Шарипов А.А. Система электроснабжения повышенной надежности для медицинских учреждений (Система электроснабжения повышенной надежности для медицинских учреждений), страница 3

1.2.1В зависимости от модели ИБП инвертор формирует напряжениеразличной формы. Схемы инверторов позволяют формировать напряжение,близкое к синусоидальной форме путем аппроксимации ступенями. Следуетотметить, что устройства типа off-line и line-interactive в основном относятсяк маломощным ИБП.ИБП типа on-line постоянно питают нагрузку и не имеют временипереключения. Устройства такого типа также обеспечивают качественноеэлектроснабжение при искажениях напряжения в входной сети и позволяютосуществлять фильтрацию достаточно широкого класса помех.Существуют четыре группы on-line ИБП:- с одиночным преобразованием;- с дельта-преобразованием;- феррорезонансные ИБП;- с двойным преобразованием.Устройства с одиночным преобразованием в настоящее времяприменяются крайне редко. Такие ИБП имеют высокий КПД, но потребляютсущественные реактивные токи, что приводит к значительным помехам впитающей электрической сети.Устройства с принципом дельта преобразования основаны наприменении дельта-трансформатора, который работает как магнитныйусилитель.

В таких ИБП применяют два постоянно работающих инвертора.Один служит для управления дельта-трансформатором, а второй инвертор,который определяет мощность ИБП, формирует выходную синусоиду14напряжения, а также питает нагрузки от аккумуляторных батарей при работеустройства в автономном режиме.На рисунке 1.2.2 приведена структура ИБП с дельта-преобразованием.Рис.

1.2.2Диапазон мощностей таких ИБП составляет от 10 до 500 КВА.Феррорезонансные ИБП построены на основе эффекта феррорезонанса,который широко применяется в простых стабилизаторах напряжения. Вслучае потери входного питания феррорезонансный трансформаторобеспечивает нагрузку выходным питанием за счет энергии, накопленной вего магнитной системе. Этого интервала времени уже достаточно для запускаинвертора, который за счет аккумуляторной батареи будет продолжатьподдерживать нагрузку.

Устройства этого типа обеспечивают высокийуровень защиты от высоковольтных выбросов. Однако из-за больших весогабаритных параметров такие ИБП не получили широкого распространения.Предел мощности феррорезонансных ИБП составляет 18-20 КВА.Наиболее широко распространен тип ИБП двойного преобразования,структура которого приведена на рисунке 1.2.3.Рис. 1.2.315В устройствах этого типа вся потребляемая энергия поступает навыпрямитель и преобразуется в энергию постоянного тока.Обязательным элементом ИБП двойного преобразователя являетсябайпас – модуль обходного пути, который предназначен длянепосредственной связи входа и выхода ИБП, минуя схему резервированияпитания. Байпас позволяет осуществлять следующие функции:- включение и выключение ИБП при проведении сервисных работ;- перевод нагрузки с инвертора на непосредственно на питающую сеть привозникновении перегрузок;- перевод нагрузки с инвертора на питающую сеть при удовлетворительномкачестве напряжения в ней с целью снижения потерь.Технология двойного преобразования отработана и успешноприменяется десятки лет, однако имеет принципиальные недостатки:- ИБП является причиной гармонических искажений напряжения в питающейцепи и, таким образом, - потенциальной причиной нарушения работыдругого оборудования;- ИБП имеет значительные потери при преобразовании в энергиюпостоянного тока, а затем опять в энергию переменного тока (до 10-15%).Первый недостаток компенсируется применением входных фильтров ивыпрямителей, построенных по более сложной схеме.

Однако, второйнедостаток принципиально не устраним.Время автономной работы ИБП всех типов определяется емкостьюподключенных батарей. При сроке автономной работы в несколько часоваккумуляторы необходимой емкости в разы превышают габариты ИБП.Поэтому их располагают в специальном (аккумуляторном) шкафу, либо настеллажах в отдельном помещении (с температурой не более 20 градусов).Типовой срок службы батарей (при температуре 20 градусов) 5-10 лет.161.3 Автономные двигатель-генераторные установки (ДГУ)ДГУ состоит из двух блоков – генератор электрического тока идвигатель внутреннего сгорания (дизельный, бензиновый и прочее), которыйи приводит в движение генератор. Обычно они бывают смонтированы наобщей раме.

Сюда же входит комплект вспомогательного оборудования,который обеспечивает работу дизель генераторной установки, обеспечиваятакже общий контроль над процессом выработки электроэнергии [11].ДГУ обычно различаются режимом применения – постоянный (там, гдеотсутствует стационарное снабжение электроэнергией) или аварийный.Если установка работает в стационарном режиме, то необходимпостоянный контроль за ее текущим состоянием: число оборотов двигателя,давление масла, температура охлаждающей жидкости.Аварийная двигатель-генераторная установка предназначается длявременного устранения последствий внезапного отключения стационарногоэлектроснабжения: авария, резкая перегрузка сети.Время работы ДГУ определяется емкостью топливного бака итехническим циклом. Таким образом, при необходимости генератор можетбесперебойно обеспечивать электроснабжение объекта в течение несколькихсуток.

В то же время генератор требует специальное помещение (контейнер),систему вентиляции, систему подогрева масла в картере, трубу для отводавыхлопа и пожарную сигнализацию.Для длительного срока автономии необходим дополнительныйтопливный бак, так как заправка ДГУ во время работы категорическизапрещена по нормам пожарной безопасности.Важной особенностью является минимально-необходимая нагрузкагенератора.

Как правило, производители требуют наличие нагрузки не менее30% от номинальной. ДГУ большинства производителей не имеют вконструкции защитных автоматов, рубильников с плавкими вставками иисполнительного контактора. Таким образом, 60-ти секундную задержку,17подключение и отключение линии ДГУ необходимо проектировать в панелиавтоматики генератора, либо в щите АВР [10].Современные ДГУ могут работать до 24 часов подряд бездополнительной технической поддержки. Продолжительность непрерывногофункционирования передвижных дизель-генераторных установок (в случаеотсутствии дополнительного технического обслуживания) обычнорассчитывается исходя из длительности рабочей смены – 12 часов.На рисунке 1.3.1 приведен внешний вид типовой дизель-генераторнойустановки.Рис.

1.3.1ДГУ допускает также и перегрузку по мощности – не более, чем на10% выше номинальной, и только в течение 1 часа. Кроме того, междупериодами перегрузок необходим перерыв, чтобы вся система охладилась донормальной рабочей температуры.ДГУ в комплекте со щитами автоматики обеспечивает выполнениеследующих операций:- автоматический запуск по внешнему импульсу;- автоматическое выполнение предпусковой операции прокачки масла;- автоматическую подготовку к приему нагрузки;- автоматический прием нагрузки;18- автоматическую промывку турбокомпрессора дизеля по внешнемуимпульсу;- автоматическую остановку по внешнему импульсу с выполнением всехостановочных процедур.Схема электроснабжения с использованием ДГУ имеет ряднедостатков, таких как: значительное время переключения, обусловленноедлительностью запуска установки; необходимость дополнительноготопливного бака при длительной работе; периодическое включение ДГУ приего использовании как аварийного источника (один раз в 3-4 месяца) с цельюсервисного обслуживания и подтверждения надежности запуска.2 Структура и алгоритмы функционирования событийно-управляемойсистемы электроснабжения объектом общего назначения.Ответственность систем, обеспечивающих питание электрическойэнергией различных потребителей, обуславливает необходимостьподдержания необходимых показателей надежности снабженияэлектроснабжения [12].

Поэтому обслуживание снабжающих установокстроится на следующих принципах:- обеспечение бесперебойной работы генераторов, сетей и сопутствующихкомпонентов электроснабжения, что является одной из первостепенныхоценок ее качества, как и ремонтопригодность с долговечностью;- стабильность выполнения плана по выработке электроэнергии ипоследующего ее распределения с охватом требуемых максимумов понагрузкам потребителей;- сохранение качества энергии, поставляемой приемникам, которое должнасоответствовать запросам питающего электрооборудования по частоте инапряжению.Чтобы достигались оптимальные условия работы, системаэлектроснабжения обычно контролируется диспетчерскими пультами (АСУ),19а в настоящее время, все чаще, полностью системами автоматическогоуправления (САУ).

Последние, в свою очередь, обеспечиваютсяинструментами, за счет которых осуществляются контроль, настройка,управление источниками электропитания внутренней сети и подключения ввнешним источникам питания в полностью автоматическом режиме.В данном разделе рассматриваются вопросы, связанные с анализомосновных отказов и сбоев в электроснабжении, а также с методами иаппаратными средствами, позволяющими компенсировать такие ситуации вработе системы электроснабжения объекта с электроприемниками 1-ойкатегории и 1-ой особой группы надежности.2.1 Классификация отказов и сбоев электропитания.Различают два вида отказов:- отказ в работоспособности объекта;- отказ в электроснабжении, то есть отказ функционирования в снабженииэлектрической энергией внешними источниками.Возникновение отказа работоспособности объекта не всегда влечет засобой отказ в электроснабжении и, наоборот, отказ в электроснабжениипотребителя не всегда вызывается отказом работоспособности объекта.Разделение отказов на полные и частичные отражает то, что системаэлектроснабжения объекта представляет собой совокупность компонент сизменяющимся уровнем эффективности функционирования.Например, отказ внешних источников питания, не влечет за собойпрекращение функционирования всех компонентов объекта.