Страница:
Так проверяют ИБП в авторизованных центрах APC (см. стр. 106).
Если Вам необходима консультация или Ваши устройства нуждаются в квалифицированной технической поддержке, рекомендуем обратиться в сервисный центр фирмы "Епос" (эпос [греч. epos -- слово, повествование], один из трех родов художественной литературы, особенностями которого являются: развернутое повествование, завершенность событий, развитие характеров).
Фирма "Епос" была создана более четырех лет назад с целью выполнения работ и оказания услуг в области сложной электронной техники. Исходя из этого и было выбрано название фирмы -Електронiка ПОСлуги.
Наилучшим тестом для любого аппаратного комплекса является результат выполненной на нем работы. Такой результат -- книга, которую Вы держите в руках. Книга сделана на технике от "Епоса".
3.4. ИБП BEST POWER
Best Power -- американская производственная компания, входящая в индустриальную группу General Signal, является известным производителем источников бесперебойного питания. В июне 1995 года Best Power объединилась с рядом отделений Sola Electric. В Украине Best Power представляет фирма Бест Пауер Украина (см. стр. 106).
Прежде чем купить ИБП следует составить план адекватной защиты сети на случай перебоев с энергоснабжением. Если такого плана нет, то тянуть с этим вопросом не стоит. План должен определять требования по защите компонентов сети.
Составив подобный план оцените состояние электрической сети. Учитывая влияние перебоев в сети на оборудование, решите какие компоненты больше всего нуждаются в защите. Лишь имея основательное представление о сети вы сможете выбрать устройство отвечающее вашим потребностям.
Используйте общие характеристики ИБП Best Power, которые приведены в табл. t015. Далее, наряду с описанием особенностей моделей, будут приведены конкретные рекомендации по использованию ИБП для часто используемых приложений.
Best Power предлагает для энергозащиты оборудования однофазные и трехфазные системы бесперебойного питания способные работать практически с любой нагрузкой (кресс-фактор (кресс-фактор -- коэффициент формы) от 2,7 до 3,5).
Учитывая спрос и традиционные симпатии потребителей, Best Power выпускает источники всех известных архитектур. Патентночистые технические решения позволили компании создать ИБП с техническими характеристиками удовлетворяющими требованиям питания телекоммуникационных систем, медицинского оборудования, компьютеров и другой электронной техники.
Наиболее общей характеристикой нагрузки является потребляемая мощность (см. гл. 3.3.2). Следует оценить диапазон изменения напряжения сети, при котором источник переключается на батареи (строки "Уровень" и "Режим" в табл. t015).
В случае отключения энергоснабжения все ИБП обеспечивают питание от батарей в течение указанного в табл. t015 периода времени. Убедитесь в том, что ИБП надлежащим образом корректируют характеристики напряжения переменного тока в случае питания от электросети.
Если имеет место шум линий -- выбранный ИБП должен содержать фильтр, если напряжение подвержено спадам -- ИБП должен обеспечивать регулировку напряжения. Для всех моделей в табл. t015 указаны допуски выходного напряжения.
В любом случае обязательна встроенная защита от выбросов напряжения. Даже если выбросы, происходящие по вине коммунальной службы, в вашей практике редкость, позаботиться о защите от них стоит, поскольку для выхода из строя оборудования может быть достаточно одного (пусть даже случайного) выброса.
Обобщение опыта фирмы Бест Пауер Украина позволяет рекомендовать конкретные модели источников для часто используемых приложений.
3.4.1. НЕТРАДИЦИОННЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ИБП
ИБП серии Patriot применяются в качестве автономных источников сетевого напряжения в тех случаях, когда нагрузка не критична к форме питающего напряжения. Благодаря хорошим удельным показателям и "холодному старту" модели Patriot используются для настройки тюнеров спутникового телевидения, спутниковых антенн и пр.
Модели Best 510 хорошо зарекомендовали себя в работе с мини-АТС и охранными системами. Они надежно работают с оборудованием критичным к форме питающего напряжения, но допускающим небольшое время переключения (2мс).
Источники Fortress и Best 610 применяются для обеспечения питания радиостанций, телевизионного и медицинского оборудования и потребителей, для которых недопустимы перерывы в электропитании при переходе на батареи.
При больших мощностях и продолжительных перерывах централизованной подачи электроэнергии экономически целесообразно использование ИБП совместно с дизель-генераторами (см. гл. 4).
На все изделия фирма Бест Пауер Украина (см. стр. 106) предоставляет гарантию два года и обеспечивает замену неисправного гарантийного оборудования в течение четырех часов со склада. Все модели ИБП Best Power имеют интерфейсный порт для связи с компьютером. В поставку входит программное обеспечение для контроля и управления в среде DOS, Windows 3.xx, Windows95, NT, OS/2, UNIX, Novell NetWare.
3.4.2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИБП ДЛЯ ОРГТЕХНИКИ
Приборы чувствительные к электронным помехам, но не требующие бесперебойного питания, могут запитываться через стабилизаторы напряжения Citadel. В качестве регулирующего элемента в них применен феррорезонансный трансформатор. Аналогичный трансформатор применен в ИБП Ferrups. Фильтр стабилизатора обеспечивает ослабление импульсных помех в 250 раз. Технические характеристики стабилизаторов Citadel приведены в табл. t028, t029.
В стабилизаторах Citadel возможна корректировка входного коэффициента мощности. Они отвечают европейским стандартам по электробезопасности. Нагрузка, подключенная через стабилизатор, гальванически развязана от сети.
ИБП Patriot рекомендованы к использованию для офисных приложений.
Серия Patriot -- Off Line источники имеющие время переключения 2...4 мс. Они обеспечивают защиту от бросков напряжения и помех в сети. На индикаторе передней панели отображаются параметры состояния сети и батареи. Кроме того, ИБП предупреждает звуковыми сигналами о предусмотренных аварийных режимах. Они совместимы с компьютерами с корректировкой коэффициента мощности. Модели мощностью 420 ВА и более имеют коммуникационный порт, что позволяет контролировать работу источника используя программное обеспечение.
ИБП Best-510 рекомендованы к использованию для группы пользователей 5...8 компьютеров.
Модель Best-510 -- Line-Interactive со стабилизацией выходного напряжения. Для работы при пониженном напряжении сети используется режим повышения напряжения (boost). Расширенное программное обеспечение дает полную информацию о параметрах напряжения сети и ИБП.
ИБП Fortress рекомендованы к использованию для серверов и групп пользователей.
В моделях Fortress микропроцессор непрерывно анализирует форму синусоиды, и при ее отклонении более чем на 10% вырабатывает корректирующие сигналы. Дискретное регулирование выходного напряжения обеспечивает широкий диапазон входного напряжения, при котором не расходуется энергия батареи аккумуляторов. Напряжение стабилизируется в пределах задаваемых пользователем вручную или через интерфейс. В модели Fortress программируется 15 параметров входного и выходного напряжения источника.
ИБП Best-610 рекомендованы к использованию для нагрузок критичных к параметрам сетевого напряжения.
ИБП Best-610 -- относятся к классическим источникам структуры On-Line с двойным преобразованием. В них отсутствует перерыв в питании нагрузки при пропадании сетевого напряжения.
Несомненным преимуществом Best-610 является низкий коэффициент нелинейных искажений (до 3%), гальваническая развязка и встроенный электронный bypass. Существует возможность использования встраиваемого SNMP-адаптера.
ИБП Unity/1 рекомендованы к использованию для работы группы пользователей до 60 компьютеров.
ИБП Unity/1 -- Line-Interactive ИБП с параллельным преобразованием энергии. Позволяет компенсировать реактивную мощность нагрузки (коэффициент мощности 1) и корректировать частоту выходного напряжения, что особенно важно при работе от автономных источников энергии, таких как дизель-генератор.
Fortress и Unity/1 -- источники корректирующие форму синусоиды. При сбое сети, на выходе нет фазовых скачков или искажений, что обеспечивается нулевым временем перехода на батареи. В момент отключения напряжения сети Fortress использует энергию магнитного поля трансформатора, а Unity/1 -энергию накопленную в батарее конденсаторов.
Ferrups рекомендован к применению для защиты серверов и мощных рабочих станций.
Ferrups -- наиболее надежный (наработка на отказ -- 19 лет) источник бесперебойного питания обеспечивающий эффективную защиту от помех. Он имеет увеличенный диапазон входных напряжений при работе от сети. На выходе ИБП включен коммутируемый трансформатор. Заряд батареи расходуется при падении входного напряжения на 38% ниже номинального.
Для энергозащиты отделов, этажей и зданий Best Power предлагает мощные трехфазные системы бесперебойного питания способные работать с любой нагрузкой (до 3 МВА) в течение заданного потребителем времени.
Обычно программы управления ИБП выполняются на рабочих станциях подсоединенных к компьютерной сети и используют собственные протоколы для взаимодействия с ИБП. Такая схема работает только с продуктами одного производителя. Однако, если в сети установлены приборы от различных производителей -управлять ими следует посредством протокола SNMP.
Группа инженерной поддержки Internet (IETF) разработала проект стандарта, определяющего структуру информационной базы (MIB), для источников бесперебойного питания управляемых посредством протокола SNMP.
Примером производителя ИБП, предлагающего в настоящее время интерфейсы SNMP, служит Best Power. Адаптер SNMP позволяет осуществлять удаленный контроль и управление источником переменного тока по протоколу TCP/IP (рис. p048).
3.5. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА ФИРМЫ BENNING
Более 30% вырабатываемой электроэнергии (рис. p022) потребляется в преобразованном виде -- постоянного или переменного тока с частотой, отличной от промышленной. Наблюдается тенденция роста использования преобразованной электроэнергии во многих областях техники, где до сих пор применялся исключительно трехфазный ток промышленной частоты.
Силовые полупроводниковые устройства служат для преобразования:
переменного тока в постоянный;
постоянного тока в переменный;
переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты;
низкого постоянного напряжения в высокое постоянное напряжение.
Благодаря высокой частоте преобразования обеспечивается КПД порядка 90...95%, нормируемые статические и динамические характеристики. Основными характеристиками преобразовательных устройств являются:
коэффициент полезного действия;
коэффициент мощности;
массогабаритные характеристики.
Фирма Benning является ведущим европейским производителем систем гарантированного электропитания. Основана в 1938 году Тео Беннингом старшим. Многолетний опыт работы, инновационные конструкторские решения, новейшие технологии позволяют уверенно занимать лидирующие позиции на европейском рынке, в Азии и на Ближнем Востоке.
На предприятиях фирмы трудится около 800 человек обеспечивая годовой оборот в 600 миллионов немецких марок. Области применения продукции фирмы -- системы электропитания для аппаратуры связи, индустрии и электрических станций.
Benning производит зарядные устройства для широкой номенклатуры батарей, системы бесперебойного электропитания, измерительные приборы. Предприятие по праву является производством с высоким уровнем культуры. Подтверждение тому сертификация продукции по системе ISO 9002 и ISO 9003.
В Украине продукцию репрезентует представительство фирмы Benning (см. стр. 106). Аппаратура Benning успешно эксплуатируется на предприятиях связи, электрических станциях (в т.ч. атомных), магистральных линиях связи. Системы электропитания обеспечивают бесперебойное электроснабжение.
Преобразовательные устройства Benning обладают высокими регулировочными характеристиками и энергетическими показателями, имеют малые габариты и массу, просты и надежны в эксплуатации, обеспечивают бесконтактную коммутацию токов в силовых цепях, а также регулирование тока и напряжения. Благодаря указанным преимуществам они получают широкое применение в следующих отраслях:
радиоэлектронная аппаратура и автоматика;
электросварка;
цветная металлургия;
химическая промышленность;
электроприводы;
гальванотехника;
электрохимическая обработка металлов.
Появление новых полупроводниковых преобразователей во многом определяется успехами в развитии силовых полупроводниковых приборов. Такие приборы при незначительных внутренних потерях могут управлять большими мощностями подводимыми к нагрузке, что открывает широкие перспективы для их применения в тех областях техники, где требуется высокоэффективное регулирование режимов работы потребителя.
В преобразовательной технике находят применение:
выпрямители, преобразующие одно- или трехфазный переменный ток в постоянный;
инверторы, преобразующие постоянный ток в одно- или трехфазный ток неизменной или регулируемой частоты;
преобразователи постоянного напряжения;
электронные стабилизаторы постоянного и переменного напряжения, преобразующие постоянное или переменное напряжение одного уровня в постоянное или переменное напряжение другого уровня -- неизменного или изменяющегося;
преобразователи числа фаз, преобразующие одно- или трехфазный ток заданной частоты в трех- или однофазный ток той же частоты.
Преобразователи частоты применяются в электроприводах переменного тока, в электротермии, для питания светотехнических приборов, в радиоэлектронной аппаратуре.
Преобразователи постоянного и переменного напряжений применяются для стабилизации и регулирования напряжения приборных комплексов, в быстродействующих позиционных и тахометрических следящих системах, электрохимии, подъемно-транспортных устройствах, тяговых электроприводах горнодобывающей промышленности, для заряда аккумуляторов электромобилей, городского электротранспорта.
Полупроводниковые преобразовательные устройства находят также широкое применение в качестве коммутационной аппаратуры и статических регуляторов реактивной мощности.
Широкое развитие получили автономные системы электропитания сравнительно небольшой мощности. Их развитие идет, в основном, в направлении создания миниатюрных источников с высокими массогабаритными (удельными) характеристиками. В таких устройствах предусматривается максимальное совмещение функций в отдельных блоках системы, что сокращает количество функциональных блоков и элементов.
Системы электропитания строятся на базе полупроводниковых преобразовательных устройств. Они оснащаются как устройствами сигнализации и контроля основных функций, так и системой дистанционного контроля и сигнализации.
Наличие дистанционного контроля и сигнализации позволяет следить за состоянием системы и осуществлять управление через модем. Это избавляет потребителей от необходимости содержать штат по обслуживанию системы электропитания, а обратиться к профессионалам, которые имеют опыт предоставления таких услуг (см. стр. 106).
Системы электропитания фирмы Benning имеют модульную конструкцию и исполняются в настенных и напольных конструкциях. Модульное исполнение позволяет реализовывать различные варианты конфигурации систем электропитания используя резервирование, чем достигается высокая степень надежности устройств. При монтаже систем резервного электропитания в комбинированных модулях устанавливаются и аккумуляторные батареи.
3.5.1. ВЫПРЯМИТЕЛИ
Выпрямители используются как самостоятельно функционирующие устройства, так и в качестве составных элементов систем электропитания.
Выпрямители, использующие принцип импульсного преобразования, обладают хорошими массогабаритными показателями. В силу своих достоинств импульсные выпрямители с бестрансформаторным входом нашли наиболее широкое применение в диапазоне малых и средних мощностей.
Предлагаемый ряд типоразмеров выпрямительных модулей PDT 800...PDD 3000 (рис. p024) позволяет монтировать установки электропитания с естественным охлаждением и токами нагрузки от десяти до нескольких сотен ампер. Использование принудительной вентиляции позволяет увеличить мощность блока вдвое. Технические характеристики выпрямителей представлены в табл. t007.
Использование импульсных выпрямителей совместно с герметизированными, не требующими ухода, аккумуляторными батареями позволяет реализовывать системы бесперебойного электропитания которые находят широкое применение для питания аппаратуры связи и не требуют обслуживания в течение многих лет эксплуатации. В подтверждение сказанного можно привести тот факт, что представители фирмы Benning были приглашены для ремонта аппаратуры, которая проработала в метрополитене без обслуживания 30 лет.
Подключение выпрямительных устройств в стандартных 19"дюймовых шкафах осуществляется при помощи разъемов. Все модули имеют внутреннюю защиту от повышенного напряжения на входе, перегрева и перенапряжения на выходе. Отображение всех важных эксплуатационных и аварийных параметров позволяет упростить и оптимизировать работу обслуживающего персонала.
Данные выпрямители применяются также для обеспечения питанием в системах наблюдения и сигнализации. В области малых мощностей они находят применение для заряда стартерных батарей дизельных двигателей и газовых турбин.
3.5.2. ТИРИСТОРНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ
Тиристорные выпрямители (рис. p059) охватывают средний и верхний диапазоны мощностей. Именно при высоких выходных напряжениях и больших токах тиристор -- наиболее удачный полупроводник в электротехнике. Управление осуществляется комбинированным транзисторно-тиристорным силовым элементом. Как правило, в выпрямителях применяются мостовые коммутируемые схемы выпрямления.
Тиристорные выпрямители применяются как для непосредственного питания потребителей, так и, одновременно, для подзаряда аккумуляторных батарей в устройствах бесперебойного электропитания. Обеспечение оптимального режима эксплуатации батарей выполняют автоматические устройства, которые осуществляют переключение из режима заряда в режим содержащего заряда, и позволяют избежать газовыделения аккумуляторной батареей и защитить их от глубокого разряда (см. гл. 2).
Для отображения основных функциональных и аварийных параметров предусмотрены устройства контроля и сигнализации которые обеспечивают передачу сообщений на центральный диспетчерский пульт. Такая связь позволяет персоналу центра обслуживания непрерывно наблюдать за работой выпрямителей и регистрировать параметры:
сети переменного тока;
выходного напряжения;
выпрямителя;
батарей.
Электропитание осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В либо 380+15% В и частотой 50+5% Гц. Нестабильность выходного напряжения при изменении параметров сети в указанных пределах не хуже 1% от номинального значения. Нестабильность выходного тока 2%. Пульсации выходного напряжения в диапазоне 0...100% нагрузки не превышают 5%. КПД не хуже 80%. Напряжение помех соответствует VDE 0875 класса "G".
Одна из основных областей применения тиристорных выпрямителей большой мощности -- резервное электропитание электрических станций.
3.5.3. ИНВЕРТОРЫ
Инверторы используются для работы в качестве узлов резервных источников электропитания переменного напряжения 220 В и 380 В, 50 Гц и являются составной частью систем бесперебойного электропитания. Они применяются для питания потребителей переменного тока от первичного источника в виде аккумуляторной батареи или источников электроэнергии, вырабатывающих постоянный ток, в системах передачи электроэнергии постоянного тока. Кроме того, инверторы являются составной частью преобразователей частоты со звеном постоянного тока.
Различают инверторы применяемые для резервного питания аппаратуры малой и средней мощности, работающие от номинального постоянного напряжения 24 В, 48 В и 60 В, мощностью до 2,5 кВА (табл. t010) и инверторы большой мощности, применяемые в промышленности, на электрических станциях, работающие от постоянного напряжения 110 В и 220 В, мощностью до 160 кВА.
В инверторах используются новейшие электронные компоненты наряду с высокочастотным преобразованием, что, в конечном счете, позволяет получить компактную конструкцию, малую массу и высокий коэффициент полезного действия. Наличие специальных схемных решений делает возможной параллельную работу инверторов. При этом могут быть реализованы установки (рис. p025) с уровнем резервирования N+1. Помимо этого, параллельное включение позволяет увеличить суммарную мощность. Таким образом, возможно дооснащение оборудования при необходимости увеличения мощности.
Для повышения надежности работы системы в целом совместно с инвертором применяется электронное переключающее устройство (EUE). EUE позволяет в случае неисправности инвертора подключить нагрузку непосредственно к сети (приоритет инвертора) или переключить питание нагрузки от сети на инвертор (приоритет сети) в случае отключения напряжения.
Инвертор фирмы Benning обеспечивает выходное напряжение 230+5% В, частотой 50+0,1% Гц при изменении напряжения на входе от -15 до +20%. Коэффициент нелинейных искажений на выходе -менее 3% при линейной нагрузке. Уровень радиопомех соответствует европейским нормам EN55022. Кроме того, приборы этого типоразмерного ряда отличаются нормируемой динамикой. При изменении нагрузки от 10% до 100% и обратно в течение примерно 1 мс происходит установление скачков напряжения.
3.5.4. СТАБИЛИЗАТОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Для питания нагрузок, чувствительных к изменениям входного напряжения, применяют стабилизаторы. Как правило, необходимость применения стабилизаторов возникает в системах электропитания с батареями. Напряжение аккумуляторной батареи при разряде изменяется в значительных пределах. Колебания напряжения для многих потребителей являются недопустимыми.
Преобразователи, позволяющие осуществлять широтно-импульсное регулирование на нагрузке, называют широтно-импульсными преобразователями.
Применение широтно-импульсных преобразователей для регулирования и стабилизации напряжения различных потребителей объясняется следующими преимуществами:
высокий КПД;
высокая надежность;
малая чувствительность к изменениям температуры;
малые габариты и масса;
постоянная готовность к работе.
Стабилизаторы напряжения построенные по принципу импульсного преобразования обладают высокими техническими характеристиками и обеспечивают стабильность выходного напряжения +1% при отклонении входного напряжения в диапазоне от -20% до +30%. Номинальное выходное напряжение стабилизаторов, применяемых в связи, 24 В, 48 В и 60 В при токе до 50 А.
Схемное решение позволяет включать параллельно неограниченное количество стабилизаторов работающих на общую нагрузку. Пульсации выходного напряжения составляют менее 2%, КПД не хуже 88% (см. табл. t008). Уровень электромагнитных излучений соответствует европейским нормам EN 55022 класс А.
Применение стабилизаторов напряжения позволяет достичь следующих преимуществ. Напряжение на нагрузке не зависит от напряжения батареи. Полное использование батареи в течение периода от полностью заряженного до разряженного состояния. Благодаря режиму ограничения тока обеспечивается защита от короткого замыкания.
Модульный принцип построения позволяет размещать стабилизаторы в шкафах унифицированного исполнения совместно с другой преобразовательной аппаратурой.
Все устройства контроля и управления фирмы Benning проектируются как самозащищенные, обеспечивая тем самым бесперебойность питания нагрузки. Контроль важных эксплуатационных и аварийных параметров, таких как: перегрузка, неисправность, синхронизация сети, параллельный режим -осуществляется индикацией на передней панели. Существует возможность дистанционной передачи сообщений на центральный диспетчерский пункт.
3.5.5. УПРАВЛЕНИЕ УСТРОЙСТВАМИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
Трудно переоценить значение надежности устройств гарантированного электропитания от которых зависит во многом работоспособность средств связи, компьютерных сетей, средств аварийного электроснабжения. Они используются в операционных, на атомных станциях и т.д. Для обеспечения высокой надежности применяются устройства электропитания использующие резервирование устройств автоматики и защиты. В этих случаях немаловажную роль играет обслуживающий персонал, необходимый для сервисной поддержки устройства электропитания (поддержания устройства электропитания в работоспособном состоянии). Сервисное обслуживание может осуществляться и дистанционно.
Для дистанционного наблюдения за работоспособностью средств электропитания, применяемых в телекоммуникационной технике, служат системы управления и наблюдения размещаемые на централизованных диспетчерских пунктах. Система управления и наблюдения через телефонную сеть позволяет контролировать состояние устройств электропитания и управлять ими в эксплуатационных и аварийных режимах. Этим обеспечивается оптимальное использование обслуживающего персонала. Пример такой системы -- MCU-2000 фирмы Benning (рис. p055).
Если Вам необходима консультация или Ваши устройства нуждаются в квалифицированной технической поддержке, рекомендуем обратиться в сервисный центр фирмы "Епос" (эпос [греч. epos -- слово, повествование], один из трех родов художественной литературы, особенностями которого являются: развернутое повествование, завершенность событий, развитие характеров).
Фирма "Епос" была создана более четырех лет назад с целью выполнения работ и оказания услуг в области сложной электронной техники. Исходя из этого и было выбрано название фирмы -Електронiка ПОСлуги.
Наилучшим тестом для любого аппаратного комплекса является результат выполненной на нем работы. Такой результат -- книга, которую Вы держите в руках. Книга сделана на технике от "Епоса".
3.4. ИБП BEST POWER
Best Power -- американская производственная компания, входящая в индустриальную группу General Signal, является известным производителем источников бесперебойного питания. В июне 1995 года Best Power объединилась с рядом отделений Sola Electric. В Украине Best Power представляет фирма Бест Пауер Украина (см. стр. 106).
Прежде чем купить ИБП следует составить план адекватной защиты сети на случай перебоев с энергоснабжением. Если такого плана нет, то тянуть с этим вопросом не стоит. План должен определять требования по защите компонентов сети.
Составив подобный план оцените состояние электрической сети. Учитывая влияние перебоев в сети на оборудование, решите какие компоненты больше всего нуждаются в защите. Лишь имея основательное представление о сети вы сможете выбрать устройство отвечающее вашим потребностям.
Используйте общие характеристики ИБП Best Power, которые приведены в табл. t015. Далее, наряду с описанием особенностей моделей, будут приведены конкретные рекомендации по использованию ИБП для часто используемых приложений.
Best Power предлагает для энергозащиты оборудования однофазные и трехфазные системы бесперебойного питания способные работать практически с любой нагрузкой (кресс-фактор (кресс-фактор -- коэффициент формы) от 2,7 до 3,5).
Учитывая спрос и традиционные симпатии потребителей, Best Power выпускает источники всех известных архитектур. Патентночистые технические решения позволили компании создать ИБП с техническими характеристиками удовлетворяющими требованиям питания телекоммуникационных систем, медицинского оборудования, компьютеров и другой электронной техники.
Наиболее общей характеристикой нагрузки является потребляемая мощность (см. гл. 3.3.2). Следует оценить диапазон изменения напряжения сети, при котором источник переключается на батареи (строки "Уровень" и "Режим" в табл. t015).
В случае отключения энергоснабжения все ИБП обеспечивают питание от батарей в течение указанного в табл. t015 периода времени. Убедитесь в том, что ИБП надлежащим образом корректируют характеристики напряжения переменного тока в случае питания от электросети.
Если имеет место шум линий -- выбранный ИБП должен содержать фильтр, если напряжение подвержено спадам -- ИБП должен обеспечивать регулировку напряжения. Для всех моделей в табл. t015 указаны допуски выходного напряжения.
В любом случае обязательна встроенная защита от выбросов напряжения. Даже если выбросы, происходящие по вине коммунальной службы, в вашей практике редкость, позаботиться о защите от них стоит, поскольку для выхода из строя оборудования может быть достаточно одного (пусть даже случайного) выброса.
Обобщение опыта фирмы Бест Пауер Украина позволяет рекомендовать конкретные модели источников для часто используемых приложений.
3.4.1. НЕТРАДИЦИОННЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ИБП
ИБП серии Patriot применяются в качестве автономных источников сетевого напряжения в тех случаях, когда нагрузка не критична к форме питающего напряжения. Благодаря хорошим удельным показателям и "холодному старту" модели Patriot используются для настройки тюнеров спутникового телевидения, спутниковых антенн и пр.
Модели Best 510 хорошо зарекомендовали себя в работе с мини-АТС и охранными системами. Они надежно работают с оборудованием критичным к форме питающего напряжения, но допускающим небольшое время переключения (2мс).
Источники Fortress и Best 610 применяются для обеспечения питания радиостанций, телевизионного и медицинского оборудования и потребителей, для которых недопустимы перерывы в электропитании при переходе на батареи.
При больших мощностях и продолжительных перерывах централизованной подачи электроэнергии экономически целесообразно использование ИБП совместно с дизель-генераторами (см. гл. 4).
На все изделия фирма Бест Пауер Украина (см. стр. 106) предоставляет гарантию два года и обеспечивает замену неисправного гарантийного оборудования в течение четырех часов со склада. Все модели ИБП Best Power имеют интерфейсный порт для связи с компьютером. В поставку входит программное обеспечение для контроля и управления в среде DOS, Windows 3.xx, Windows95, NT, OS/2, UNIX, Novell NetWare.
3.4.2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИБП ДЛЯ ОРГТЕХНИКИ
Приборы чувствительные к электронным помехам, но не требующие бесперебойного питания, могут запитываться через стабилизаторы напряжения Citadel. В качестве регулирующего элемента в них применен феррорезонансный трансформатор. Аналогичный трансформатор применен в ИБП Ferrups. Фильтр стабилизатора обеспечивает ослабление импульсных помех в 250 раз. Технические характеристики стабилизаторов Citadel приведены в табл. t028, t029.
В стабилизаторах Citadel возможна корректировка входного коэффициента мощности. Они отвечают европейским стандартам по электробезопасности. Нагрузка, подключенная через стабилизатор, гальванически развязана от сети.
ИБП Patriot рекомендованы к использованию для офисных приложений.
Серия Patriot -- Off Line источники имеющие время переключения 2...4 мс. Они обеспечивают защиту от бросков напряжения и помех в сети. На индикаторе передней панели отображаются параметры состояния сети и батареи. Кроме того, ИБП предупреждает звуковыми сигналами о предусмотренных аварийных режимах. Они совместимы с компьютерами с корректировкой коэффициента мощности. Модели мощностью 420 ВА и более имеют коммуникационный порт, что позволяет контролировать работу источника используя программное обеспечение.
ИБП Best-510 рекомендованы к использованию для группы пользователей 5...8 компьютеров.
Модель Best-510 -- Line-Interactive со стабилизацией выходного напряжения. Для работы при пониженном напряжении сети используется режим повышения напряжения (boost). Расширенное программное обеспечение дает полную информацию о параметрах напряжения сети и ИБП.
ИБП Fortress рекомендованы к использованию для серверов и групп пользователей.
В моделях Fortress микропроцессор непрерывно анализирует форму синусоиды, и при ее отклонении более чем на 10% вырабатывает корректирующие сигналы. Дискретное регулирование выходного напряжения обеспечивает широкий диапазон входного напряжения, при котором не расходуется энергия батареи аккумуляторов. Напряжение стабилизируется в пределах задаваемых пользователем вручную или через интерфейс. В модели Fortress программируется 15 параметров входного и выходного напряжения источника.
ИБП Best-610 рекомендованы к использованию для нагрузок критичных к параметрам сетевого напряжения.
ИБП Best-610 -- относятся к классическим источникам структуры On-Line с двойным преобразованием. В них отсутствует перерыв в питании нагрузки при пропадании сетевого напряжения.
Несомненным преимуществом Best-610 является низкий коэффициент нелинейных искажений (до 3%), гальваническая развязка и встроенный электронный bypass. Существует возможность использования встраиваемого SNMP-адаптера.
ИБП Unity/1 рекомендованы к использованию для работы группы пользователей до 60 компьютеров.
ИБП Unity/1 -- Line-Interactive ИБП с параллельным преобразованием энергии. Позволяет компенсировать реактивную мощность нагрузки (коэффициент мощности 1) и корректировать частоту выходного напряжения, что особенно важно при работе от автономных источников энергии, таких как дизель-генератор.
Fortress и Unity/1 -- источники корректирующие форму синусоиды. При сбое сети, на выходе нет фазовых скачков или искажений, что обеспечивается нулевым временем перехода на батареи. В момент отключения напряжения сети Fortress использует энергию магнитного поля трансформатора, а Unity/1 -энергию накопленную в батарее конденсаторов.
Ferrups рекомендован к применению для защиты серверов и мощных рабочих станций.
Ferrups -- наиболее надежный (наработка на отказ -- 19 лет) источник бесперебойного питания обеспечивающий эффективную защиту от помех. Он имеет увеличенный диапазон входных напряжений при работе от сети. На выходе ИБП включен коммутируемый трансформатор. Заряд батареи расходуется при падении входного напряжения на 38% ниже номинального.
Для энергозащиты отделов, этажей и зданий Best Power предлагает мощные трехфазные системы бесперебойного питания способные работать с любой нагрузкой (до 3 МВА) в течение заданного потребителем времени.
Обычно программы управления ИБП выполняются на рабочих станциях подсоединенных к компьютерной сети и используют собственные протоколы для взаимодействия с ИБП. Такая схема работает только с продуктами одного производителя. Однако, если в сети установлены приборы от различных производителей -управлять ими следует посредством протокола SNMP.
Группа инженерной поддержки Internet (IETF) разработала проект стандарта, определяющего структуру информационной базы (MIB), для источников бесперебойного питания управляемых посредством протокола SNMP.
Примером производителя ИБП, предлагающего в настоящее время интерфейсы SNMP, служит Best Power. Адаптер SNMP позволяет осуществлять удаленный контроль и управление источником переменного тока по протоколу TCP/IP (рис. p048).
3.5. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА ФИРМЫ BENNING
Более 30% вырабатываемой электроэнергии (рис. p022) потребляется в преобразованном виде -- постоянного или переменного тока с частотой, отличной от промышленной. Наблюдается тенденция роста использования преобразованной электроэнергии во многих областях техники, где до сих пор применялся исключительно трехфазный ток промышленной частоты.
Силовые полупроводниковые устройства служат для преобразования:
переменного тока в постоянный;
постоянного тока в переменный;
переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты;
низкого постоянного напряжения в высокое постоянное напряжение.
Благодаря высокой частоте преобразования обеспечивается КПД порядка 90...95%, нормируемые статические и динамические характеристики. Основными характеристиками преобразовательных устройств являются:
коэффициент полезного действия;
коэффициент мощности;
массогабаритные характеристики.
Фирма Benning является ведущим европейским производителем систем гарантированного электропитания. Основана в 1938 году Тео Беннингом старшим. Многолетний опыт работы, инновационные конструкторские решения, новейшие технологии позволяют уверенно занимать лидирующие позиции на европейском рынке, в Азии и на Ближнем Востоке.
На предприятиях фирмы трудится около 800 человек обеспечивая годовой оборот в 600 миллионов немецких марок. Области применения продукции фирмы -- системы электропитания для аппаратуры связи, индустрии и электрических станций.
Benning производит зарядные устройства для широкой номенклатуры батарей, системы бесперебойного электропитания, измерительные приборы. Предприятие по праву является производством с высоким уровнем культуры. Подтверждение тому сертификация продукции по системе ISO 9002 и ISO 9003.
В Украине продукцию репрезентует представительство фирмы Benning (см. стр. 106). Аппаратура Benning успешно эксплуатируется на предприятиях связи, электрических станциях (в т.ч. атомных), магистральных линиях связи. Системы электропитания обеспечивают бесперебойное электроснабжение.
Преобразовательные устройства Benning обладают высокими регулировочными характеристиками и энергетическими показателями, имеют малые габариты и массу, просты и надежны в эксплуатации, обеспечивают бесконтактную коммутацию токов в силовых цепях, а также регулирование тока и напряжения. Благодаря указанным преимуществам они получают широкое применение в следующих отраслях:
радиоэлектронная аппаратура и автоматика;
электросварка;
цветная металлургия;
химическая промышленность;
электроприводы;
гальванотехника;
электрохимическая обработка металлов.
Появление новых полупроводниковых преобразователей во многом определяется успехами в развитии силовых полупроводниковых приборов. Такие приборы при незначительных внутренних потерях могут управлять большими мощностями подводимыми к нагрузке, что открывает широкие перспективы для их применения в тех областях техники, где требуется высокоэффективное регулирование режимов работы потребителя.
В преобразовательной технике находят применение:
выпрямители, преобразующие одно- или трехфазный переменный ток в постоянный;
инверторы, преобразующие постоянный ток в одно- или трехфазный ток неизменной или регулируемой частоты;
преобразователи постоянного напряжения;
электронные стабилизаторы постоянного и переменного напряжения, преобразующие постоянное или переменное напряжение одного уровня в постоянное или переменное напряжение другого уровня -- неизменного или изменяющегося;
преобразователи числа фаз, преобразующие одно- или трехфазный ток заданной частоты в трех- или однофазный ток той же частоты.
Преобразователи частоты применяются в электроприводах переменного тока, в электротермии, для питания светотехнических приборов, в радиоэлектронной аппаратуре.
Преобразователи постоянного и переменного напряжений применяются для стабилизации и регулирования напряжения приборных комплексов, в быстродействующих позиционных и тахометрических следящих системах, электрохимии, подъемно-транспортных устройствах, тяговых электроприводах горнодобывающей промышленности, для заряда аккумуляторов электромобилей, городского электротранспорта.
Полупроводниковые преобразовательные устройства находят также широкое применение в качестве коммутационной аппаратуры и статических регуляторов реактивной мощности.
Широкое развитие получили автономные системы электропитания сравнительно небольшой мощности. Их развитие идет, в основном, в направлении создания миниатюрных источников с высокими массогабаритными (удельными) характеристиками. В таких устройствах предусматривается максимальное совмещение функций в отдельных блоках системы, что сокращает количество функциональных блоков и элементов.
Системы электропитания строятся на базе полупроводниковых преобразовательных устройств. Они оснащаются как устройствами сигнализации и контроля основных функций, так и системой дистанционного контроля и сигнализации.
Наличие дистанционного контроля и сигнализации позволяет следить за состоянием системы и осуществлять управление через модем. Это избавляет потребителей от необходимости содержать штат по обслуживанию системы электропитания, а обратиться к профессионалам, которые имеют опыт предоставления таких услуг (см. стр. 106).
Системы электропитания фирмы Benning имеют модульную конструкцию и исполняются в настенных и напольных конструкциях. Модульное исполнение позволяет реализовывать различные варианты конфигурации систем электропитания используя резервирование, чем достигается высокая степень надежности устройств. При монтаже систем резервного электропитания в комбинированных модулях устанавливаются и аккумуляторные батареи.
3.5.1. ВЫПРЯМИТЕЛИ
Выпрямители используются как самостоятельно функционирующие устройства, так и в качестве составных элементов систем электропитания.
Выпрямители, использующие принцип импульсного преобразования, обладают хорошими массогабаритными показателями. В силу своих достоинств импульсные выпрямители с бестрансформаторным входом нашли наиболее широкое применение в диапазоне малых и средних мощностей.
Предлагаемый ряд типоразмеров выпрямительных модулей PDT 800...PDD 3000 (рис. p024) позволяет монтировать установки электропитания с естественным охлаждением и токами нагрузки от десяти до нескольких сотен ампер. Использование принудительной вентиляции позволяет увеличить мощность блока вдвое. Технические характеристики выпрямителей представлены в табл. t007.
Использование импульсных выпрямителей совместно с герметизированными, не требующими ухода, аккумуляторными батареями позволяет реализовывать системы бесперебойного электропитания которые находят широкое применение для питания аппаратуры связи и не требуют обслуживания в течение многих лет эксплуатации. В подтверждение сказанного можно привести тот факт, что представители фирмы Benning были приглашены для ремонта аппаратуры, которая проработала в метрополитене без обслуживания 30 лет.
Подключение выпрямительных устройств в стандартных 19"дюймовых шкафах осуществляется при помощи разъемов. Все модули имеют внутреннюю защиту от повышенного напряжения на входе, перегрева и перенапряжения на выходе. Отображение всех важных эксплуатационных и аварийных параметров позволяет упростить и оптимизировать работу обслуживающего персонала.
Данные выпрямители применяются также для обеспечения питанием в системах наблюдения и сигнализации. В области малых мощностей они находят применение для заряда стартерных батарей дизельных двигателей и газовых турбин.
3.5.2. ТИРИСТОРНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ
Тиристорные выпрямители (рис. p059) охватывают средний и верхний диапазоны мощностей. Именно при высоких выходных напряжениях и больших токах тиристор -- наиболее удачный полупроводник в электротехнике. Управление осуществляется комбинированным транзисторно-тиристорным силовым элементом. Как правило, в выпрямителях применяются мостовые коммутируемые схемы выпрямления.
Тиристорные выпрямители применяются как для непосредственного питания потребителей, так и, одновременно, для подзаряда аккумуляторных батарей в устройствах бесперебойного электропитания. Обеспечение оптимального режима эксплуатации батарей выполняют автоматические устройства, которые осуществляют переключение из режима заряда в режим содержащего заряда, и позволяют избежать газовыделения аккумуляторной батареей и защитить их от глубокого разряда (см. гл. 2).
Для отображения основных функциональных и аварийных параметров предусмотрены устройства контроля и сигнализации которые обеспечивают передачу сообщений на центральный диспетчерский пульт. Такая связь позволяет персоналу центра обслуживания непрерывно наблюдать за работой выпрямителей и регистрировать параметры:
сети переменного тока;
выходного напряжения;
выпрямителя;
батарей.
Электропитание осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В либо 380+15% В и частотой 50+5% Гц. Нестабильность выходного напряжения при изменении параметров сети в указанных пределах не хуже 1% от номинального значения. Нестабильность выходного тока 2%. Пульсации выходного напряжения в диапазоне 0...100% нагрузки не превышают 5%. КПД не хуже 80%. Напряжение помех соответствует VDE 0875 класса "G".
Одна из основных областей применения тиристорных выпрямителей большой мощности -- резервное электропитание электрических станций.
3.5.3. ИНВЕРТОРЫ
Инверторы используются для работы в качестве узлов резервных источников электропитания переменного напряжения 220 В и 380 В, 50 Гц и являются составной частью систем бесперебойного электропитания. Они применяются для питания потребителей переменного тока от первичного источника в виде аккумуляторной батареи или источников электроэнергии, вырабатывающих постоянный ток, в системах передачи электроэнергии постоянного тока. Кроме того, инверторы являются составной частью преобразователей частоты со звеном постоянного тока.
Различают инверторы применяемые для резервного питания аппаратуры малой и средней мощности, работающие от номинального постоянного напряжения 24 В, 48 В и 60 В, мощностью до 2,5 кВА (табл. t010) и инверторы большой мощности, применяемые в промышленности, на электрических станциях, работающие от постоянного напряжения 110 В и 220 В, мощностью до 160 кВА.
В инверторах используются новейшие электронные компоненты наряду с высокочастотным преобразованием, что, в конечном счете, позволяет получить компактную конструкцию, малую массу и высокий коэффициент полезного действия. Наличие специальных схемных решений делает возможной параллельную работу инверторов. При этом могут быть реализованы установки (рис. p025) с уровнем резервирования N+1. Помимо этого, параллельное включение позволяет увеличить суммарную мощность. Таким образом, возможно дооснащение оборудования при необходимости увеличения мощности.
Для повышения надежности работы системы в целом совместно с инвертором применяется электронное переключающее устройство (EUE). EUE позволяет в случае неисправности инвертора подключить нагрузку непосредственно к сети (приоритет инвертора) или переключить питание нагрузки от сети на инвертор (приоритет сети) в случае отключения напряжения.
Инвертор фирмы Benning обеспечивает выходное напряжение 230+5% В, частотой 50+0,1% Гц при изменении напряжения на входе от -15 до +20%. Коэффициент нелинейных искажений на выходе -менее 3% при линейной нагрузке. Уровень радиопомех соответствует европейским нормам EN55022. Кроме того, приборы этого типоразмерного ряда отличаются нормируемой динамикой. При изменении нагрузки от 10% до 100% и обратно в течение примерно 1 мс происходит установление скачков напряжения.
3.5.4. СТАБИЛИЗАТОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Для питания нагрузок, чувствительных к изменениям входного напряжения, применяют стабилизаторы. Как правило, необходимость применения стабилизаторов возникает в системах электропитания с батареями. Напряжение аккумуляторной батареи при разряде изменяется в значительных пределах. Колебания напряжения для многих потребителей являются недопустимыми.
Преобразователи, позволяющие осуществлять широтно-импульсное регулирование на нагрузке, называют широтно-импульсными преобразователями.
Применение широтно-импульсных преобразователей для регулирования и стабилизации напряжения различных потребителей объясняется следующими преимуществами:
высокий КПД;
высокая надежность;
малая чувствительность к изменениям температуры;
малые габариты и масса;
постоянная готовность к работе.
Стабилизаторы напряжения построенные по принципу импульсного преобразования обладают высокими техническими характеристиками и обеспечивают стабильность выходного напряжения +1% при отклонении входного напряжения в диапазоне от -20% до +30%. Номинальное выходное напряжение стабилизаторов, применяемых в связи, 24 В, 48 В и 60 В при токе до 50 А.
Схемное решение позволяет включать параллельно неограниченное количество стабилизаторов работающих на общую нагрузку. Пульсации выходного напряжения составляют менее 2%, КПД не хуже 88% (см. табл. t008). Уровень электромагнитных излучений соответствует европейским нормам EN 55022 класс А.
Применение стабилизаторов напряжения позволяет достичь следующих преимуществ. Напряжение на нагрузке не зависит от напряжения батареи. Полное использование батареи в течение периода от полностью заряженного до разряженного состояния. Благодаря режиму ограничения тока обеспечивается защита от короткого замыкания.
Модульный принцип построения позволяет размещать стабилизаторы в шкафах унифицированного исполнения совместно с другой преобразовательной аппаратурой.
Все устройства контроля и управления фирмы Benning проектируются как самозащищенные, обеспечивая тем самым бесперебойность питания нагрузки. Контроль важных эксплуатационных и аварийных параметров, таких как: перегрузка, неисправность, синхронизация сети, параллельный режим -осуществляется индикацией на передней панели. Существует возможность дистанционной передачи сообщений на центральный диспетчерский пункт.
3.5.5. УПРАВЛЕНИЕ УСТРОЙСТВАМИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
Трудно переоценить значение надежности устройств гарантированного электропитания от которых зависит во многом работоспособность средств связи, компьютерных сетей, средств аварийного электроснабжения. Они используются в операционных, на атомных станциях и т.д. Для обеспечения высокой надежности применяются устройства электропитания использующие резервирование устройств автоматики и защиты. В этих случаях немаловажную роль играет обслуживающий персонал, необходимый для сервисной поддержки устройства электропитания (поддержания устройства электропитания в работоспособном состоянии). Сервисное обслуживание может осуществляться и дистанционно.
Для дистанционного наблюдения за работоспособностью средств электропитания, применяемых в телекоммуникационной технике, служат системы управления и наблюдения размещаемые на централизованных диспетчерских пунктах. Система управления и наблюдения через телефонную сеть позволяет контролировать состояние устройств электропитания и управлять ими в эксплуатационных и аварийных режимах. Этим обеспечивается оптимальное использование обслуживающего персонала. Пример такой системы -- MCU-2000 фирмы Benning (рис. p055).