Il ruolo dell'UPS
UPS significa "gruppo di continuità" in cinese. Si tratta di un gruppo di continuità con dispositivi di accumulo dell'energia, composti principalmente da raddrizzatori e inverter, che forniscono tensione e frequenza costanti per sistemi di monitoraggio, strumenti di automazione, sistemi di comunicazione remota e altre apparecchiature nelle sottostazioni.
Le principali funzioni del sistema UPS sono duplici:
(1) come alimentatore CA per apparecchiature importanti, impedisce che improvvise interruzioni di corrente influenzino il normale funzionamento e causino danni all'apparecchiatura;
(2) Eliminare l'inquinamento energetico come sovratensioni, tensione alta/bassa momentanea, rumore dei cavi e offset di frequenza nell'alimentazione di rete, migliorare la qualità dell'alimentazione e fornire alimentazione di alta qualità per computer e altri dispositivi.
Classificazione degli UPS
Esistono tre tipi principali di sistemi UPS: backup, interattivo e online.
(1) Tipo di backup: dispone di funzioni come la stabilizzazione automatica della tensione e la protezione dallo spegnimento, con un tempo di conversione di circa 10 ms. La potenza AC in uscita dall'inverter è ad onda quadra, con una struttura semplice e un prezzo basso;
(2) Interattivo: con funzione di filtro, forte resistenza alle interferenze di rete, tempo di conversione inferiore a 4 ms, uscita dell'inverter come onda sinusoidale analogica, prezzo molto più basso rispetto a quello online;
(3) Online: con una struttura complessa e prestazioni complete, può emettere continuamente alimentazione CA a onda sinusoidale pura senza interruzioni e può risolvere tutti i problemi di alimentazione come picchi, sovratensioni e deriva di frequenza; Prezzo elevato, solitamente utilizzato in ambienti con severi requisiti di alimentazione come computer critici e apparecchiature di rete.
La struttura dell'UPS
Il sistema UPS in una sottostazione è generalmente costituito da tre parti: l'host UPS di potenza, l'armadio del regolatore di tensione di bypass e l'armadio dell'alimentatore di uscita (che può anche essere combinato in uno solo per la bassa potenza).
Raddrizzatori:
Le funzioni principali sono due: la prima, convertire la corrente alternata (AC) in corrente continua (DC), che viene filtrata e fornita all'inverter; In secondo luogo, fornire tensione di carica alla batteria funge da caricabatterie;
Invertitore:
Convertire la corrente continua (CC) in corrente alternata (CA) e fornirla al carico per l'uso;
Batteria:
L'UPS viene utilizzato come dispositivo per immagazzinare energia elettrica, consentendogli di invertire la potenza CC e fornire alimentazione ininterrotta ai carichi in caso di interruzione di corrente. La sua capacità determina la durata del suo mantenimento in scarica (alimentazione);
Interruttore statico:
Conosciuto anche come interruttore statico, è un interruttore CA composto da due tiristori (SCR) collegati in parallelo inverso e la sua chiusura e apertura sono controllate da un controller logico;
Trasformatore di isolamento e regolatore di tensione:
Nella sezione di ingresso o di uscita, CA e CC sono isolate e il regolatore di tensione non solo isola ma stabilizza anche la tensione;
Quattro modalità operative dell'UPS
(1) Modalità operativa normale: con la normale alimentazione CA, il raddrizzatore converte l'alimentazione CA in alimentazione CC, elimina l'"inquinamento energetico" nella rete elettrica e contemporaneamente carica la batteria. Alimentare ulteriormente l'inverter per convertire l'alimentazione CC in alimentazione CA, fornendo una fonte di alimentazione più stabile al carico.
(2) Modalità interruzione di corrente: quando l'alimentazione CA è anomala o il raddrizzatore o il reattore si guasta, il pacco batteria fornisce alimentazione CC all'inverter, in modo che l'uscita CA non venga interrotta, ottenendo così la funzione di protezione del carico.
(3) Modalità di alimentazione di backup: quando l'inverter incontra condizioni anomale come fusibili bruciati, cortocircuiti, ecc., l'inverter si spegnerà automaticamente per evitare danni. Se l'alimentazione CA di bypass è normale in questo momento, l'interruttore statico commuterà l'alimentazione sull'alimentatore di backup di bypass e la trasmetterà al carico per l'uso.
(4) Modalità bypass di manutenzione: quando l'UPS deve essere riparato o la batteria deve essere sostituita e l'alimentazione del carico non può essere interrotta, è possibile disattivare prima l'interruttore dell'inverter, quindi attivare l'interruttore di bypass di manutenzione e infine il raddrizzatore e l'interruttore di bypass possono essere esclusi. L'alimentatore CA continua a fornire alimentazione CA al carico tramite l'interruttore di bypass di manutenzione e in questo momento il personale addetto alla manutenzione può eseguire la manutenzione dell'UPS in sicurezza.
Requisiti per gli UPS nel sistema di alimentazione
(1) Il sistema di monitoraggio e il sistema di comunicazione remota sono molto importanti per le sottostazioni, quindi anche l'affidabilità del sistema UPS come fonte di alimentazione ha requisiti molto elevati;
(2) Il carico del sistema di automazione integrato è prevalentemente monofase, quindi l'alimentatore UPS dedicato al sistema di alimentazione richiede principalmente UPS di piccole e medie dimensioni con ingresso trifase/monofase e uscita monofase , con una capacità generalmente compresa nell'intervallo di 60kVA;
(3) L'interruttore statico di bypass dovrebbe avere due modalità di funzionamento, automatica e manuale, per ottenere una commutazione ininterrotta;
(4) Poiché la sottostazione dispone di un sistema a 220 V o 110 V CC e di uno schermo di ricarica CC per caricare la batteria. Pertanto l'UPS dedicato all'alimentazione non viene fornito con una batteria e utilizza direttamente il sistema CC come ingresso CC dell'UPS, senza necessità della funzione di ricarica;
(5) Il terminale di ingresso CC dell'UPS dedicato all'alimentazione richiede generalmente l'installazione di soppressori di rumore anti-sovratensione, come diodi di arresto inverso, per ridurre al minimo l'impatto dell'UPS sul bus CC;
(6) L'alimentatore UPS deve avere almeno il 40% della sua capacità di alimentazione quando è completamente carico con tutti i dispositivi. L'UPS deve mantenere l'alimentazione ininterrotta per non meno di 60 minuti dopo l'interruzione dell'alimentazione CA.