Основные параметры статических агрегатов резервного электропитания

К основным параметрам агрегатов резервного электропитания переменного тока, которые определяют возможность и целесообразность их применения, относят:

• мощность;
• напряжение на входе;
• число фаз, частоту тока;
• тип агрегата — гарантированного или бесперебойного питания;
• уровень (степень) защиты нагрузки, который обеспечивает агрегат.

Предварительный выбор требуемого агрегата производят на соответствие этим параметрам по каталогам фирм-изготовителей. Выбор упрощается тем, что большинство фирм (например, генераторы Pramac (Италия) — один из мировых лидеров в области статических агрегатов резервного питания), приводят часть необходимых данных также в обозначениях агрегатов. На рис. 1 для примера приведены пояснения, позволяющие использовать обозначения, применяемые этой фирмой, а в таблице 1 — основные параметры выпускаемых ею агрегатов. Дальнейшее рассмотрение должно обеспечить удовлетворение требований, предъявляемых к агрегатам в части их электрических и электромеханических параметров и режимов, конструкции, устойчивости к внешним воздействиям и надежности работы, в соответствии с их назначением и условиями эксплуатации. Рассмотрим эти требования подробнее.

1. Требования, в части электрических и электромеханических параметров и режимов работы агрегатов, сводятся к следующему:

• агрегаты должны обеспечивать поддержание параметров с заданной точностью в диапазоне изменения тока нагрузки 0...100% номинального значения;
• агрегаты должны обеспечивать поддержание параметров с заданной точностью при'работе, в том числе на нелинейные и комплексные нагрузки;
• время переключения питания нагрузки с основного источника на аккумуляторную батарею при использовании агрегатов гарантированного питания не должно превышать, как правило, 5 мс;
• при работе от аккумуляторной батареи форма напряжения на выходе агрегатов должна, как правило, быть синусоидальной; на наиболее простых и, соответственно, дешевых агрегатах допускается форма степ-волны;
• время автономной работы от аккумуляторной батареи (встроенной) должно быть не менее 5 минут;
• агрегаты должны обеспечивать поддержание параметров с заданной точностью при изменении напряжения на входе на величину не менее +/—15% номинального (фирмы-изготовители в большинстве случаев закладывают значительно более широкий диапазон напряжения; Должна быть предусмотрена сигнализация о наличии напряжения на входах, о включенном состоянии агрегатов и аварийном отключении.

Кроме изложенного, при выборе агрегата следует учитывать:

• возможность подключения дополнительных аккумуляторных батарей, что позволит существенно (до нескольких часов, а при необходимости и суток) увеличить время автономной работы. Следует только принимать во внимание, что стоимость системы (агрегат+ аккумуляторная батарея + зарядное устройство) при этом резко возрастает;
• наличие и возможность использования АВМ-технологии фирмы Powerware или аналогичных технологий других фирм (специальных методик заряда и сохранения аккумуляторных батарей), позволяющей продлить срок их службы в полтора-два раза, за 60 дней предупредить пользователя об их износе, а также сократить время перезаряда батарей (менее 3 часов до 90% емкости батарей, рассчитанных на автономную работу в течение до 20 минут);
• возможность резервирования агрегатов с целью увеличения надежности работы;
• наличие «холодного старта» — возможности автономного запуска агрегата при отсутствии напряжения во входной сети;
• наличие системы Efficiency Optimizer фирмы Powerware или аналогичных систем других фирм (повышения экономичности), переводящей агрегат при достаточно высоких качественных параметрах электроэнергии сети на работу в режиме байпаса и возвращающей в режим с двойным преобразованием входного напряжения (on-line) — при ухудшении его качества. Система резко уменьшает потребление энергии, что повышает усредненное значение КПД до 99%.

2. Конструкция агрегатов должна удовлетворять следующим требованиям:

• агрегаты должны быть изготовлены в виде единой конструкции (предпочтительно) или нескольких составных частей и иметь минимальные габариты и массу;
• конструкция агрегатов должна быть ремонтопригодной;
• охлаждение агрегатов может быть естественным (недопустимо к применению на дизельных электростанциях, более подробно можно посмотреть вот здесь), водяным, масляным, испарительным или комбинированным. Принудительное воздушное охлаждение допускается применять только для вспомогательных целей (в основном используется в агрегатах бесперебойного питания);
• степень защиты агрегатов должна определяться требуемыми условиями эксплуатации и хранения и соответствовать требованиям ГОСТ 14254 «Изделия электротехническое. Оболочка. Степени защиты. Обозначения. Методы испытаний» или МЭК 529 (JEC 529) Международной Электротехнической комиссии (в Европейском сообществе последнему соответствует стандарт EN60529);
• внешние кабели должны, как правило, подводиться снизу или сверху — из кабельных каналов или проемов;
• функциональные блоки агрегатов должны иметь конструктивные элементы (предпочтительно) или маркировку на блоках и местах их установки, предотвращающие неправильную их установку (подключение).

3. Требования по устойчивости к внешним воздействиям сводятся к следующему:

• агрегаты должны быть механически прочными. В случае, если они не предназначены для работы в условиях воздействия механических нагрузок, к ним предъявляюттребования только по прочности при транспортировании;
• интервал температур, в пределах которого должна обеспечиваться работа агрегатов, должен быть не менее: предельные значения от 0 до +40С, рекомендуемые от +15С до +25С. Нижняя граница температуры хранения должна быть не ниже -15С, верхняя не выше +40С;
• допустимая влажность (относительная) — не выше 90-95% (без конденсата).

4. Требования к надежности. Под надежностью понимают поддержание заданных значений напряжения и частоты на выходе агрегата в течение максимального времени. Надежность работы агрегатов, выпускаемых в настоящее время, весьма велика и, как правило, удовлетворяет потребителей. Так, наиболее известные фирмы-изготовители оговаривают среднее время наработки на отказ (в зависимости от наличия резервирования, стоимостной группы и т. п.) равным от 100 000 до 500 000 часов, а ресурс (назначенный) до 20-25 лет. Ресурс батарей (в зависимости от типа и изготовителя) — 10...18 лет. Отечественные агрегаты должны удовлетворять требованиям ГОСТ 20.39.312-85 и ГОСТ 26416.

Учет перечисленных требований позволяет выбрать агрегат, приемлемый по своим техническим характеристикам и стоимости (более простые агрегаты являются и более дешевыми).

При необходимости получения агрегатов, отвечающих более жестким требованиям, их заказ (выбор) должен производиться с учетом действующих стандартов, ведомственных нормативных документов и возможностей современной электронной техники удовлетворить предъявляемые требования.