Файл: Кривозуб Д.С. Агрегаты бесперебойного питания (лекция).pdf

отклонения частоты и напряжения в нормальном режиме. Выпрямитель рассчитывается на нагрузку шин гарантированного питания и на под-

заряд аккумуляторной батареи.

В аварийном режиме последняя принимает на себя всю нагрузку

на шинах 6. Переходный процесс может практически отсутствовать при правильно спроектированной системе регулирования скорости вращения агрегата. В нормальном режиме на шинах постоянного тока напряжение

Эта система основана на воздействии на ток в обмотке возбуждения двигателя постоянного тока. Необходимо добиваться небольшой посто­ янной времени в цепи регулирования возбуждения.

В батарее ток устанавливается практически мгновенно, хотя и

в этом случае надо учесть индуктивность обмотки якоря. Достоинства

схемы состоят в том, что: а) агрегат все время работает на выделен­

ную нагрузку; б) невозможна в аварийном режиме отдача энергии во

Установки, выполненные по схеме рис.18, нашли применение на судах и подводных лодках. В них используются две машины, сидящие на

одном валу или заключенные в один корпус. Наиболее сложным режимом в работе такой установки является инверторный режим.

41

Внормальной режиме машина 5 работав! в качестве двигателя,

амашина 6 - в качестве генератора, заряжающего иди подзаряжающего аккумуляторную батарею и питающую потребителей II на постоянном

токе. Потребители 12 на переменном токе получают энергию непосред­ ственно с шин 4.

В аварийном режиме (отключение 2,8 или 9) происходит инвер­ тирование агрегата и питание потребителей от батареи. Синхронная

машина 5 переходит в генераторный режим, а машина 6 - в двигатель­

ный. Синхронная машина, сохраняя в первый момент поток возбуждения и эдс на зажимах, начинает немедленно работать генератором и на­

пряжение на шинах 4 не исчезает. Машина 6 в первую часть аварийного периода также работает генератором вследствие инерционности вращаю­ щихся масс и сохранения основного магнитного потока. Напряжение в это время на ее зажимах не пропадет. Таким образом, машины за счёт кинетической энергии питают потребителей постоянного и переменного

тока. Частота и напряжение на обеих сторонах снижается, пока на­ пряжение машины 6 не сравняется с здс батареи. После этого меняет­

ся направление тока в якоре. Для получения номинальной частоты тре­ буется теперь уменьшить ток возбуждения. Для того, чтобы провал скорости вращения был небольшим необходимо, чтобы перед инвертирова­ нием эдс подзаряженной батареи равнялась напряжению машины постоян­ ного тока. Подзаряд является в таких установках основным режимом работы батареи. При этом эдс батареи меныш, чем при зарядке, воз­ буждение меньое и снижение скорости вращения при инвертировании будет небольиим.

Система автоматического управления таким агрегатон обеспечи­ вает как выполнение агрегатом его основных функций, так и облегче-

нив его обслуживания дежурным персоналом. Это увеличивает сложность системы автоматики и понижает надежность установки в целом.

нальной и разных значениях коэффициента мощности;

43_

б) обеспечить устойчивость в выпрямительном режиме при заданной реактивной энергии;

в) не допустить большого провала напряжения на винах 4 при "пере­ вороте";

г) обеспечить уверенный выход машины 5 на заданный режим.

Наиболее благоприятной является работа агрегата в режиме перевозбуждения машины с отдачей во внешнюю сеть емкостного тока,

что повывает коэффициент мощности на шинах 4 или 3. Но это увели­ чивает ток статора и нагрев машины и приводит к снижению ее к.п.д.

Следует отметить, что машина б должна обладать возможностью изменять напряжение в широком диапазоне.

Обычно этот диапазон равен двойному номинальному напряжению,

что предотвращает насыщение ее магнитной системы в делает возмож­ ным получить линейную характеристику холостого хода. Помимо обыч­ ной обиотки возбуждения ее снабжают компенсационной обмоткой для повывения устойчивости и легкой последовательной. Основная обмотка возбуждения может быть разбита на две части. Одна подключается к зажинам машины, другая является независимой и питается от усилителя

системы регулирования. Это уменьвает мощность системы регулирова­ ния и, с другой стороны, позволяет осуществить пусковые и аварий­ ные режимы при неисправности в ней. Система регулирования устрое­ на так, что обмотка независимого возбуждения может либо подмагни-

чивать, либо размагничивать машину 6.

Усилитель для питания этой обмотки выполняется реверсивным.

Структурная схема системы регулирования машины постоянного тока дана на рис.19.

Система регулирования синхронной мааины осуществляется наи­ более эффективно при помощи амплитудно-фазового компаундирования

(при помощи компаундирующего трансформатора с подмагничиванием,

получаемого от корректирующих устройств). Однако для нормальной работы синхронной наивны в режиме двигателя или генератора в систе­ ме амплитудно-фазового компаундирования необходимо различными спо­ собами складывать векторы каналов тока и напряжения.

Поэтому при переходе машины из одного режима в другой, напри­ мер в двигательный, необходимо переключать направление одного из каналов. В противном случае машина будет работать неустойчиво

(возможно опрокидывание или отключение ее из-за большого тока в статоре при перевозбуждении).

Неприятным является переход агрегатов в инверторный режим при отключении автомата 8 на питающей подстанции при большой на­ грузке на ее шинах.

Если эта нагрузка превышает нагрузку ответственных потреби­ телей 12 (рис.18) в 5-7 раз, то провал напряжения на шинах 4 может достигать 29-ЗЗЙ.Ои длится до тех пор, пока не сработают датчики минимальных параметров (напряжения или частоты) на этих шинах.

Это время может составлять 0,45-0,55 сек. Оно достаточно, чтобы работа некоторых из потребителей 12 была полностью нарушена

Рис. 19. Структурная схема регулирования иаш?.ны постоянного тока > преобразователе: I - машина постоянного тока; 2 - ак­ кумуляторная батарея; 3 - синхронная машина; 4, 5 и 6 - дат­ чики системы зарядки; 7 - датчик частоты; 8, 9 и 10 - входной, промежуточный и выходной магнитные усилители; II и 12 - руч­ ные регуляторы системы возбуждения и зарядки; 13, 14, 15 и

16 - ключи управления каналами регулирования

(например электронно-вычислительных нашин). Провах иохет быть умень-

вен при иредмествующей работе наайны 5 (рис.18) в режиме синхронно­

го компенсатора и двигательной нагрузке на винах 3 и 4.

Однако радикальными методами снижения провалов являются:

а) уменьшение времени срабатывания датчиков минимальных па­ раметров;

б) уменьшение времени отключения автоматов 9 (например, заме­ на его управляемыми кремниевыми вентилями, что позволит свести это время к одному периоду);

в) установка перед автоматом 9 реакторов, однако больная индуктивность последних делает слабой связь между минами 3 и 4 и может привести к неустойчивой работе преобразователя в выпрямитель­ ном режиме.

Пуск агрегата наиболее успешно осуществляется со стороны по­

стоянного тока в функции времени. При асинхронном пуске со стороны

переменного тока наблюдаются значительные падения напряжения на

■инах 3, позтому необходимо выключить на время пуска датчик минималь­

ных параметров.

4. Автоматизация агрегатов бесперебойного питания

АБП могут выполнять свое назначение ли » при условии их

иаксимальной автоматизации. Обычно продуематривается следующий

объем автоматизации:

а) первоначальный пуск агрегата;

б) отключение агрегата от сети при исчезновении напряжения

или недопустимая отклонении напряжения и частоты от номинальных

значений;

в) перевод привода генератора агрегата на накопитель энергии

при отключении агрегата от общего источника;

г) запуск резервного источника энергии по сигналу от устрой­

ства контроля параметров сети и остановка его;