Приложение А (справочное). Примеры технических правил

Приложение А
(справочное)

Примеры технических правил

А.1 Пример 1 - Требования к источникам переменного тока для СКУ, нуждающихся в бесперебойном электроснабжении

Чтобы обеспечить бесперебойное питание переменным током, система должна включать в себя зарядное устройство батареи и инвертор, питаемый батареей.

Примечание - Напряжения, частоты и их допуски приведены только в целях иллюстрации; эти значения могут быть различными в разных странах.

Выход инвертора:

- номинальное напряжение на выходе 115 В или 230 В однофазное;

- номинальная частота на выходе 50 Гц (или 60 Гц, если это национальный стандарт).

А.1.1 Типичные характеристики работы:

- частота напряжения на выходе должна быть синхронизирована с частотой напряжения основной сети в диапазоне не более чем на +1% от номинального значения. Если основной источник выходит за эти пределы, инвертор должен работать автономно и поддерживать частоту в пределах +1% от номинала;

- общее содержание гармоник выходного напряжения не должно превышать 5% в рассматриваемом диапазоне токов нагрузки (которые могут не быть синусоидальными для оборудования СКУ);

- КПД инвертора при номинальной нагрузке не должен быть меньше 75% при любом коэффициенте мощности (cos ) в пределах 0,8 - 1,0;

- при постоянных нагрузках амплитуда* напряжения должна поддерживаться в пределах от плюс 6% до минус 10% от номинальной;

- падение амплитуды напряжения при скачкообразном увеличении нагрузки на 50% (но меньше, чем на 100%) не должно превышать:

25% в первом полупериоде,

20% во втором полупериоде,

15% в десятом полупериоде;

- там, где используются предохранители, ожидаемый экстраток должен не менее чем в 10 раз превышать номинальное значение тока предохранителя (чтобы обеспечить время выявления отказа не более 0,5 с);

- амплитудный пик напряжения в переходных процессах не должен превышать 500 В;

- каждый инвертор должен иметь регулировку выходного напряжения 5% от номинального значения переменного напряжения;

- каждый инвертор должен работать в окружающих температурах в пределах от 0°С к 55°С и относительной влажности от 20% до 95%. Нормальная комнатная температура должна быть меньше, чем 30°С. Отметьте, что температура 55°С представляет ненормальные условия, во время которых инвертор, как ожидается, обеспечит питание номинальной нагрузки как минимум 40 мин;

- каждый инвертор должен регулировать напряжение при изменениях нагрузки от 10% до 100% - с установившимся временем не более чем 50 мс;

- каждый инвертор должен иметь регулирование установившегося напряжения при изменениях нагрузки от 1% до 100% и изменении входного напряжения от плюс 10% (В) до минус 15% (В) номинального постоянного напряжения;

- стабильность частоты 50 Гц (или 60 Гц) 0,5 Гц;

- инвертор должен быть способен выдерживать включение индуктивных нагрузок: включение двигателей и аварийного освещения;

- акустические помехи, создаваемые каждым инвертором, не должны превышать 65 дБ на расстоянии 1 м от помещения;

- у каждого инвертора должна быть характеристика ограничения тока, чтобы защитить инвертор от перегрузки или короткого замыкания в системе распределения; инвертор должен выдерживать 150%-ную перегрузку в течение 1 мин, но быть способным разорвать цепь за 30 с. Предел тока должен быть регулируемым между 100% и 150% номинальной мощности;

- каждый инвертор должен быть неуязвимым к наведенному и подведенному переходному напряжениям помех до 2,5 кВ, 0,5 МГц в виде затухающей синусоидальной волны;

- у инвертора должна быть достаточная мощность короткого замыкания, чтобы выдержать большее значение тока, установленного в распределительном фидере плавкого предохранителя или выключателя;

- максимальный допустимый разбаланс фазного напряжения для трехфазных инверторов не должен превышать 3% номинала фазного напряжения со 100%-ной несбалансированной нагрузкой;

- у каждого инвертора должна быть незначительная восприимчивость к электромагнитному излучению телефонов;

- каждый инвертор должен и меть плавный запуск и характеристики задержки, чтобы ограничить броски постоянного тока и гарантировать, что режимы схем управления полностью установлены, прежде чем осуществлять переключения в электроэнергетической системе, готовой к работе.

А.1.2 Программа учета человеческого фактора

План программы учета человеческого фактора в соответствии с МЭК 60964** рекомендуется создавать и применять при разработке непрерывного электроснабжения.

План должен включать вопросы, такие как:

- использование обычных графических обозначений;

- цветное кодирование световых индикаторов;

- аудиовизуальное извещение;

- калибровка шкалы измерительного прибора;

- форма рычагов управления выключателя с ручным приводом - срабатывание и выбор;

- стандартизация сообщений аварийной сигнализации;

- стандартизация маркировки;

- предупреждающие плакаты об опасных напряжениях;

- разделение опасных высоких напряжений от низких напряжений цепей контроля;

- средства диагностики.

А.2 Пример 2 - Требования к источникам постоянного тока для систем контроля и управления, нуждающихся в бесперебойном электроснабжении

Напряжение аккумуляторной батареи должно быть выбрано таким образом, чтобы получить оптимальную конструкцию зарядных устройств батареи, батареи и инвертора. Емкость аккумулятора должна поддержать выходную мощность инвертора на время, большее чем самая длинная продолжительность перерыва в электроснабжении переменным током. Источники постоянного тока могут быть как заземленными, так и незаземленными.

Для обеспечения бесперебойного электроснабжения система включает в себя батарею и зарядное устройство.

Примечание - Напряжения и их допуски, данные здесь только с целью иллюстрации, могут изменяться от устройства к устройству и в зависимости от типа выбираемых батарей.

А.2.1 Система электроснабжения постоянного тока и батареи

Должен быть разработан дежурный режим подзарядки на холостом ходу:

     - номинальное напряжение                      220 В при 108 элементах

                                                   или 110 В при 54 элементах и т.д.;

     - номинальное напряжение элемента (полностью

     заряженного или слабо подпитываемого)         2,03 В;

     - конечное  напряжение  разряда  на  элемент

    (зарядное устройство не работает)              1,8 В;

     - максимальное напряжение батареи после

     ускоренной зарядки                            2,7 В/элемент;

     - рабочее напряжение при проверке диодов

     запараллеленного  электроснабжения            2,05 В/элемент;

     - статическое изменение напряжения в диапазоне

     проектной нагрузки при полной зарядке         1%;

     - плотность электролита полностью заряженного

     аккумулятора кг/л в 20°С                      1,220,01.

А.2.2 Зарядное устройство батареи:

     - напряжение на входе                         ~0,4 кВ номинал 10% (статических)

                                                   трехфазное (или другое

                                                   соответствующее напряжение);

     - динамические колебания                      плюс 15% - минус 20%;

     - частота                                     50 Гц (или 60 Гц) номинал +5%;

     - динамические колебания                      плюс 15% - минус 10%.

Напряжения на выходе должны совпадать с напряжениями батарей, указанными выше.

Если необходимо для оперативного питания нагрузок при отключенной батарее:

     - динамическое регулирование напряжения на

     выходе  в пределах                            минус 15% плюс 10%;

     - для ступенчатых изменений нагрузки между    50% и 100% номинального тока;

     - время регулирования напряжения              500 мс;

     - пульсация напряжения (батарея отключена)    2%;

     - установка ограничения выходного тока        102%.

А.2.3 Типичные особенности работы:

- каждый выпрямитель/зарядное устройство аккумуляторной батареи должен быть способен обеспечить все нагрузки, важные и не важные для безопасности;

- выпрямители/зарядные устройства аккумуляторной батареи должны быть способными к параллельной работе при полной нагрузке, когда переменное напряжении сети электроснабжения имеет отклонение от номинала 10% и изменения фазного угла до 10°;

- выпрямители/зарядные устройства аккумуляторной батареи должны выдерживать отклонения от нормальной работы систем питания переменным током, такие как провалы напряжения длительностью до 2 мин, когда аварийный/резервный генератор запускается в работу;

- выпрямители/зарядные устройства аккумуляторной батареи должны быть изготовлены с определенными характеристиками, чтобы длительно обеспечивать максимальную полную нагрузку и перезаряжать аккумуляторную батарею до заданных параметров в пределах 8 ч от полностью разряженного состояния;

- выпрямители/зарядные устройства батареи должны поддерживать постоянное напряжение в пределах 1%;

- у каждого выпрямителя/зарядного устройства аккумуляторной батареи должен быть регулируемый таймер для контроля заряда в течение 72 ч;

- каждый выпрямитель/зарядное устройство аккумуляторной батареи должны работать при температурах окружающего воздуха в пределах 0°С - 55°С и при относительной влажности 20% - 95%;

- каждый выпрямитель/зарядное устройство аккумуляторной батареи должны работать при изменении напряжения питающей сети 10% и частоте (50 2,5) Гц [или (60 2,5) Гц];

- каждый выпрямитель/зарядное устройство аккумуляторной батареи должен иметь устройство плавного регулирования напряжения, поддерживающего выходное напряжение в пределах 1% при изменении номинальной нагрузки от 0% до 100%;

- каждый выпрямитель/зарядное устройство аккумуляторной батареи должен обеспечивать изменения напряжения в переходном режиме в пределах 10% при отключении или подключении 100%-ной нагрузки с полным временем установления не больше, чем 50 мс;

- каждый выпрямитель/зарядное устройство аккумуляторной батареи должен обеспечивать настройку выходного постоянного напряжения в пределах от минус 10% до плюс 15% от номинала;

- у каждого выпрямителя/зарядного устройства аккумуляторной батареи должна быть предусмотрена ручная регулировка напряжения, которая является независимой от автоматической схемы регулирования напряжения;

- у каждого выпрямителя/зарядного устройства аккумуляторной батареи должна быть характеристика ограничения тока, которая является регулируемой или программируемой от 100% до 150% номинального выходного тока. Ток должен быть ограничен значением, при котором батарея может благополучно заряжаться (приблизительно половина номинального выходного выпрямленного напряжения). Если один выпрямитель выйдет из строя, то другой будет способен обеспечить полный номинальный выходной ток при ручной установке предела тока выпрямителя;

- у каждого выпрямителя/зарядного устройства аккумуляторной батареи может быть пульсация выходного напряжения не более чем 1% среднего значения по полному рабочему диапазону при подключенной аккумуляторной батареи;

- у каждого выпрямителя/зарядного устройства аккумуляторной батареи должен быть КПД не менее чем 90% с полной нагрузкой;

- акустические помехи, излученные от каждого выпрямителя/зарядного устройства аккумуляторной батареи, не должны превышать 65 дБ в 1 м от помещения;

- каждый выпрямитель/зарядное устройство аккумуляторной батареи должен быть невосприимчив к излученному и подключенному напряжению помех переходного процесса напряжением до 2,5 кВ, от 50 до 2000 кГц, в форме затухающей синусоидальной волны;

- у каждого выпрямителя/зарядного устройства аккумуляторной батареи должна быть незначительная восприимчивость к излучаемой телефоном помехе;

- каждый выпрямитель/зарядное устройство аккумуляторной батареи должен быть разработан так, чтобы ограничить токи гармоник, возвращенные в сеть источника электроэнергии на уровне, меньшем 10% от номинала входного напряжения и нагрузки. Также следует рассмотреть использование входного гармонического фильтра или специальной 12-ступенчатой схемы для достижения установленного уровня гармонических искажений;

- у выпрямителя/зарядного устройства аккумуляторной батареи должна быть защита против разряда батареи на выпрямитель в случае отказа цепи питания переменного тока, с автоматическим восстановлением установленной зарядки при возобновлении питания.

А.3 Пример 3 - Требования к системе электроснабжения постоянного тока с конвертерами постоянный ток/постоянный ток для систем контроля и управления

Примечание - Напряжения и их допуски, данные здесь только с целью иллюстрации, могут изменяться от системы к системе.

А.3.1 Система распределения 24 В или выход конвертера d.c./d.c.:

     - номинальное напряжение                             26 В;

     - диапазон установок выходного напряжения            26 - 29 В;

     - отклонение                                         26 В + 1%

     - пульсация напряжения                               5%.

     Характеристики нагрузки:

     - номинальный ток на выходе каждого конвертера       65 А;

     - ограничитель тока                                  102%;

     - динамическое регулирование напряжения на выходе    5%.

Изменение напряжения, вызываемое ступенчатым изменением нагрузки от 10% до 90% и обратно 10% номинального тока или в результате динамических изменений напряжения на входе, не должно приводить к отключению инвертора прибором контроля:

     - время регулирования напряжения                             5 мс;

     - защита от короткого замыкания                              требуется;

     - параллельная работа нескольких d.c./d.c. конвертеров       требуется;

     - входные данные d.c./d.c. конвертеров:

     номинальное напряжение                                       220 В;

     пределы входного напряжения                                  176 - 275 В;

     колебания напряжения                                         10%;

     скачки тока                                                  2,5 номинала.

А.3.2 Характеристики

У конвертеров должны быть следующие типичные характеристики:

- каждый конвертер должен иметь гарантируемую мощность в киловаттах при номинальном выходном напряжении (постоянный ток);

- каждый конвертер должен обеспечивать регулирование выходного напряжения от 100% до 120% номинала постоянного напряжения. Эта регулировка должна обеспечивать необходимое напряжение на нагрузках, учитывающая падение напряжения в кабелях;

- каждый конвертер должен работать при температуре окружающего воздуха от 0°С до 55°С и относительной влажности от 20% до 95%. Нормальная комнатная температура должна быть менее 30°С. Нужно отметить, что температура 55°С представляет ненормальное условие, во время которого конвертер, как ожидается, обеспечит питание нагрузки не менее 40 мин;

- каждый конвертер должен работать при номинальном выходном напряжении с постоянным входным напряжением, лежащим в пределах между минус 25% В и плюс 12% В;

- отклонение выходного напряжения от номинала при отключении и включении 100%-ной нагрузки не должно выходить за пределы 5% со временем установки не более 50 мс;

- у каждого конвертера должно быть регулирование установившегося напряжения в пределах 1% от номинала при наличии или отсутствии нагрузки;

- акустические помехи, создаваемые каждым конвертером, недолжны превышать 65 дБ в 1 м от помещения;

- каждый конвертер должен иметь ограничение тока, чтобы защитить конвертер от коротких замыканий в системе электроснабжения. Предельный уровень тока должен быть регулируемым в пределах изменения номинальной мощности от 100% до 125%;

- пульсации выходного напряжения каждого конвертера не должны превышать 1% от среднего значения номинала выходного напряжения при номинальной нагрузке. На выходе каждого конвертера должны стоять конденсаторы, обеспечивающие низкий уровень пульсаций и имеющие достаточный запас энергии, чтобы обеспечить срабатывание плавких предохранителей при условиях короткого замыкания;

- каждый конвертер должен быть невосприимчив к напряжению помех переходного процесса напряжением до 2,5 кВ, от 50 до 2000 кГц в форме затухающей синусоидальной волны;

- конвертеры должны обеспечить и поддержать мощность, подводимую ко всем нагрузкам при нормальных и ненормальных установившихся условиях;

- система распределения постоянного тока не должна быть заземлена. Система должна оставаться работоспособной в условиях одного короткого замыкания на землю. Короткие замыкания на землю должны быть немедленно обозначены через систему индикации аварии;

- у каждого конвертера должна быть незначительная восприимчивость к излучаемой телефоном помехе;

- параметры проводника магистрального кабеля между конвертерами и распределительными щитами должны быть выбраны из условия ограничения падения напряжения в кабеле, не превышающего 5% для каждого магистрального кабеля;

- параметры проводников для каждой цепи с плавким предохранителем должны выбираться исходя из условия ограничения максимума падения напряжения в кабеле, не превышающего 5% от номинала (падение напряжения = 2 х ток нагрузки х сопротивление кабеля/м х расстояние в метрах);

- конвертер должен отключаться автоматически при низком входном напряжении, при превышении предельного тока в течение более 30 с или превышении предела высокого напряжения в течение более 10 с. Конвертер должен отключаться вручную после активации кнопки останова аварии. В условиях короткого замыкания должны выключаться автоматически входной и выходной выключатели;

- ввод в действие конвертера должен быть прекращен, если выходной выключатель первоначально замкнут;

- конструкцией конвертера должны быть предусмотрены дистанционный контроль выходного напряжения на распределительных шинах, когда выходной выключатель замкнут, и местный контроль, когда выходной выключатель разомкнут.