Материал: 687_Sazhnev_A.M._Sistemy_ehlektropitanija_

пульсаций выходного напряжения до нескольких милливольт при выходном напряжении порядка 1000…1500 В.

В соответствии с приведённой схемой разработан источник питания СП2000 с характеристиками:

максимальная выходная мощность 2000 Вт;

стабилизация напряжения 100...1500 В или тока 0,1...1,4 А;

частота преобразования – 100 кГц;

управление – с лицевой панели и дистанционно по линии RS-232, RS-422 или RS-485;

КПД – 93%;

уровень пульсаций менее 0,1% от Uвых;

диапазон рабочих температур –40…70°С;

габариты (Ш × В × Г) – 153 × 337 × 442 мм;

питание от трёхфазной сети 220/380 В.

Источник питания СП-2000 может управляться как с лицевой панели, так и дистанционно, от управляющей ЭВМ. Основные элементы управления с лицевой панели [28]:

алфавитно-цифровой дисплей, позволяющий отображать состояние источника питания, его установки и текущее значение выходного тока и напряжения;

клавиша включения/выключения;

клавиша выбора режима управления ручной/дистанционный;

кнопки установки выходного напряжения и тока в ручном режиме;

индикаторы наличия фаз сети.

При дистанционном управлении до десяти источников могут группироваться в компактный силовой модуль (СМ). Для обмена данными в СМ используется последовательная линия RS-232 с уровнем сигнала 0..3,3 В.

На рис. 1.31 показана функциональная схема включения СП-2000 при дистанционном управлении.

Рисунок 1.31 Функциональная схемавключения СП-2000 при дистанционном управлении

46

Для сопряжения СМ с управляющим компьютером могут быть использованы разные типы контроллеров, поддерживающих следующие аппаратные протоколы:

USB с длиной кабеля между контроллером ветви и компьютером до 2 м;

RS-232 с длиной линии до 100 м;

RS-422 или RS-485 с длиной линии до 2 км;

Ethernet, имеющий две версии: контроллер версии А, требующий включения в локальный сегмент сети, и контроллер версии Б, при котором общая длина линии не ограничена, как и топология сети.

При использовании протоколов семейства RS имеется возможность включить оптическую развязку с напряжением изоляции до 2 кВ в линию связи

скомпьютером. Дополнительно для обеспечения безопасной работы СП-2000 при использовании параллельно-последовательного включения может быть реализована линия аппаратного управления напряжением и током.

2 Системы электропитания ВОСП

2.1Системы электропитания наземных ВОСП

Всовременных системах бесперебойного электропитания наземных ВОСП наибольшее распространение получила буферная система, так как используются возможности аккумуляторной батареи (АБ) для повышения фильтрации выходного напряжения и устойчивости работы электропитающей установки (ЭПУ). Обобщённая структурная схема системы электропитания (СЭП) представлена на рис. 2.1, где N – число параллельно работающих выпрямительных устройств (ВУ), РУ – распределительный узел цепи постоянного тока, ТРС – токораспределительная сеть.

Рисунок 2.1 – Структурная схема системы электропитания

47

Для выбора типового промышленного оборудования СЭП проводится расчет основных параметров схемы рис. 2.1 по следующему алгоритму:

а) Рассчитывается число элементов АБ

где номинальное напряжение на элементе принимается равным Uэл.ном= 2В. Потери напряжения на участке от выводов ЭПУ до стоек аппаратуры

связи, включая потери в устройствах защиты и коммутации не должны превышать 4% от номинального значения выходного напряжения. Поэтому,

потери в электрической сети равны UТРС 0,04 UНОМ . Число NЭЛ округляется до целого в большую сторону [29].

б) Проверяется минимально допустимый уровень напряжения при разряде АБ с учётом минимального уровня напряжения на одном элементе, которое определяется по графикам рис. 2.2.

Рисунок 2.2 Конечное напряжение в зависимости от температуры

Установившееся отклонение напряжения на выходных выводах ЭПУ постоянного тока цепей питания аппаратуры связи с номинальным о напряжением 24 В должно быть не более +4/-3,6 В, с номинальным напряжением 48 В - не более +9/-7,5 В. При расчётах учитывается нижняя

граница отклонения напряжения UУ . Если условие не выполняется, то необходимо добавить один элемент в ряду.

48

в) Находится необходимая ёмкость АБ в ампер-часах, приведенная к условному 10 - часовому режиму разряда и температуре среды 20оС:

где ток разряда равен сумме тока основной нагрузки (I2) и тока аварийной сигнализации (I3): Iр = I2 + I3 .

г) По таблице А1 выбирается соответствующий 10-часовому режиму разряда аккумулятор по ближайшему большему значению номинальной

емкости С10 С10' и номинальному напряжению (UНОМ ). Последовательно включаются элементы (UЭЛ =2 В) и блоки (UЭЛ = 6 В или UЭЛ =12 В) только одинакового типа и ёмкости.

д) Находится суммарный максимальный ток, потребляемый от ВУ:

где IЗАР = 0,25 С10 ток заряда АБ в послеаварийном режиме.

д) Из таблицы А2 по току I и номинальному выходному напряжению выбирается типовой ВУ, состоящий из выпрямительных модулей (n), работающих параллельно. Количество модулей может меняться по требованию заказчика. В каждом типовом выпрямителе должен быть ещё и один резервный модуль (n+1). Если один типовой ВУ не обеспечивает ток I , то можно включать параллельно несколько ВУ (N - штук). Методом перебора выбирается оптимальное решение по заполнению ВУ модулями и количество ВУ. Номинальный ток одного ВУ определяется из неравенства:

напряжения. Кроме того, следует учитывать диапазон регулировки выходного напряжения для заряда АБ в режиме “плавающего заряда”. Для этого по графику рис. 2.3 определяется напряжение “плавающего заряда” Uпл з в зависимости от рабочей температуры tср.

Далее рассчитывается напряжение содержания

49

которое не должно выходить за пределы регулировки напряжения выбранного типа ВУ (таблица А2).

Рисунок 2.3 Зависимость напряжения “плавающего заряда” от температуры

е) Определяется максимальное значение активной мощности, потребляемой выпрямительными устройствами в условиях нормального электроснабжения с шин ШВР (рис. 2.1):

ж) Находится суммарная активная мощность всех потребителей

где PХН – активная мощность хозяйственных нужд.

з) Рассчитывается суммарная реактивная мощность всех потребителей переменного тока ЭПУ:

где угол сдвига фаз выбранного ВУ, определяемый через его коэффициент мощности.

и) Находится полная мощность SПОТ , потребляемую ЭПУ от сети переменного тока:

50