств защиты цепи
Трехфазная цепь
Если падение напряжения превышает 3% (50-60 Гц) необходимо увеличить сечение проводников. Цепь постоянного тока
Если падение напряжения превышает 1%, необходимо увеличить сечение проводников.
a - трехфазные цепи (медные проводники)
50/60 Гц - три фазы 380В/400В/415В, cos ф = 0.8, сбалансированная система, три фазы + N


In (A)

Sph (мм2)

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

300

10

0.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

1.6

1.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

2.0

1.3

0.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

2.6

1.7

1.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

3.3

2.1

1.4

1.0

 

 

 

 

 

 

 

 

50

4.1

2.6

1.7

1.3

1.0

 

 

 

 

 

 

 

63

5.1

3.3

2.2

1.6

1.2

0.9

 

 

 

 

 

 

70

5.7

3.7

2.4

1.7

1.3

1.0

0.8

 

 

 

 

 

80

6.5

4.2

2.7

2.1

1.5

1.2

0.9

0.7

 

 

 

 

100

8.2

5.3

3.4

2.6

2.0

2.0

1.1

0.9

0.8

 

 

 

125

 

6.6

4.3

3.2

2.4

2.4

1.4

1.1

1.0

0.8

 

 

160

 

 

5.5

4.3

3.2

3.2

1.8

1.5

1.2

1.1

0.9

 

200

 

 

 

5.3

3.9

3.9

2.2

1.8

1.6

1.3

1.2

0.9

250

 

 

 

 

4.9

4.9

2.8

2.3

1.9

1.7

1.4

1.2

320

 

 

 

 

 

 

3.5

2.9

2.5

2.1

1.9

1.5

400

 

 

 

 

 

 

4.4

3.6

3.1

2.7

2.3

1.9

500

 

 

 

 

 

 

 

4.5

3.9

3.4

2.9

2.4

600

 

 

 

 

 

 

 

 

4.9

4.2

3.6

3.0

800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3

4.4

3.8

1,000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.5

4.7

Для трехфазной цепи 230В умножить результат на 3 Для однофазной цепи 208/230В умножить результат на 2

b - Цепи постоянного тока (медные проводники)


In

Sph (мм2)

(A)

-

-

25

35

50

70

95

120

150

185

240

300

100

 

 

5.1

3.6

2.6

1.9

1.3

1.0

0.8

0.7

0.5

0.4

125

 

 

 

4.5

3.2

2.3

1.6

1.3

1.0

0.8

0.6

0.5

160

 

 

 

 

4.0

2.9

2.2

1.6

1.2

1.1

0.6

0.7

200

 

 

 

 

 

3.6

2.7

2.2

1.6

1.3

1.0

0.8

250

 

 

 

 

 

 

3.3

2.7

2.2

1.7

1.3

1.0

320

 

 

 

 

 

 

 

3.4

2.7

2.1

1.6

1.3

400

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4

2.8

2.1

1.6

500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4

2.6

2.1

600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3

3.3

2.7

800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2

3.4

1,000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3

4.2

1,250

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3

Рис. М2 : Падение напряжения в % для трехфазных цепей [а] и цепей постоянного тока [b]
Особый случай нейтральных проводников
В трехфазных системах гармоники третьего порядка (и кратные им) однофазных нагрузок складываются в нейтральном проводнике (сумма токов в трех фазах). По этой причине применяется следующее правило: Сечение нейтрали = 1,5 х сечение фазы

Пример
Рассмотрим трехфазную цепь 400В, 70 м, с медными проводниками и номинальным током 600А. Стандарт IEC 364 указывает минимальное поперечное сечение в зависимости от метода монтажа и нагрузки.
Примем минимальное сечение равным 95 мм2.
Необходимо проверить, что падение напряжения не превышает 3%.
Согласно таблице для трехфазных цепей, для тока 600А в кабеле 300 мм2 падение напряжения
составляет 3% для 100 м кабеля, т.е., для 70 м:

Аналогичный расчет может быть сделан для постоянного тока 1000А.
Падение напряжения на 100 м кабеля 240 мм2 составляет 5,3%, т.е., для 10-метрового кабеля:

То есть, меньше 3%.
ИБП и сопряженное оборудование
Источники ИБП могут быть сопряжены с электрическими и компьютерными устройствами. Они могут получать определенные данные и обеспечивать информацию о своей работе для следующих целей:
Оптимизация защиты
Например, ИБП обеспечивает важную информацию о рабочем состоянии для компьютерной системы (нагрузка на инвертере, нагрузка на статическом байпасе, нагрузка на батарею, предупреждающая сигнализация о разрядке батареи)
Дистанционное управление
ИБП обеспечивает данные измерений и информацию о рабочем состоянии для принятия операторами соответствующих мер
Управление системой
Оператор имеет автоматизированную систему диспетчерского управления, которая позволяет получать и сохранять информацию от источников ИБП для обеспечения сигнализации событий и принятия мер.
Развитие в направлении совместимости компьютерного оборудования и источников ИБП привело к включению новых встроенных функций ИБП.
Дополнительное оборудование Трансформаторы
Двухобмоточный трансформатор, установленный перед статическим контактором цепи 2, обеспечивает следующее:
Изменение уровня напряжения, если сетевое напряжение отличается от напряжения электроприемников нагрузки
Возможность изменения системы заземления между сетями Более того, такой трансформатор обеспечивает следующее:
Снижение уровня тока КЗ на вторичной обмотке (т.е., на стороне нагрузки) в сравнении с сетевой стороной
Предотвращение поступления токовых гармонических составляющих 3-го порядка, которые возможны на вторичной обмотке, в электросеть при соединенной треугольником первичной обмотки.
Фильтр подавления гармоник
Блок ИБП включает зарядное устройство батареи с тиристорным или транзисторным управлением. Получаемые нормально срезанные циклы тока «генерируют» гармонические составляющие в электросеть.
Такие нежелательные составляющие отфильтровываются на входе выпрямителя и в большинстве случаев такое снижение уровня гармонического тока достаточно для всех практических целей. Однако, в определенных особых случаях, особенно на крупных объектах, может требоваться дополнительная цепь фильтра.
Например, в следующих случаях:
Номинальная мощность блока ИБП велика по отношению к мощности питающего понижающего трансформатора
Низковольтные сборные шины питают нагрузки, особо чувствительные к гармоникам
Генератор с дизельным (или газотурбинным и т.д. приводом) установлен в качестве резервного источника питания
В таких случаях следует обращаться к изготовителю ИБП за консультацией. Аппаратура связи

Рис. M30i: Готовый к использованию блок ИБП (с модулем DIN)
Связь с оборудованием, связанным с компьютерными системами, может обусловливать необходимость использования соответствующих технических средств в ИБП. Такие средства могут встраиваться в исходную конструкцию (см. Рис. M30a) или добавляться к существующим системам по запросу (см. Рис. M30b).

Рис. M30 : Блок ИБП, повышающий надежность (готовность) и качество электропитания компьютерной системы



 
« Ремонт электрооборудования распредустройств до 10 кВ   Схемы управления и сигнализации воздушных и масляных выключателей »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.