Uzluksiz elektr ta’minoti manbalari

14.2. Uzluksiz elektr ta’minoti manbalari
Elektron vositalari zarurat holatlarda ma’lum vaqtda elektr energiyasi bilan uzluksiz ta’minlanishi kerak. Ushbu maqsadda turli xil uzluksiz elektr ta’minoti manbalari (UETM) qo‘llaniladi. Xorijda UETMlarni belgilashi uchun UPS abbreviaturasidan foydalaniladi (Uninterruptable Power Supply). Chiqish tokining turiga qarab UETMlar o‘zgaruvchan va o‘zgarmas tok UETMlariga bo‘linadi [2].
UETMning yuklama bilan moslashtirish talabi UETM chiqishidagi elektr energiyasining sifat ko‘rsatkichlar bilan belgilangan. Bunday talablarga chiqish kuchlanishining nostabilligi va pulsatsiyasining qiymatlari, chiqish tokining o‘zgarish diapazoni, chiqish tokining qiymati va chastotasining nostabilligi kiradi. UETM qurilmasining yuklamasi telekommunikatsion vosita hisoblanadi va bu vosita kirishiga ta’minot manbai qo‘yiladi. O‘zgaruvchan tok tarmoqlarida ko‘pincha ta’minot manbai kirish zanjirida sig‘im filtrli rostlanmaydigan to‘g‘rilagich bo‘ladi, shuning uchun ular iste’mol qiladigan tok shakli sinusoidal shakldan farq qiladi. Yuklama tomonidan chiziqli va nochiziqli yuklamalar uchun chiqish kuchlanishi garmonikalar koeffitsientlarining berilgan qiymatlarini saqlash talabi UETM qurilmasiga qo‘yiladi.
UETM qurilmasining tarmoqqa nisbatan ta’siri uning kirishidagi elektr energiyasining sifatiga talabi orqali aniqlanadi. Bu talablar UETMlar kirishidagi quvvat koeffitsienti bilan bog‘liq va ular iste’mol qiluvchi tokning garmonika koeffitsientini bildiradi. Qabul qilingan atama bo‘yicha UETM qurilmalari ikki sinfga ajratiladi: off line va on line. Off line sinfidagi qurilmada tarmoqning elektr energiyasi to‘g‘ridanto‘g‘ri istemolchiga normal rejimda beriladi, avariya rejimida esa sinusoidal kuchlanish generatori ulanadi (2..10ms). On-line sinfidagi qurilmada tarmoqning har qanday rejimida yuklamaga chastota, kuchlanish va sinusoidal shakl bo‘yicha stabil elektr energiyasi beriladi. Har ikkala turdagi UETMlarda tarmoq to‘g‘rilangan kuchlanishini sinusoidal chiqish kuchlanishiga aylantiruvchi invertorlar bor. Tarmoq to‘g‘rilagichiga akkumulyator batareyasi ulanadi. Off line sinfidagi UETMlarda invertor faqat tarmoq kuchlanishi talab qilingan qiymatdan kichik bo‘lganda ulanadi. On line turdagi UETMlarda esa invertor doimo ishlaydi. Shu sababli bunda tarmoq bilan galvanik bog‘lanish ortiqcha yuklamalardan va tarmoq kuchlanishining keskin o‘zgarishidan himoyalash ta’minlanadi.
14.5 va 14.6rasmlarda o‘zgaruvchan va o‘zgarmas tok UETMlari qurilmalarining tuzilish sxemalari keltirilgan.
14.6arasmdagi sxemada zaxira zanjirini akkumulyator batareyasi (AB) va invetor (I) tashkil qiladi. Agar tarmoq kuchlanishi o‘rnatilgan chegaralarda bo‘lsa, u holda yuklama elektr energiyasini kommutator (K) orqali o‘zgaruvchan tok tarmog‘idan oladi. Bu holda invertor akkumulyatorlarini zaryadlash orqali to‘g‘rilagich rejimda ishlaydi.
Tarmoq kuchlanishi belgilangan qiymatidan kamaysa, kommutator tarmoqni yuklamadan uzadi. Yuklamaga elektr energiyasi invertor orqali akkumulyator batareyasidan beriladi.
41.5brasmda tasvirlangan qurilmada normal elektr ta’minotida yuklamaga elektr energiyasi tarmoqdan ketmaket ulangan boshqariluvchi to‘g‘rilagich (BT) va invertor (I) orqali beriladi. Bunda kommutator uzilgan holatda va akkumulyator batareyasi tarmoqdan (T) to‘g‘rilagich orqali zaryadlanadi. Tarmoq kuchlanishi talab qilingan qiymatdan kamayganda kommutator akkumulyator batareyasini invertorga ulaydi.
14.5vrasmda tasvirlangan sxemada akkumulyator batareyasini zaryadlash boshqariluvchi to‘g‘rilagich (BT) orqali amalga oshiriladi. YUklamaga tarmoqdan elektr energiyasi berilganda K1 kommutator ulangan, K2 kommutator esa uzilgan bo‘ladi. Elektr ta’minoti akkumlyator batareyasiga o‘tganda K1 kommutator uziladi, K2 kommutator ulanadi.
14.5vrasmda tasvirlangan sxemada akkumulyator batareyasini zaryadlash BT boshqariluvchi to‘g‘rilagich orqali amalga oshiriladi. Yuklamaga tarmoqdan elektor energiyasi berilganda K1 kommutator ulangan, K2 kommutator esa uzilgan bo‘ladi. Elektr ta’minoti akkumulyator batareyasiga o‘tganda K1 kommutator uziladi, K2 kommutator ulanadi.
14.5rasm. O‘zgaruvchan tok UETMlarining tuzilish sxemalari
14.5grasmda ikkita asosiy va zaxira tarmoqqa ega bo‘lgan UETM sxemasi keltirilgan. Normal elektr ta’minotida K1 kommutator ulangan, K2 kommutator uzilgan bo‘lib, yuklamaga kuchlanish asosiy tarmoqdan beriladi. Asosiy tarmoq kuchlanishi talab qilingan qiymatdan kamayganda kommutatorlar qayta ulanadi va yuklama rezerv tarmoqqa ulanadi. 14.5drasmda tasvirlangan UETM sxemasi katta yuklama quvvatlarida qo‘llaniladi. I1 va I2 invertorlar chiqish sinfaz kuchlanishlarini bir xil parametrlariga ega bo‘lib, ular K3 va K4 kommutatorlarning parallel ishlashiga mos ulanadi.
14.6rasm. O‘zgarmas tok UETMlarining tuzilish sxemalari
Normal elektr taminotida K1 va K2 komutatorlar uzilgan holatda bo‘ladi, akkumulyator batareyasi T2 to‘g‘rilagichdan zaryadlanadi. Yu yuklamaga esa elektr energiyasi T1 va T3 to‘g‘rilagichlardan I1 va I2 invertorlar orqali beriladi. Tarmoq kuchlanishi o‘rnatilgan qiymatdan kamayganda K1 va K2 kommutatorlar ulanadi va elektr ta’minoti I1 va I2 invertorlar kirishiga ulangan ab akkumulyatorlar batareyasi orqali amalga oshiriladi.
Agar invertorlardan biri ishdan chiqsa, masalan, I1 invertor ishdan chiqsa, u holda K3 kommutator avariya zanjirini uzadi va kuchlanish yuklamaga ikkinchi invertordan beriladi. 8.2arasmda tasvirlangan o‘zgarmas tok UETMi sxemasida normal elektr taminotida Yu yuklama AB akkumulyator batareyasidan uzilgan (K kommutator uzilgan) va u elektr energiyasini tarmoqdan T1 to‘g‘rilagich orqali oladi. Tarmoqda avariya rejimi bo‘lganda K kommutator yuklamani AB akkumulyator batareyasiga ulaydi.
Ikki o‘zaro bog‘liq bo‘lmagan o‘zgaruvchan tok tarmog‘i bo‘lganida (8.2brasm) UETM T1,T2 to‘g‘rilagichlardan va K kommutatordan iborat bo‘ladi. Bunda K kommutator avariya rejimida himoya funksiyalarini bajaradi.
UETM tarkibidagi AB akkumulyator batareyasi seksiyali tarzda bajarilishi mumkin, ya’ni u AE asosiy elementlardan va QE qo‘shimcha elementlardan tashkil topadi (14.6vrasm). Normal ish rejimida AE asosiy elementlar tarmoqdan T1 to‘g‘rilagich orqali, QE qo‘shimcha elementlar esa T2 to‘g‘rilagich orqali zaryadlanadi. Bunda K1 kommutator ulangan, K2 kommutator esa uzilgan holatda bo‘ladi. YUklamaga elektr energiyasi tarmoqdan T1 to‘g‘rilagich orqali beriladi. Tarmoq kuchlanishi talab qilingan qiymatdan kamayganda K2 kommutator uziladi, K1 kommutator ulanadi va yuklamaga kuchlanish ketmaket ulangan asosiy va qo‘shimcha elementlardan beriladi.
UETMning o‘tish rejimlarida chiqish kuchlanishini stabillash uchun rostlovchi volt qo‘shuvchi qurilmalar ishlatiladi (14.6grasm). Rostlovchi volt qo‘shuvchi RVQQ qurilma akkumulyator batareyasi kuchlanishni rostlanuvchi o‘zgarmas kuchlanishiga aylantiradi. Normal rejimda T to‘g‘rilagich K kommutator orqali elektr energiyasini yuklamaga uzatadi va bir vaqtning o‘zida AB akkumulyator batareyasini zaryadlaydi. Tashqi elektr ta’minoti uzilganda K kommutator uziladi va bir vaqtning o‘zida RVQQ ulanadi. RVQQ akkumulyator batareyasi zaryadsizlanishidagi yuklamadagi kuchlanishning kamayishini stabillashni ta’minlaydi. Uzluksiz kommutatsiyalanishga xizmat qiluvchi VD2 diod RVQQning kuchlanishi orqali yopiladi. Tashqi elektr ta’minoti ishga tushganda T to‘g‘rilagich tokni stabillash rejimida ulanadi va yuklamani, shuningdek AB akkumulyator batareyasini zaryadlash uchun elektr energiyasi bilan ta’minlaydi. AB akkumulyator batareyasini zaryadlash tugagandan so‘ng T to‘g‘rilagich kuchlanishni stabillash rejimiga o‘tadi va UETM dastlabki holatiga qaytadi. RVQQning qo‘llanilishi akkumulyator chiqish kuchlanishining o‘zgarishini kompensatsiyalash imkoniyatini beradi. UETMning tarmoqdan AB akkumulyator batareyasiga o‘tgandagi ish vaqti uning yuklanishiga sezilarli bog‘liq. 14.1jadvalda ARS firmasinig turli UETMlar modellari ish vaqtining yuklama quvvatiga bog‘liqligi keltirilgan.
14.1jadval.
Yuklama
quvvati, VA
|
Ish vaqti, minut
|
BackUPS
|
SmartURS
|
250
|
400
|
600
|
900
|
250
|
400
|
600
|
900
|
200
|
8
|
19
|
41
|
65
|
8
|
22
|
38
|
58
|
250
|
5
|
13
|
31
|
47
|
6
|
15
|
26
|
44
|
300
|
-
|
9
|
22
|
40
|
-
|
11
|
20
|
36
|
400
|
-
|
5
|
13
|
29
|
-
|
5
|
14
|
25
|
500
|
-
|
-
|
7
|
20
|
-
|
-
|
9
|
18
|
600
|
-
|
-
|
5
|
15
|
-
|
-
|
6
|
13
|
700
|
-
|
-
|
-
|
13
|
-
|
-
|
-
|
11
|
800
|
-
|
-
|
-
|
11
|
-
|
-
|
-
|
9
|
900
|
-
|
|
|
10
|
-
|
-
|
-
|
7
|
UGPI 6618 qurilmasining elektr tuzilish sxemasi 14.7rasmda keltirilgan.
Qurilma quyidagi tartibda ishlaydi. Kirish kuchlanishi talab qilingan qiymatda bo‘lganda 66 V chiqish kuchlanishi bir vaqtning o‘zida yuklamaga va akkumulyatorlar batareyasini zaryadlashga beriladi. Zaryadlash toki 0,5...2 A oraliqda 0,5 A aniqlikda rostlanadi. UGPI 6618 turdagi UETMning ishlash prinsipini ko‘rib chiqamiz. Bu turdagi UETM analograqamli qurilmalarni elektr energiyasi bilan ta’minlash uchun mo‘ljallangan. Qurilma buferi 30 ta kislotali akkumulyatordan iborat bo‘lgan akkumulyator batareyasi bilan ishlaydi.
14.7-rasm. UGPI 6618 qurilmasining elektr tuzilish sxemasi
Qurilma 50 Gs chastotali bir fazali 220 V kuchlanishga yoki 50 Gs chastotali ikki fazali 380220 V kuchlanishga mo‘ljallangan bo‘lib, quyidagi chiqish parametrlariga ega:
nominal chiqish kuchlanishi 66 V;
maksimal yuklama toki:
batareyani zaryadlash rejimida 37 A;
batareyada ta’minot rejimida 18,5 A;
chiqish kuchlanishining pulsatsiyasi 2mV dan ko‘p emas.
U quyidagi qismlardan tashkil topgan: AT-asosiy to‘g‘rilagich; RT-zaxira to‘g‘rilagichi; TKNQQ1-tarmoq kuchlanishini nazorat qilish qurilmasi; TKNQQ2-to‘g‘rilagich kuchlanishini nazorat qilish qurilmasi; BKNQQ-batareya kuchlanishini nazorat qilish qurilmasi; BTNQQ-batareya tokini nazorat qilish qurilmasi; F-sig‘im filtr. Zaryadlash toki berilgan qiymatgacha kamayganda akkumulyatorlar batareyasini zaryadlash to‘xtatiladi va qurilma yuklamani 66 V kuchlanish bilan ta’minlaydi. Akkumulyatorlar batareyasi uzilganda AT va ZT to‘g‘rilagichlardan 60 V kuchlanish yuklamaga beriladi.
AT asosiy to‘g‘rilagich ishdan chiqsa ZT zaxira to‘g‘rilagich avtomatik ravishda ishchi to‘g‘rilagich bo‘lib qoladi. Akkumulyatorlar batareyasi uzilganda chiqish kuchlanishi 0,4 s dan ko‘p bo‘lmagan vaqtgacha 48 V gacha kamayadi. Kirish kuchlanishining 176 Vga kamayishi AT va ZT to‘g‘rilagichlarni uzilishiga olib keladi. Kirish kuchlanishi bo‘lmaganida yuklama elektr energiyasi bilan akkumulyatorlar batareyasi orqali ta’minlanadi. Kirish kuchlanishi uzoq vaqtgacha bo‘lmaganida va chiqish kuchlanishi 53...58 Vgacha kamayganida akkumulyatorlar batareyasi yuklamadan uziladi. Kirish kuchlanishi qayta tiklanganda agregat normal ish rejimiga o‘tadi.
Profilaktik ishlarni o‘tkazish uchun kommutatsiya, himoya, nazorat qilish va signalizatsiya qurilmalari to‘g‘rilagichlarni agregat sxemasidan qo‘l orqali uzish imkoniyatini ta’minlaydi. SHuningdek, agregat tarkibida chiqish kuchlanishi ortishidan himoyalash, to‘g‘rilagichlagichlar holatlarining mahalliy va distansion signalizatsiyasi mavjud.
|