Приложение 2 (справочное). Структуры агрегатов бесперебойного питания (АБП)

Приложение 2
Справочное

Структуры агрегатов бесперебойного питания (АБП)

Для достижения различной степени бесперебойности электроснабжения приемников и (или) для увеличения выходной мощности агрегатов применяют различные структуры АБП.

В этом приложении даются пояснения, касающиеся различных типовых схем, нашедших практическое применение, и их основные характеристики.

1. Единичный АБП

1.1. Единичный АБП без обводной цепи

Единичный АБП способен обеспечивать бесперебойное электроснабжение приемников до тех пор, пока он сам исправен. При выходе из строя входного источника переменного тока никаких возмущений в приемнике обычно не происходит (черт. 1).

1.1.1. Единичный АБП с общим выпрямителем для инвертора и аккумуляторной батареи

Инвертор всегда подает энергию приемнику и сам получает энергию с входа переменного тока через выпрямитель либо с входа постоянного тока, к которому подключена аккумуляторная батарея (черт. 1). Выпрямитель должен быть управляемым для того, чтобы перезаряжать и поддерживать аккумуляторную батарею в заряженном состоянии.

В случае нарушения питания с входа переменного тока аккумуляторная батарея обеспечивает питание инвертора уменьшающимся по значению напряжением постоянного тока до тех пор, пока это напряжение не окажется слишком низким для поддержания выходного напряжения на заданном уровне. Тип и емкость батареи будут предопределять продолжительность времени, в течение которого агрегат может работать без источника переменного тока.

Напряжение, частота и число фаз на входе и выходе могут быть различными.

Выходные параметры агрегата могут соответствовать гораздо более жестким требованиям, чем те, которые обеспечивают входным источником электроэнергии, т.е. иметь меньшие допускаемые отклонения напряжения и частоты в установившихся и переходных режимах, а также при повреждении входного источника электроэнергии.

1.1.2. Единичный АБП с независимым зарядом аккумуляторной батареи

Требования, предъявляемые к выпрямителю в отношении обеспечения инвертора электроэнергией и заряда аккумуляторной батареи могут противоречить друг другу, поэтому АБП может быть создан с независимым зарядом аккумуляторной батареи (черт. 2).

По отношению к приемнику электроэнергии изложенные выше замечания, относящиеся к единичному АБП, полностью относят также и к этому агрегату.

1.1.3. Единичный АБП с выходами по постоянному и переменному току

В некоторых случаях требуется АБП постоянного, а также переменного тока и возможны комбинированные системы. Пример такого агрегата представлен на черт. 3.

В некоторых случаях выбор напряжения цепи постоянного тока ограничен потребностями на выходе постоянного тока.

Настоящий стандарт распространяется на агрегаты с выходом по переменному току, поэтому он не устанавливает требований к выходу по постоянному току.

1.2. Единичный АБП с обводной цепью

1.2.1. Продолжительный режим работы

Бесперебойность электроснабжения приемников может быть улучшена добавлением обводной цепи.

Обводная цепь (черт. 4), подключается при помощи коммутирующего устройства в случае:

1) повреждения АБП;

2) больших выходных токов при переходных процессах (пусковые токи или токи при устранении повреждений);

3) максимальной нагрузки (перегрузки).

При подключении обводной цепи необходимо учитывать ограничения:

Частота напряжения на входе и выходе должна быть в нормальных условиях работы одинаковой, если напряжения различны, то в обводной цепи требуется трансформатор. Для некоторых приемников для сохранения бесперебойности электроснабжения требуется синхронизация выхода АБП с выходом переменного тока обводной цепи.

Примечание. Использование обводной цепи предполагает возможность воздействия возмущений на вход переменного тока приемников электроэнергии.

1.2.2. Активное состояние готовности к работе

При активном состоянии готовности к работе приемник получает электроэнергию от сети переменного тока при помощи обводной цепи (инвертор работает на холостом ходу), а в случае пропадания электроэнергии на входе инвертор и батарея поддерживают бесперебойное электроснабжение приемника. Все ограничения, оговоренные в п. 1.2.1, применимы и для данного случая.

1.2.3. Пассивное состояние готовности к работе

При пассивном состоянии готовности к работе приемник получает электроэнергию от сети переменного тока при помощи обводной цепи, а в случае пропадания электроэнергии на входе в работу включается инвертор и вместе с аккумуляторной батареей поддерживает бесперебойное электроснабжение приемника. Все ограничения, указанные в п. 1.2.1, применимы и для данного случая.

2. Параллельный АБП

2.1. Параллельный АБП без обводной цепи

Если используют параллельные или частично параллельные модули АБП, то весь агрегат должен рассматриваться как один АБП. Примеры частично параллельного и параллельного АБП показаны на черт. 5а и б соответственно.

Рабочие характеристики такого параллельного АБП соответствуют рабочим характеристикам единичного АБП.

2.2. Параллельный АБП с обводной цепью

Так как параллельные АБП функционируют так же, как единичный АБП, то все требования, содержащиеся в п. 1.2, полностью относятся к этим агрегатам, и структура схемы аналогична показанной на черт. 4.

3. АБП с резервом.

3.1. АБП с выделенным резервом

В случае повреждения рабочего модуля АБП включается резервный модуль, который берет на себя электроснабжение приемника, а поврежденный модуль отключается.

3.1.1. АБП с выделенным резервом без обводной цепи АБП с этой структурой сохраняет рабочие характеристики, как указано в п. 1.1, и представляет метод улучшения бесперебойного электроснабжения приемника (черт. 6).

3.1.2. АБП с выделенным резервом с обводной цепью

Обводная цепь используется для дальнейшего улучшения бесперебойного электроснабжения приемника, как указано в п. 1.2.1, и, кроме того, дли переключения приемника с одного АБП на другой (черт. 7). Так как обводная цепь имеет низкое полное сопротивление на выходе не происходит значительного снижения напряжения.

3.2. АБП с параллельным резервом (черт. 8)

АБП с параллельным резервом состоит из нескольких модулей АБП, распределяющих ток приемника между собой. Общая мощность АБП с параллельным резервом будет превосходить требуемую для приемника мощность по крайней мере на мощность одного модуля АБП и, таким образом, один из модулей АБП может быть отключен, тогда как остальные будут обеспечивать бесперебойное электроснабжение приемника.

3.2.1. АБП с параллельным резервом без обводной цепи

Если модуль АБП выходит из строя, то он должен быть отключен в целях предотвращения его влияния на другие для того, чтобы остальные могли обеспечить бесперебойное электроснабжение приемника. Кроме того, в этих агрегатах требуются синхронизирующие цепи и цепи, распределяющие между собой ток нагрузки.

Примечание. Имеются некоторые части АБП с параллельным резервом, являющиеся общими для всех модулей. Выход из строя одной из таких частей может привести к нарушению бесперебойного электроснабжения приемника.

3.2.2. АБП с параллельным резервом с обводной цепью

К такой системе может быть подключена одна или несколько обводных целей, как и в предыдущих случаях, соблюдая условия, указанные в п. 1.2.1.

(Измененная редакция, Изм. N 1).