Электропитание устройств ЭЦ-ЕМ

      Неотъемлемой частью систем ЭЦ являются устройства и источники питания, назначение которых бесперебойно обеспечивать его электрической энергией требуемого вида и качества. К сожалению, параметры электросетей не всегда соответствуют норме, поэтому актуален вопрос о гарантированном питании системы в случае возникновения неполадок электросети. К неполадкам в электросети следует относить любые отклонения параметров питающего напряжения от установленных стандартом значений. На территории России ГОСТ 13109-87 определяет следующие параметры сетевого напряжения : напряжение - 220 В ; частота - 50 Гц  1 Гц; коэффициент нелинейных искажений формы напряжения меньше 8% (длительно) и меньше 12% (кратковременно). Основными неполадками сетевого питания являются: авария сетевого напряжения (полное пропадание напряжения); долговременные и кратковременные подсадки и всплески напряжения; высоковольтные импульсные помехи; высокочастотный шум; выбег частоты.

Применение двух независимых фидеров питания позволяет только значительно снизить вероятность полного пропадания сетевого напряжения, но остается полная зависимость системы от качества этого напряжения.

  В настоящее время для обеспечения должного качества электропитания получили широкое распространение источники бесперебойного питания (ИБП). Они позволяют гарантировать параметры питающего напряжения в жестких пределах (напряжение  1%, частота  0,1%), избавится от всякого рода высокочастотных и низкочастотных помех. В случае полного пропадания питающего напряжения ИБП способен поддерживать автономную работу системы в течение нескольких часов.

 За последние годы источники электропитания существенно изменились. Это вызвано непрерывным стремлением уменьшить их массу и габариты, повысить КПД за счет применения наиболее рациональных схем, использования высокочастотного преобразования энергии постоянного тока, экономичных импульсных методов регулирования.

 Система питания МПЦ ЭЦ-ЕМ разрабатывается в соответствии с общими для российских ж.д. принципами построения систем питания электрической централизации. Вместе с тем имеются и некоторые отличия. Обобщенная структурная схема системы питания  показана на рис. 7.14.

Система питания (СП), разработанное ОАО «Радиоавионика», использует устройство бесперебойного питания типа Site Pro Швейцарской фирмы GE Digital Energy. Site Pro – устройство бесперебойного питания двойного преобразования типа on-line, в котором погрузка питается за счет преобразования переменного тока электросети в постоянный и далее опять в переменный.

В состав СП входят:

1. Вводное устройство (ЩВПУ);

2. Распределительный щит (РЩ);

3. Трансформаторный шкаф (ТЩ);

4.Устройство бесперебойного питания (УБП).

Напряжение от двух (трех) независимых внешних источников электроснабжения через ЩВПУ подается на вход схемы автоматического включения резерва (АВР).

В ЩВПУ решаются вопросы:

- грозозащиты питающих устройств;

- обеспечение видимого разъединения фидеров (по требованию пожарной безопасности);

- аварийное дистанционное отключение фидеров;

- контроль напряжения на фидере и передачи этого значения в систему диспетчерского контроля.

Распределительный щит предназначен для ввода кабелей внешних источников питания, защиты Ι и ΙΙ ступени всех подключенных нагрузок, учета потребляемой электроэнергии, распределение нагрузок по различным шинам:

- шина бесперебойного питания (ШБП);

- шина гарантированного питания (ШГП);

- шина не гарантированного питания (ШНП).

В РЩ реализована схема автоматического включения резерва АВР. С ее помощью возможен переход на питание от работоспособного фидера при неисправности находящегося в работе. Так же возможна установка различных режимов работы включения фидеров (равноценный, с преобладанием).

Трансформаторный шкаф предназначен для организации основных полюсов питания, необходимых для работы постовых устройств и напольного оборудования МПЦ.

В ТЩ размещены:

- силовые трансформаторы, предназначенные для питания и гальванической развязки распределенных по фидерам нагрузок (светофоры, стрелки, рельсовые цепи);

- изолирующий трансформатор, предназначенный для защиты входа УБП гальванической развязки внешних источников питания от устройств СЦБ;

- источник питания напряжением 24 вольта для питания УВК и релейных схем;

- трансформатор тока, контролирующий наличие тока в рабочих цепях стрелок при их переводе;

- устройства защиты: разрядники по входным цепям 220 В и автоматы в цепях питания соответствующих нагрузок.

УБП обеспечивает следующие режимы работы:

 

-Штатный режим работы УБП.

В штатном режиме работы выпрямитель преобразует входное напряжение переменного тока в постоянный ток. Энергия постоянного тока обеспечивает напряжение на входе инвертора, а также заряд батареи. Инвертор превращает постоянный ток в трёхфазный переменный ток, который питает нагрузку. На панели управления находится индикатор уровня заряда батареи и ожидаемого времени автономной работы при фактической нагрузке.

 

- Работа УБП при перебоях в сети.

При выходе напряжения электросети за доступные пределы, батарея снабжает электроэнергией инвертор, который, в свою очередь, обеспечивает электропитание нагрузки переменным током в течение ограниченного времени, пока напряжение батареи не достигнет нижнего предела. При работе от батареи на жидкокристаллическом дисплее показывается время, в течение которого батарея может снабжать питанием нагрузку. Перед полным разрядом батареи сигнал «stop operation» (угроза отключения установки) предупреждает персонал, что батарея почти разряжена и УБП скоро отключится.

 

- Работа УБП при восстановлении напряжения на входе.

Как только напряжение переменного тока на входе восстановится, автоматически включается выпрямитель, вырабатывающий постоянное напряжение и подзаряжающий батарею. Если инвертор был ранее отключен из-за разряда батареи, то нагрузка питается от электросети через автоматический байпас. Когда уровень заряда батареи становится достаточным для обеспечения минимального времени автономной работы при данной нагрузке, инвертор включается автоматически и нагрузка переключается на инвертор.

 

 - Работа УБП в режиме автоматического байпаса.

В нормальном режиме работы нагрузка питается от инвертора. Если система управления обнаруживает неполадки в работе инвертора, перегрузку или короткое замыкание, автоматический байпас переключает критическую нагрузку на электросеть, не выключая УБП. Когда работа инвертора восстановлена, и причина перегрузок или короткого замыкания устранена, нагрузка автоматически переключается обратно на инвертор.

 

-  Работа УБП в режиме ручного байпаса.

Схема управления байпасом позволяет подключить нагрузку непосредственно к электросети без прекращения работы устройства, так что становится возможным техническое обслуживание УБП.

Дата: 2018-11-18, просмотров: 50.