Рис. 1. Схема и основные устройства электропитания системы автоматизации: 1 - источник питания, 2 - щит питания № 1, 3 - щит КИПиА №1, 4 - сборка питания задвижек, 5 - щит питания №2, 6 - щит КИПиА № 2, 7 - датчики первичных приборов и т. п., 8 - отдельно стоящие приборы.
Система бесперебойного питания (СБП) - автоматическое устройство, обеспечивающее стабильное рабочее питание нагрузки при полном обесточивании внешней электросети в результате аварии или недопустимо высоком отклонении параметров сетевого напряжения от номинальных значений.

Бесперебойное питание – это электропитание, при котором источник одновременно выполняет функции и основного, и резервного

Резервное питание (гарантированное) питание – это электропитание, при котором система или отдельно ее узел постоянно питаются от основного источника, а подключение резервного источника лишь при попадании напряжения в сонной питающей цепи

Источник бесперебойного питания (ИБП) (Uninterruptible power systems (UPS): Сочетание преобразователей, переключателей и устройств хранения электроэнергии (например, аккумуляторных батарей), образующее систему электропитания для поддержания непрерывности питания нагрузки в случае отказа источника энергоснабжения. ГОСТ Р МЭК 62040-1-1-2009. ИСТОЧНИКИ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ (ИБП). ЧАСТЬ 1-2. Общие требования и требования безопасности для ИБП, используемых в зонах доступа оператора

Варианты устройств бесперебойного питания:

• 
  Статический источник бесперебойного питания (CИБП или ИБП). Построен на аккумуляторной батарее, которая заряжается от питающей сети, и инверторе.
  
• 
  Дизель-генераторный источник питания (ДГИ), запускающийся при пропадании напряжения питающей сети. Чтобы обеспечить непрерывное электропитание нагрузки, требуется статический или динамический ИБП на время запуска дизель-генератора.
  
• 
  Динамический источник бесперебойного питания (ДИБП). Преимуществом ДИБП перед статическим ИБП является исключение помех как питающей сети, так и схемы преобразования, он выдаёт на нагрузку чистую синусоиду.
  
• 
  Дизель-динамический источник бесперебойного питания (ДДИБП). Совмещается маховик и дизель. От других схем непрерывного электропитания отличается относительной надёжностью и простотой обслуживания. Как и ДИБП, на нагрузку выдаёт чистую синусоиду.
  

---

Промышленные ИБП используются для обеспечения надежного, качественного, бесперебойного энергоснабжения производственного, коммунального и прочего индустриального оборудования. Объектом обслуживания промышленного ИБП может быть один станок, а может – цех, или крупный производственный комплекс.

Основные требования, которым должны отвечать промышленные ИБП.

1. Надежность и отказоустойчивости высокого уровня. Производители ИБП промышленного назначения еще на этапах НИОКР закладывают в расчеты такие исходные данные всех элементов, чтобы в итоге иметь многократный коэффициент надежности. Такой подход автоматически ведет к повышению стоимости ИБП, но оправдывается гарантированной надёжностью работы и большим сроком службы и самих ИБП, и оборудования, на которое они работают.

2. Большая выходная мощность. Необходимость больших мощностей диктуются гигантской мощностной нагрузкой на ИБП. Более подробно о выборе ИБП по мощности мы еще поговорим ниже.

3. Устойчивая работа с нестандартными напряжениями и частотами.

4. Широкий спектр рабочего температурного режима.

5. Стойкость к вибрациям, ударным воздействиям и воздействию агрессивных и загрязненных сред – соответствие IP43 классу защиты и выше.

6. Надежная работа при негативном воздействии электромагнитных полей.

7. Устойчивость к кратковременной перегрузке высокой мощности.

8. Емкость аккумуляторов должна иметь гарантированный запас и в случае аварийного отключения электричества надежно снабжать питанием производственное оборудование и управляющие модули.

9. Главным образом рекомендуется использование внешних стационарных аккумуляторов. Причем они должны быть составляющей схемы оперативного тока (110В/ 220В). Зарядка батарей должна производиться отдельными выпрямителями большой мощности (зарядные режимы: ускоренный, поддерживающий и выравнивающий).

10. В системе энергоснабжения на АКБ необходимо гальваническое разведение электроцепей с постоянным и переменным током.

11. Удобство эксплуатации, сервисного и ремонтного обслуживания, свободная доступность всех блоков и систем. Для обеспечения этого требования производителям иногда приходится идти на увеличение габаритных размеров шкафа, в котором размещается ИБП. Для оперативной диагностики, быстрого и удобного ремонта с заменой компонентов ИБП рекомендуется иметь фронтальный доступ к содержимому шкафа.

12. Возможность модернизировать, в частности, – по наращиванию мощности ИБП.

---

Для выхода на высокие показатели надежности стараться использовать внешние схемы отказоустойчивости, таких как включение ИБП в параллель или по (N + 1), или по (N + 2), или по схеме, дающей еще больший уровень запаса мощности.

выхода из строя вентиляторов в таких условиях увеличивается. Поэтому для некоторых производств предпочтительнее без вентиляторные системы. Отказ от них снижает сервисные расходы и увеличивает долговечность всей системы.

Типы промышленных ИБП

Для промышленных целей используются три основных типа источников бесперебойного питания:

1) Резервные (по-другому Off-Line или Standby). Такие источники оснащаются автоматическими коммутаторами, которые при нарушении электроснабжения переключают нагрузку на аккумуляторные батареи. Это простые и недорогие системы, но они не комплектуются сетевыми стабилизаторами напряжения (а значит, батареи изнашиваются быстрее) и требуют определенного времени для переключения питания на аккумуляторы (около 4 мс). Подобные ИБП справляются только с кратковременными перебоями в электропитании и применяются для обслуживания неответственного производственного оборудования. ИБП резервного типа, как правило, имеет небольшую мощность и применяется для обеспечения гарантированного электропитания отдельных устройств (персональных компьютеров, рабочих станций, офисного оборудования) в регионах с хорошим качеством электросети.

2) Линейно-интерактивные (Line-interactive). Такие источники комплектуются трансформаторами для стабилизации выходного напряжения. В результате сокращается количество переключений питания нагрузки на аккумуляторы и обеспечивается экономия ресурса батарей. При этом ИБП не предназначены для фильтрации помех и контроля формы напряжения. Они оптимальны для бесперебойного электроснабжения оборудования, для которого важна только величина входного напряжения. По эффективности линейно-интерактивные ИБП занимают промежуточное значение между простыми и относительно дешевыми резервными источниками (Off-Line) и высокоэффективными, но и более дорогими источниками с двойным преобразованием напряжения (On-Line). Как правило, линейно-интерактивные ИБП применяют для обеспечения гарантированного питания персональных компьютеров, рабочих станций, файловых серверов, узлов локальных вычислительных сетей и офисного оборудования. Механизм автоматической регулировки напряжения построен на основе автотрансформатора с переключающимися обмотками. Применяется в ИБП, собранных по линейно-интерактивной схеме, для ступенчатой корректировки входного напряжения в сторону его повышения. Число обмоток регулятора определяет диапазон входных напряжений, при которых ИБП обеспечивает нормальное питание нагрузки без перехода в аварийный режим работы. В ИБП

---

такой структуры, в среднем, диапазон допустимого изменения входного напряжения составляет от -20% к +20% от номинального значения 220 В.

3) Онлайн (On-Line). В таких источниках происходит двойное преобразование напряжения. Сначала из переменного в постоянное (оно подается на аккумуляторы), а затем вновь в переменное, которое используется для электропитания промышленного оборудования. При этом четко контролируется не только величина напряжения, но и фаза, частота и амплитуда переменного тока. Некоторые производители вместо двойного преобразования применяют двунаправленные инверторы, которые поочередно выполняют функции выпрямителя или инвертора. Онлайн-ИБП экономят электроэнергию и отличаются повышенным КПД. Такие источники подходят для защиты мощного и чувствительного к параметрам сети оборудования. Источник бесперебойного питания, в котором входное переменное напряжение сначала преобразуется выпрямителем в постоянную, а затем посредством инвертора опять в переменную - является источником с двойным преобразованием напряжения (энергии) (On-Line). Аккумуляторная батарея постоянно подключена к выходу выпрямителя и ко входу инвертора и питает последний в аварийном режиме.

Помимо этого, промышленные ИБП можно разбить на две группы в зависимости от вида питаемой нагрузки:

• 
  К первой относятся источники бесперебойного питания, которые используются для защиты от перебоев в электроснабжении производственных процессов и рабочего оборудования. Для этой цели могут применяться ИБП резервного или линейно-интерактивного типа.
  
• 
  Ко второй – ИБП, которые используются для бесперебойного электроснабжения IT-инфраструктуры: систем хранения данных или серверов. Для этого подходят источники On-Line типа.
  

Промышленные ИБП выпускаются как для эксплуатации в однофазных, так и в трехфазных сетях.

Есть два основных фактора, влияющих на функционирование ИБП:

• 
  Размещение. Источники категорически не рекомендуется размещать рядом с потребителями энергии. Они должны быть защищены от влияния высокой температуры, загрязненного воздуха или механических воздействий. Для ИБП оптимальной является температура 20–25 °С, но они продолжают исправно работать при температуре до 45 °С. Дальнейшее ее повышение сокращает срок службы батарей, потому что все химические процессы в них ускоряются. Запыленный воздух тоже вреден. Мелкодисперсная пыль играет роль абразива и приводит к изнашиванию рабочих поверхностей вентиляторов и выходу из строя их подшипников. Можно попробовать использовать ИБП без вентиляторов, но значительно надежней изначально оградить их от подобных воздействий. Для этого оборудование необходимо размещать в отдельном помещении с поддерживаемым температурным режимом и чистым воздухом.
  
• 
  Рекуперация электроэнергии. Сама идея возвращения части электроэнергии в сеть и ее повторное использование, безусловно, полезна. Она позволяет снизить энергозатраты. Системы рекуперации активно применяются, например, на железнодорожном транспорте, но для источников бесперебойного питания они вредны. При использовании обратной энергии возрастает напряжение на шине постоянного тока. В результате срабатывает защита и ИБП переходит в режим байпаса. Полностью исключить последствия рекуперации нельзя. Их можно только минимизировать, используя трансформаторные источники бесперебойного питания.
  

---

Кратковременные нарушения нормальной работы электрической сети являются неизбежными. Причиной большинства кратковременных нарушений электроснабжения являются короткие замыкания. Полностью защитить электрическую сеть от них практически невозможно или, во всяком случае, это стоило бы очень дорого. Кратковременные перерывы питания случаются значительно чаще, чем длительные. Длительного перерыва питания возможно избежать, используя автоматический ввод резерва (АВР). При этом кратковременные перерывы питания будут не только при коротком замыкании на любой из питающих АВР линий, но и на линиях, питающих соседних потребителей.

Бесперебойное от гарантированного электропитания отличается тем, что в случае гарантированного электропитания допускается перерыв на время ввода в действие резервного источника. В случае бесперебойного электропитания требуется «мгновенный» ввод в действие резервного источника. Это важное требование ограничивает круг пригодных к применению в источниках бесперебойного питания резервных источников. На практике обычно может быть применен только один такой источник — аккумуляторная батарея.

3. 
   Выбор промышленного ИБП
   

Выбор промышленного ИБП для конкретного производства определяется теми требованиями, которые были перечислены выше и главным из них является выбор мощности ИБП и подбор емкости АКБ.

Этап 1.

Определение выходной мощности ИБП начинается с определения максимальной и номинальной мощности, потребной для станка или группы станков, электропитанием которых и должен обеспечить бесперебойник.

Определение ведется по полной мощности (Р_{Полн. ВА}, выражается в ВА). То есть с учетом всей мощности, потребляемой оборудованием – и активной (Р_{Активн. Вт}, выражается в ВТ), и реактивной ее составляющих.

Реактивная нагрузка это – оборудование с реактивными элементами и индуктивностью (те, которые имеют электродвигатель, а также люминесцентное освещение, кондиционеры и т.д.). Активная нагрузка – то оборудование, которое не содержит реактивных элементов и индуктивности (обогревательные приборы, обычное освещение и т.п.).

Р_{Полн. ВА} и Р_{Активн. Вт} связанны коэффициентом мощности:

Р_{Полн. ВА} = Р_{Активн. Вт} • kР

Конкретную величину коэффициента мощности приводят в паспортных данных ИБП, обозначая его как cosφ. Определение мощности ИБП должно вестись с оптимизацией по стоимости и габаритам. Так, какие-то вспомогательные операции по обслуживанию основной работы станка иногда вполне нормально могут обходиться и «обычным» электропитанием, получаемым напрямую из общей сети без подключения к ИБП.

---

Смотрите также файлы

• Отлучение христианина от общения с верными и от святых таинств, применяемое в качестве высшей церковной кары за тяжкие прегрешения (прежде всего за измену Православию и уклонение в ересь или раскол) и соборно провозглашаемое.docx

• Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования санктпетербургский государственный университет телекоммуникаций им..docx

• Отделочные и укрепительные работы Планировка основной площадки земляного полотна.docx

• Содержание Резюме проекта Анализ рынка.docx

• Удк 336 Тагиева ги., студентка 5 курс факультет Юридический.docx