Распределительных устройств назначение: Распределительное устройство (РУ) — Что такое Распределительное устройство (РУ)?

Распределительные устройства: виды и основные функции

Время прочтения: 10 минут

Для передачи электроэнергии от источника потребителям (высоковольтным и низковольтным) используются распределительные устройства. Применение отдельного вида зависит от класса напряжения, характеристик самой сети, количества и типа потребителей.

Виды распределительных устройств:

• Камеры сборные (КСО)
• Комплектные распределительные устройства (КРУ)
• Пункты коммерческого учета
• Комплектные трансформаторные подстанции (КТП)
• Пункты автоматического регулирования напряжения
• Панели распределительных щитов (ЩО)
• Шкафы распределительные низковольтные
• Шкафы учета электроэнергии наружной установки для коттеджей.
• Устройства контроля напряжения.

Камеры КСО устанавливаются в распределительных устройствах 6 (10) кВ закрытых трансформаторных подстанций. Применяются для электроснабжения объектов промышленности, сельского хозяйства, административных и жилых помещений.

КРУ рассчитаны для внутренней установки. Могут быть выполнены с односторонним и двухсторонним обслуживанием. Предназначены для питания электрических подстанций и потребителей.

Пункты коммерческого учета разработаны для контроля потребления электроэнергии по высокой стороне. Фиксируют расход электричества в прямом и обратном направлении. Могут быть включены в АСКУЭ.

Пункты автоматического регулирования напряжения выполняют ряд функций:

• Повышают качество электроэнергии.
• Устраняют нессиметрию напряжения, автоматически поддерживают физическую величину в заданном диапазоне.
• Передача электрической энергии на большие расстояния.

Комплектные трансформаторные подстанции

Комплектные распределительные устройства КРУ

Камеры КСО

Панели ЩО – распределительные устройства, предназначенные для установки в электрических щитах 0,38 кВ.

Шкафы распределительные низковольтные типа ШРНН устанавливаются в распределительные устройства 0,38 кВ. Устанавливаются для приема и передачи электроэнергии бытовым потребителям, административных зданий и объектов промышленности, защиты линий от КЗ.

Шкафы учета и распределения электрической энергии для коттеджей изготовляются наружного исполнения, устойчивыми к механическим воздействиям и негативным климатическим условиям. Подходят для установки всех типов счетчиков и модульного оборудования.

Коттеджные шкафы предназначены для:

• защиты потребительских линий от перегрузки и токов КЗ;
• учета и передачи электроэнергии;
• защиты от токов утечки.

Устройства контроля напряжения рассчитаны для электросетей 6-10 кВ. В схему включены датчики и блок индикаторов напряжения. Установка предполагается внутри электроустановки.

Возврат к списку

Распределительные устройства(РУ): классификация и назначение

Доставка электрической энергии к потребителям требует организации и устройства соответствующей материально-технической базы, важнейшими элементами которой выступают распределительные устройства. Рассмотрим основные разновидности распределительных устройств, их назначение и характеристики, порядок подключения и требования.

Содержание

1. Назначение распределительных устройств
2. Классификация
3. РУ до 1 кВ
4. Высоковольтное оборудование

Назначение распределительных устройств

Распределительными устройствами называют электроустановки, принимающие и распределяющие электроэнергию в ходе доставки её к потребителям. Кроме доставки энергии по назначению, РУ служат для подачи напряжения соответствующих характеристик на оборудование электроустановок и коммутационных систем.

Классификация

Различают несколько классификаций РУ по различным особенностям. Распределительные устройства, в зависимости от условий эксплуатации бывают(чтобы увеличить схему  кликните по ней):

• открытого типа (ОРУ) – оборудование, расположенное вне зданий или других укрытий. Такие устройства отличаются удобством проверки исправности, простотой расположения и внесения изменений, но занимают большое пространство и требуют повышенной защиты от неблагоприятного воздействия атмосферных и климатических факторов;

  ОРУ

• закрытого типа (ЗРУ) – размещаются в защищённых объектах и занимают намного меньше места. Недостаток – сложность в обслуживании в связи с большей компактностью размещения. Характерны для условий промышленного предприятия или города.

  ЗРУ

Видео про ОРУ:

Указанные РУ могут различаться по следующим критериям:

• способу разделения – в виде отдельных секций или с шинными системами. Шинные системы могут переключать потребителей от одной секции к другой. Если выполняются отдельные секции, потребитель подключается персонально;
• схеме подключения устройств – кольцевым и радиальным способом. При кольцевой схеме один объект подключается к нескольким выключателям. Если устраивается радиальная схема – потребители питаются посредством разъединителей сборных шин с помощью одного выключателя. Радиальный способ более простой, а кольцевой – надёжнее и практичнее для обеспечения работы электрооборудования;
• присутствия обходных элементов – данная система позволяет производить ремонт оборудования без отключения абонентов.

В дополнение к перечисленным разновидностям используется элегазовое оборудование, предусматривающее помещение установок внутрь пространства, заполненного специальным составом с высокими свойствами безопасности.

Конструкция – КРУ

Также применяются комплектные распределительные устройства (КРУ), состоящие из типовых модулей, помещённых в шкафы. Такие элементы содержат необходимые предохранительные блоки, выключатели и другие составляющие и поставляются в готовом виде, не требующем комплектации. Если устройство предполагает наружную установку, его называют КРУН. Такой модуль предусматривает наличие соответствующей защиты.

КРУН

Видео про КРУ:

В зависимости от класса напряжения, параметров сети, численного состава абонентов, предусмотрено наличие следующих распределительных устройств:

• сборных камер;
• комплектных распределительных устройств;
• пунктов по ведению коммерческого учёта;
• комплектных трансформаторных подстанций;
• пунктов по автоматическому регулированию напряжения;
• панелей щитов распределения;
• распределительных низковольтных щитков;
• шкафов по учёту электрической энергии наружного размещения для частных домов;
• устройств по контролю параметров.

Детальнее об особенностях РУ по характеристикам напряжения.

Подробнее про РУ можете найти в этой книге(про РУ со страницы 392):Открыть книгу

РУ до 1 кВ

Указанные элементы комплектуют и размещают в специальных шкафах или щитках. Их назначение может предусматривать передачу энергии потребителям или запитку собственного оборудования.

Кроме основных систем, такие модули могут снабжаться дополнительными устройствами:

• токовыми трансформаторами и приборами учёта электрической энергии;
• индикационными цепями и сигнализаторами положения коммутационных переключателей;
• измерительными блоками для определения технических характеристик цепей;
• сигнализационными и защитными устройствами от замыканий на землю;
• аппаратами автоматического включения резервных цепей;
• дистанционными системами управления.

Низковольтные распределительные устройства могут включать модули с постоянным током, распределяющие напряжение от источников питания к оборудованию и потребителям.

Высоковольтное оборудование

Данные системы рассчитаны на работу элементов в условиях напряжения выше 1 кВ.

РУ могут комплектоваться в шкафах, разделённых на отдельные отсеки с токовыми трансформаторами, отходящими кабелями, сборными шинами, выкатной частью и отсеками вторичных цепей.

Отдельные отсеки надёжно изолируются, для обеспечения безопасности эксплуатации. В выкатных модулях, учитывая назначение, размещаются выключатели, трансформаторы напряжения, разрядники, трансформаторы собственных потребностей.

Расположение выдвижного элемента может предусматривать нахождение в рабочем, контрольном (разобщённом) или ремонтном положении. Если аппарат в работе, замыкаются главные и вспомогательные схемы. Для контрольного положения характерно разомкнутое состояние главных и замкнутое – вспомогательных цепей. При ремонтном положении обе цепи размыкаются, а выдвижной элемент располагается за пределами шкафа.

Шины токоведущих элементов выполняются из алюминия или сплавов на его основе. При применении токов большой величины используются медные элементы, а если значение номинального электротока в пределах 200 А – из стали.

Безопасность работы оборудования обеспечивается за счёт соответствующих блокирующих систем. Применяются шторки и ограждения, закрывающие выкаченный выдвижной элемент и не допускающий возможность включения оборудования в таком состоянии.

Грамотное использование и комплектация распределительных устройств обеспечивает надёжную подачу энергии потребителям в заданных параметрах и безопасность эксплуатации энергетического оборудования.

Все, что вам нужно знать о распределительных устройствах — что это такое, как оно работает и типы

Электричество / 19 декабря 2018 г. 1 марта 2021 г.

Комбинация цепи или предохранителей, электрических разъединителей или прерывателей, используемых для изоляции, защиты и управления электрическим оборудованием или механизмами от неисправного состояния, обычно называется распределительным устройством.

Ниже перечислены некоторые примеры распределительных устройств:

• Предохранители,
• Выключатели
• Реле
• Изолятор
• Автоматический выключатель
• Трансформатор напряжения и тока
• Устройство индикации
• Грозозащитный разрядник

Давайте обсудим, что такое распределительное устройство, как оно работает и какие бывают виды.

Что такое распределительное устройство?

Системы распределительных устройств подключаются к системе электроснабжения.

Устанавливается как на низком, так и на высоком напряжении силового трансформатора. Он используется для обесточивания оборудования для обслуживания и тестирования с целью устранения неисправности. Каждый раз, когда в энергосистеме происходит неисправность или отказ (например, короткое замыкание), через электрооборудование проходит сильный ток, огромный ущерб аппаратуре и перебои в подаче электроэнергии потребителю.

В ходе штатной эксплуатации распределительное устройство позволяет включать и выключать распределительные устройства, линии электропередач, генераторы и другое электрическое оборудование.

Как работает распределительное устройство?

Автоматическое защитное распределительное устройство в основном включает автоматический выключатель и реле.

Реле срабатывает при возникновении неисправности и обычно замыкает цепь отключения, которая автоматически отключает неисправную линию. После этого оперативная и исправная секция работает с нормальной и необходимой питающей нагрузкой. А значит, нет повреждений аппаратуры и перебоев с подачей.

При возникновении какой-либо неисправности или дефекта в энергосистеме все электрические устройства уязвимы для сильного тока, что означает, что устройство может быть повреждено, а также нарушено электроснабжение.

Типы распределительных устройств

Высоковольтные распределительные устройства: Высоковольтные распределительные устройства

Энергосистема контролирует напряжение свыше 36 кВ, известное как высокое напряжение.

Поскольку напряжение обычно высокое, искрение, возникающее во время операции переключения, также высокое.

Поэтому при изготовлении распределительных устройств высокого напряжения уделяется особое внимание. Высоковольтный автоматический выключатель на самом деле является основной частью высоковольтного распределительного устройства, поэтому высоковольтный автоматический выключатель должен иметь специальные функции для надежной и безопасной работы.

LV: Распределительное устройство низкого напряжения

В большинстве случаев распределительное устройство, рассчитанное на напряжение до 1 кВ, принято называть распределительным устройством низкого напряжения.

Термин «Распределительное устройство низкого напряжения» включает низковольтные выключатели, автоматические выключатели утечки на землю, предохранители HRC, разгрузочные электрические изоляторы, автоматические выключатели в литом корпусе (MCCB) и миниатюрные автоматические выключатели (MCB).

MV: распределительные устройства среднего напряжения

Системы распределительных устройств от трех кВ до тридцати шести кВ классифицируются как распределительные устройства среднего напряжения или распределительные устройства среднего напряжения.

Большинство этих распределительных устройств бывают нескольких типов. Обычно они бывают наружного типа с металлическим корпусом, внутреннего типа с металлическим корпусом, внутреннего или наружного типа без металлического корпуса и так далее.

Канал отключения данного распределительного устройства вакуумный, элегазовый и масляный. Основной обязанностью энергосистемы среднего напряжения является отключение сильного тока в аварийной ситуации, независимо от того, какой тип выключателя используется в системе распределительного устройства среднего напряжения.

Если вам нужно модернизировать существующее распределительное устройство или установить новое распределительное устройство, Energy Solutions может помочь.

Узнайте больше о нашей услуге обновления или свяжитесь с нами сегодня.

Для получения дополнительной информации об этом сообщении и о том, как Energy Solutions может помочь с электричеством, газом или водой, щелкните ссылки или ознакомьтесь с контактной информацией внизу страницы.

Назад к основам: распределительные устройства, трансформаторы и ИБП | Консалтинг — инженер-специалист | Консалтинг

Цели обучения

• Узнать об основах конструкции и эксплуатации распределительных устройств, трансформаторов и источников бесперебойного питания.
• Понимать основные области применения этого оборудования.
• Знайте наиболее важные коды, стандарты и рейтинги, применимые к каждому из них.

Понимание работы, конструкции и применения распределительных устройств, трансформаторов и источников бесперебойного питания важно для проектировщиков, проектировщиков, владельцев объектов и руководителей строительства, которые могут быть призваны принимать решения о проектировании, бюджете проекта и доступном пространстве. .

Распределительное устройство

Распределительное устройство представляет собой электрораспределительное оборудование: оно принимает питание от источника, направляет его на несколько выходов и обеспечивает защиту от перегрузки по току и функции управления. Из типов распределительного оборудования, описанных в NFPA 70: Статья 408 Национального электротехнического кодекса: Распределительные щиты, распределительные устройства и щиты, распределительные устройства, как правило, имеют самую прочную конструкцию, самые большие и самые дорогие. Обычно он применяется в объектах с высокой надежностью, таких как больницы или центры обработки данных, где непрерывность питания имеет решающее значение для эффективной работы.

Распределительные устройства доступны в широком диапазоне номинальных напряжений от менее 1000 вольт до более чем 200 киловольт. Распределительные устройства среднего напряжения, рассчитанные на напряжение свыше 1000 вольт, изготавливаются в различных конфигурациях. Узлы доступны для установки на внешней площадке, в хранилище или в специальных отдельно стоящих металлических зданиях с воздухом, газом, вакуумом или маслом в качестве изолирующей среды. Это обсуждение будет сосредоточено на внутренних низковольтных распределительных устройствах.

Альтернативой распределительному устройству является конструкция распределительного щита. Распределительные щиты обычно требуют меньше места и дешевле. Оба обычно состоят из нескольких вертикальных секций. Каждая секция заключена в листовой металл, с отверстиями спереди для устройств защиты от перегрузки по току, контрольно-измерительного оборудования и устройств управления. Секция может содержать главное устройство максимальной токовой защиты, приборы учета, системы автоматического управления и контроля, устройства максимальной токовой защиты распределительных фидеров или комбинацию этих или другого оборудования, характерного для установки. Защита от перегрузки по току обычно осуществляется с помощью автоматических выключателей, реже с помощью выключателей с предохранителями.

Распределительное устройство низкого напряжения изготовлено в соответствии со стандартом UL 1558: Стандарт для распределительного устройства с силовым автоматическим выключателем низкого напряжения в металлическом корпусе. Распределительные щиты изготавливаются в соответствии со стандартом UL 891: Распределительные щиты. UL 1558 включает ряд требований, повышающих надежность, долговечность и ремонтопригодность по сравнению с UL 891.

Выключатели распределительных устройств обычно устанавливаются в четыре ряда в вертикальной секции, отдельно монтируемые. Каждый автоматический выключатель отделен прочными перегородками от других выключателей и от остальной сборки. В типичном распределительном устройстве горизонтальные и вертикальные шины заключены в шинный отсек позади отсеков выключателя, и этот шинный отсек изолирован от остальной части узла с помощью изолирующих барьеров.

Наконец, кабельные соединения находятся в заднем отсеке, который изолирован от отсека шины изолирующим барьером. Эти разделения и барьеры, предписанные UL 1558, предназначены для повышения надежности и ремонтопригодности распределительного устройства за счет ограничения возможности контакта между проводниками, прикрепленными к соседним выключателям, во время установки или обслуживания, а также для сведения к минимуму любого повреждения соседних компонентов в случае дугового разряда. неисправность должна развиться. Распределительные щиты согласно UL 891, не требуется обеспечивать одинаковый уровень изоляции между компонентами.

Автоматические выключатели, установленные в распределительных устройствах низкого напряжения, должны соответствовать UL 1066: Стандарт для низковольтных автоматических выключателей переменного и постоянного тока, используемых в шкафах. Этот стандарт требует, чтобы автоматические выключатели выдерживали 30 циклов, описывая уровень тока короткого замыкания, который они могут выдержать в течение 0,5 секунды без повреждений. Таким образом, функция мгновенного отключения может быть отложена, чтобы позволить нижестоящим выключателям устранить неисправность без отключения выключателя распределительного устройства, что облегчает избирательную координацию.

Стандарт распределительных щитов позволяет использовать выключатели, соответствующие UL 489: автоматические выключатели в литом корпусе, выключатели в литом корпусе и корпуса автоматических выключателей. Выключатели, изготовленные в соответствии с этим стандартом, должны выдерживать только 3 цикла, 0,05 секунды. Для этих выключателей функция мгновенного отключения не может быть отложена для облегчения выборочной координации. Допускается также использование выключателей с плавкими предохранителями. Применимым стандартом для закрытых выключателей является NEMA KS1: Закрытые и глухие выключатели для тяжелых условий эксплуатации.

Характеристики распределительного устройства включают:

• Уровень изоляции.
• Максимальный длительный ток.
• Максимальное напряжение.
• Частота сети.
• Выдерживаемый ток короткого замыкания.
• Кратковременно выдерживаемый ток.

В типичной установке распределительное устройство низкого напряжения подключается к вторичной обмотке силового трансформатора — либо служебного, либо промышленного трансформатора. Там, где используется среднее напряжение, силовой трансформатор может быть тесно соединен с распределительным устройством, при этом две сборки должны быть соединены болтами, образуя единый блок. Полученная сборка называется «блочной подстанцией». Распределительные выключатели распределительного устройства, как правило, служат для питания больших объектов, таких как чиллеры, большие трансформаторы или большие ИБП, или другого распределительного оборудования, такого как распределительные щиты, центры управления двигателями, щиты или, реже, другие узлы распределительного устройства.

Распределительное устройство имеет определенные преимущества перед распределительной конструкцией с точки зрения надежности и ремонтопригодности. Решение о том, какую систему использовать в конкретном проекте, будет зависеть от множества факторов. Конструкция распределительного щита требует значительно меньших габаритов для обеспечения тех же функций распределения и защиты, поэтому доступное пространство будет влиять на выбор. Распределительное устройство значительно дороже, со снижением затрат порядка 60–100 %, поэтому ограниченный бюджет проекта приведет к смещению решения в пользу конструкции распределительного щита. А в проектах, где избирательная координация затруднена, особенно в аварийной системе, где требуется строгая координация в соответствии со статьей 700.28 NEC, необходимым решением может быть распределительное устройство.

Трансформаторы

Трансформатор представляет собой электромагнитное устройство переменного тока, которое под действием магнитного поля перемещает энергию от одной или нескольких первичных цепей к одной или нескольким вторичным цепям. Первичные и вторичные цепи вторичных цепей обычно работают при разных напряжениях и токах, причем соотношение между ними определяется характеристиками трансформатора. Требования к трансформаторам описаны в Статье 450 NEC.

Трансформаторы повсеместно используются в современной жизни, с различными характеристиками, номиналами и областями применения. Что касается мощностей, то электроэнергетические компании используют большие силовые трансформаторы для подключения систем передачи, работающих при разных напряжениях. На малом конце крошечные сигнальные трансформаторы используются для подключения коммуникационного оборудования к системам Ethernet, а микроскопические трансформаторы даже печатаются в интегральных схемах. Трансформаторы, используемые в распределительных сетях, находятся между этими крайностями.

Трансформатор работает по принципу магнитной индукции, электромагнитному принципу, который гласит, что напряжение возникает на проводнике в присутствии изменяющегося магнитного поля. Магнитная индукция была открыта и измерена в 1990-135-м -м веке учеными, чей вклад был настолько значителен, что их имена были связаны с электрическими единицами измерения и законами физики. Тщательное рассмотрение магнитной индукции потребовало бы во много раз большего объема доступного здесь места, поэтому в этом обсуждении работы трансформатора оно будет рассмотрено качественно.

В элементарной реализации простой трансформатор может состоять из железного кольца, называемого «сердечником», с одной первичной и одной вторичной обмотками, каждая из которых образует несколько витков вокруг кольца, называемых «катушками», как показано на рисунке 1. Когда первичная обмотка питается переменным током, первичная катушка создает магнитное поле, которое изменяется по величине и направлению в зависимости от входной мощности.

Теоретически это магнитное поле существует во всем пространстве, но магнитные характеристики железного сердечника концентрируют почти все магнитное поле внутри корпуса кольца, где оно проходит через первичную и вторичную обмотки. Изменяющееся во времени магнитное поле, проходящее через вторичную катушку, индуцирует напряжение на этих катушках за счет магнитной индукции. Отношение количества первичных витков к количеству вторичных витков называется «коэффициентом витков», где витки относятся к виткам провода вокруг сердечника. В конце концов, вторичное напряжение равно первичному напряжению, деленному на коэффициент витков.

Реальные трансформеры намного сложнее, чем наивная реализация, описанная здесь. Например, большинство трансформаторов, установленных на объектах, представляют собой трехфазные блоки, геометрия сердечника которых должна включать три первичных и три вторичных катушки. Трансформаторы часто снабжены ответвлениями на вторичной обмотке — дополнительными точками подключения, выходное напряжение которых немного выше или ниже номинального напряжения, для использования в приложениях, где постоянно возникают напряжения ниже или выше нормального из-за загрузки системы, уровней сетевого напряжения или для другие причины. Сердечники трансформаторов обычно изготавливаются из листов специальной стали, соединенных между собой изолирующим клеем, а не из цельного железа или стали, для уменьшения магнитно-индуцированных токов, которые циркулируют в сердечнике во время работы. Типичный промышленный трансформатор монтируется внутри металлического корпуса, обычно с отверстиями для вентиляции.

Между первичной и вторичной обмотками трансформатора отсутствует токопроводящее соединение. Магнитное взаимодействие между катушками приводит к тому, что напряжение между вторичными проводниками достигает определенного значения, но напряжение между любым проводником и его окружением теоретически не определено. В большинстве систем один из вторичных проводников должен быть намеренно соединен с землей, чтобы напряжение на вторичной обмотке не отклонялось слишком далеко от потенциала земли. Исключением из этого правила являются системы, которые должны быть устойчивы к одиночному замыканию на землю, например изолированные системы питания в медицинских учреждениях.

Номинальные характеристики трансформатора включают:

• Мощность, обычно выражаемая в киловольт-амперах, максимальная полная мощность, которую трансформатор может подавать на свои нагрузки.
• Первичное напряжение или линейное напряжение — рабочее напряжение первичной обмотки.
• Вторичное напряжение или напряжение нагрузки — рабочее напряжение вторичной обмотки.
• Превышение температуры, обычно выражаемое в градусах Цельсия — разница между температурой обмоток трансформатора и температурой окружающей среды, когда трансформатор работает с полной нагрузкой.

Другими характеристиками трансформаторов, которые обычно указываются в спецификациях, являются количество фаз, количество ответвлений трансформатора и расстояние между ними, характеристики корпуса, изоляционная среда, импеданс и эффективность.

Трансформаторы не на 100% эффективны. Хотя большая часть входной мощности подается на вторичные клеммы, часть теряется в виде тепла. Эти потери можно охарактеризовать как потери под нагрузкой, в первую очередь за счет сопротивления проводников катушки, и потери холостого хода, в первую очередь за счет магнитных эффектов внутри и снаружи сердечника. Эти два типа потерь взаимозависимы в том смысле, что сокращение одного типа потерь может привести к увеличению другого.

Например, потери нагрузки могут быть уменьшены путем изготовления катушек из более крупного провода, что уменьшит их последовательное сопротивление. Однако более крупные проводники будут размещать внешние слои дальше от сердечника, снижая эффективность магнитной связи между катушкой и сердечником и увеличивая потери холостого хода. Для большинства трансформаторов правила Министерства энергетики описывают требуемые уровни эффективности и указывают, что эффективность трансформатора будет оптимизирована при уровне нагрузки, равном или близком к 35%. Эти правила обычно определяют, какие компромиссы между потерями под нагрузкой и потерями без нагрузки допустимы.

Источники бесперебойного питания

ИБП — это электрическая сборка, предназначенная для непрерывного обеспечения почти идеальной мощности переменного тока с почти 100% надежностью. ИБП обычно используется для поддержки электрических нагрузок, которые имеют решающее значение для бизнеса, проводимого на объекте. ИБП доступны в виде очень маленьких настольных блоков для питания нагрузок в сотни вольт-ампер, для очень крупных корпоративных систем мощностью в тысячи киловатт.

Функция ИБП заключается в обеспечении высококачественным питанием своей нагрузки, когда основной источник питания, обычно электроэнергетическая компания, выходит из строя или выходит из строя. ИБП поддерживает питание своей нагрузки во время отключений электроэнергии, понижений напряжения, провалов и скачков напряжения, потери одной фазы и других нарушений в системе, защищая как от потери питания, так и от повреждений.

Все ИБП содержат систему накопления энергии, чаще всего в виде химических батарей (свинцово-кислотных, никель-кадмиевых, литий-ионных). При сбое входного питания ИБП получает энергию от своих батарей, преобразует ее в переменный ток и подает на нагрузку. Широко используется ряд схем обеспечения замещающего питания, называемых «топологиями».

ИБП с «двойным преобразованием», также называемый онлайн-ИБП, непрерывно преобразует входящий переменный ток в постоянный с помощью внутреннего выпрямителя. Полученная мощность постоянного тока используется для выработки мощности переменного тока для нагрузки с использованием внутреннего инвертора и для поддержания заряда аккумуляторов системы. В случае нарушения подачи переменного тока батареи обеспечивают питание шины постоянного тока, а преобразование в переменный ток и подача на нагрузку продолжаются без перерыва.

Термин «двойное преобразование» относится к тому факту, что ИБП непрерывно преобразует переменный ток в постоянный, а затем снова преобразует этот постоянный ток в переменный. При такой схеме качество выходного переменного тока не зависит от качества входной мощности, так как выходное напряжение формируется независимо от шины постоянного тока. Поскольку преобразование является непрерывным, нет необходимости в обнаружении нарушений входной мощности для защиты нагрузки. Эта топология считается очень надежной. Кроме того, как правило, более дорогой и менее эффективный, чем альтернативы.

Поскольку ИБП с двойным преобразованием постоянно генерирует выходной переменный ток, сбой внутри ИБП может поставить под угрозу непрерывность подачи питания на критическую нагрузку. Чтобы устранить эту уязвимость, эти устройства обычно включают в себя статический переключатель — высокоскоростной электронный переключатель, подключенный между входом и выходом, — который подключает входную мощность непосредственно к нагрузке. ИБП контролирует свою собственную выходную мощность и, если выходная мощность выходит за допустимые пределы, ИБП замыкает статический выключатель и отключается от нагрузки.

ИБП «простого преобразования» или «резервный» непрерывно передает свою входную мощность непосредственно на нагрузку, пока входная мощность приемлема. ИБП контролирует входное питание на наличие помех и, в случае их появления, отключает входное питание и начинает обслуживать нагрузку от своих аккумуляторов через свой инвертор. Этот процесс требует задержки между входной помехой и началом замены мощности для обнаружения, повторной настройки системы и запуска инвертора. Таким образом, резервный ИБП применим к нагрузкам с более высокой устойчивостью к системным помехам. Эта топология считается менее надежной, чем двойное преобразование. Однако он более эффективен, поскольку при нормальной работе не имеет потерь в своем выпрямителе или инверторе.

Номинальные значения для систем бесперебойного питания включают:

• Время работы при полной нагрузке — зависит от емкости аккумулятора.
• Входное напряжение.
• Максимальная выходная полная мощность, выраженная в вольт-амперах.
• Максимальная выходная мощность, выраженная в ваттах.
• Выходные напряжения.

Размер ИБП обычно рассчитан примерно на 125 % ожидаемой максимальной нагрузки, рассчитанной на весь его жизненный цикл. Для приложений центров обработки данных требуются оценки агрессивного роста нагрузки, которые иногда не реализуются, приводя к избыточным мощностям. Чтобы решить эту проблему, некоторые системы доступны с модульными блоками питания и батареями с возможностью «горячей» замены, что позволяет увеличивать емкость и время работы по мере увеличения нагрузки.

ИБП требуют планового обслуживания и, как и все остальное, иногда выходят из строя. Для некоторых систем обходной байпас для обслуживания, подключающий нагрузку напрямую к электросети, является адекватным условием для проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту. Более чувствительные системы потребуют определенного уровня резервирования. Устройства могут быть подключены параллельно или последовательно для обеспечения резервной мощности, связи и мониторинга между резервными устройствами.

Есть ли у вас опыт и знания по темам, упомянутым в этом содержании? Вам следует подумать о том, чтобы внести свой вклад в нашу редакционную команду CFE Media и получить признание, которого вы и ваша компания заслуживаете.