Hálózatok és kommunikációs rendszerek online
Biztonsági mentés központosított szünetmentes tápegységekben
A kritikus terhelés megóvása érdekében az áramellátó hálózat esetleges működési hibáit széles körben használják az egy modulú UPS-eket használó központosított tápegység-rendszerrel. A megelőzés és a javítás időtartama alatt a terhelést közvetlenül a hálózatról táplálják, és így védelem nélkül maradnak. A cikkben felajánlott figyelemben számos redundancia-rendszert tartanak számon, amelyek hiányoznak ezekből a hiányosságokból, sajnos az ipari villamosenergia-hálózatok nem 100% -ban megbízhatóak. A terhelésnek a hálózati problémákkal szembeni védelmét szolgáló közös eszköz egy modulú UPS. A tápellátás minõségével szemben támasztott növekvõ igényekkel szemben azonban számos olyan nagy teljesítményû szünetmentes tápegységet kell használni, amelyek egy vagy több rendszerben egyesülnek együtt. A következő rendszereket használják: párhuzamos és szekvenciális redundanciával, redundáns Power Bus (Power-Tie ™) és kimeneti szinkronizálással (LBS).
Egymodulos rendszerek
A terhelésvédelem központosított topológiájánál leggyakrabban egy modulú UPS van, amely kétfázisú (on-line) átalakítású rendszerre épül. Normális tápellátási terhelést tudnak biztosítani az autonóm üzemmódban néhány (általában nem több mint 30 perc) időtartamra.
Az alapvető elemei egyetlen-modul UPS c helyen kettős konverziós egyenirányító, inverter, akkumulátortöltő áramkör és bypass kapcsolók (path, hogy átadja a terhelő áramkörben megkerülve kettős konverzió). Az egymodullal rendelkező UPS-k olyan terhelésekhez ideálisak, amelyek lehetővé teszik az UPS karbantartásának rövid távú leállását. Ha a tápegység nemkívánatos, hogy a szünetmentes tápegység karbantartása közben is lecsatlakoztatható legyen, az áthidaló üzemmódba kerül, és a terhelés közvetlenül az áramellátásból táplálódik. Folyamatos eljárással egy ilyen módszer, még ha csak rövid is, elfogadhatatlan bizonyos típusú terheléseknél. Ráadásul a UPS rendkívül magas megbízhatósága ellenére lehetetlen kizárni a készülék meghibásodásának lehetőségét. A fenti problémák megoldásához több redundancia-rendszert fejlesztettek ki.
Párhuzamos redundancia
A párhuzamos redundáns rendszer (1. ábra) két vagy több UPS modulot tartalmaz, amelyek egy közös terhelésen futnak. A rendszernek bizonyos mértékűnek kell lennie a kimeneti teljesítményhez. Rendszerint a rendszerben lévő minden egyes modul saját akkumulátorral van ellátva, bár az egész rendszerhez közös elemkészlet használható.
Normál hálózati körülmények között a terhelés egyenletesen oszlik el a rendszer összes modulja között, és egyikük hibája vagy szándékos leállítása - a többi modul között. A párhuzamos redundancia-rendszer magas fokú védelmet nyújt (99,99%). Az egyes modulok karbantartása során a terhelés soha nem kerül a "piszkos" hálózatba. Ha azonban meg kell javítani a tápegységet vagy az UPS és a terhelés között elhelyezkedő berendezést, az utóbbit le kell választani.
A párhuzamos redundancia-rendszer egyszerűsége ellenére a konkrét implementációk észrevehetően eltérőek, elsősorban a modulok közötti terhelésmegosztási mechanizmussal. A legtöbb szünetmentes tápegység PWM invertereket és nagy dinamikai jellemzőket használ, de további szinkronizáló eszközökre van szükség ahhoz, hogy a teljes terheléssel párhuzamosan működjenek. A rendszer egyik modulja elvégzi a mastermodul funkcióját, amelynek kimeneti feszültsége szinkronizálja az összes többi slave modult. Az ilyen rendszerben lévő gyenge kapcsolat azonban a vezető modul. Ha hiba lép fel benne vagy szinkronizáló áramkörökben, az egész rendszer működése megszakad.
E hátrány kiküszöbölése, az UPS 600T sorozat modulok által gyártott Liebert alkalmazott hibrid technológia, amely egyesíti a nagy dinamikát a PWM inverter és az inverter megbízhatóság lépésenkénti közelítés.
Az azonos típusú párhuzamos modulok közötti további illesztési áramkör nélkül a terhelési teljesítmény egyenletes eloszlása legfeljebb 15% -os pontossággal érhető el. Ha egyszerû vezérlõ áramköröket adunk az áramkörhöz, akkor a teljesítménykiegyenlítés pontossága 5% -ra csökken.
Két modul párhuzamos sémáját nem kell felépíteni, mindegyik névleges teljesítményével megegyezik a terhelési teljesítményével. Például 600 vagy 300 kVA-os modulok két 600 vagy három 300 kVA-os modullal működtethetők. A rendszer utolsó változata egy és fél feszültség redundanciával rendelkezik, ezért összköltsége csak 1,5-szer nagyobb, mint egy külön modul költsége, ami gazdaságos szempontból jó megoldás.
A párhuzamos redundanciával rendelkező áramkörök lehetővé teszik az egyes UPS modulok karbantartását anélkül, hogy megszakítanák a kritikus terhelések táplálását. Ahhoz azonban, hogy fenntartsák a rendszer egészét vagy annak módosulnak, valamint a karbantartási munkálatok során az elemekkel mindegy teljesítmény sín szükséges lefordítani bypass üzemmód be- és kikapcsolása terhelés polnoctyu.
Szekvenciális redundancia
A szekvenciális redundanciával rendelkező rendszer (2. ábra) egy vagy több főmodult és egy biztonsági másolatot tartalmaz. Minden fő modul saját terhelésen működik. A készenléti modulot a rendszer fő moduljainak bypass bemenetek elsődleges áramforrásaként használják. Általában tartalék off-line UPS-eket használnak.
Ez a redundancia-rendszer lehetővé teszi a fő és a tartalék modulok karbantartását a terhelés leválasztása vagy a védelem gyengítése nélkül. Ebben az esetben a rendszer fő moduljainak kimenetei és a mentés szinkronizálva vannak.
Ha az egyik fő modul bemeneténél a feszültség eltűnik, ez a szünetmentes tápegység önműködően működik. Ha a kisütés idején a tápfeszültség nem áll helyre, a bypass áramkör automatikusan bekapcsol, vagyis a tápfeszültség a biztonsági egységből történik. Természetesen, ebben az esetben, a redundáns áramellátó elérhetetlenné válik, hogy más alapvető modulokat, és az átmenet a stimulált bypass módban a második bázis modul ahhoz csatlakoztatott feszültség van a terhelési szegmens már bemenet a árnyékolatlan rendszer.
A szekvenciális redundancia séma jól alkalmazható a már működő egymodui rendszerek korszerűsítésére egy kiegészítő biztonsági modul csatlakoztatásával.
A rendszer további előnye, hogy képes egyesíteni az egy rendszerben a különböző kimeneti teljesítményű különböző gyártók moduljait.
Azonban a tápegység ezen konfigurációja néhány hátránnyal rendelkezik a párhuzamos áramkörhöz képest - több kapcsolóeszközt igényel. Így egy rendszer négy modulból (három elsődleges és egy tartalék) szükséges három független elkerülő vonalat, amely az egyes megszakítók, és ennek következtében az elméleti átlagos MTBF rendszer soros redundancia lehet alacsonyabb, mint az egyetlen modul UPS vagy rendszerek párhuzamos redundanciával.
A szekvenciális redundanciával rendelkező rendszer további kapcsolási áramkört igényel a főmodulok bypass bemenetének táplálására (három vagy több modulból álló rendszerek esetén). Végül az egyes terhelési szegmensek teljesítményét a megfelelő "fő" UPS modul névleges teljesítménye korlátozza.
Így a szekvenciális redundancia-rendszer alkalmazása egyfelől megkönnyíti a modulok karbantartását és a rendszer átkonfigurálását, másrészt pedig kissé csökkenti megbízhatóságát. A leghatékonyabb megoldás két modul (egy elsődleges és egy biztonsági másolat). A főmodulok számának növelésekor más tartalék sémák használatát javasoljuk.
Redundáns teljesítménybusz (Power-Tie ™)
Liebert Power-Tie technológiájának lényege (3. ábra) két független szünetmentes áramforrás használatát jelenti. Mindegyiküknek olyan erővel kell rendelkeznie, amely elegendő ahhoz, hogy a kritikus terhelést teljes mértékben elláthassa. A rendszerek megbízhatóságának növelése érdekében ajánlott a független transzformátor alállomások táplálására. A terhelés két szegmensre oszlik, amelyek mindegyikét egy különálló busz kapcsolja saját szünetmentes áramellátó rendszerével. A terhelés közvetlen környezetében telepített automatikus kapcsoló- és vezérlőberendezés a rendszert az alábbi módok valamelyikébe helyezi át:- minden UPS táplálja a terhelési szegmensét,
- Mindkét UPS párhuzamosan csatlakozik, és teljes egészére szolgál az egész terhelésnek,
- az egész terhelést egy UPS táplálja.
Ennek a konfigurációnak az az előnye, hogy a redundancia-rendszerben kettős kimeneti adót használnak, azaz a rendszer két független kimeneti áramkört támogat. Így a teljesítményrendszer redundanciája, amikor a vezérlők közel vannak a terheléshez, maximalizálja a rendszer megbízhatóságát. Lehetőség van a terhelő teljesítmény busz karbantartására anélkül, hogy le kellene húzni.
A duplikált elektromos bemenetekkel rendelkező berendezések közvetlenül csatlakoztathatók a rendszer kettős tápegységéhez. Ugyanakkor a kettős bemenetű kapcsolóberendezések használata (például Liebert "Smart-Switch" stb.) Lehetővé teszi egy bemeneti terhelés csatlakoztatását is.
A Power-Tie technológia legfőbb előnye, hogy bármelyik UPS-t vagy az áramkör bármely részét leválasztja a rendszer kimeneténél a feszültségcsökkenés nélkül, és a terhelés átkapcsolás nélküli állapotba kerülése nélkül.
Rendszerek kimeneti szinkronizálással (LBS)
Az LBS kimenet szinkronizálásával ellátott áramkör hasonló a Power-Tie technológiához. Két független, szünetmentes áramellátó rendszert használ két független kimeneti buszral. A rendszerek elegendő erővel rendelkeznek a teljes terhelés táplálására, de a Power-Tie technológiával ellentétben a modulok kimenetén nincs áramkapcsolat (4. ábra). A modulok szinkronizálása minden üzemmódban (beleértve a tiltott bypassot és a szünetmentes tápegység autonóm működését) további szinkronizációs láncon keresztül, legfeljebb három fokos pontossággal végezhető el.
Az LBS-rendszert úgy tervezték, hogy két elektromosan független szinkron adagoló terhelését táplálja. A redundáns elektromos bemenettel rendelkező terhelés közvetlenül csatlakozik hozzájuk, és a terhelés egyetlen bemenettel történő csatlakoztatásához további nagysebességű statikus kapcsolókra van szükség (például Liebert "Static Transfer Switch"). Más biztonsági rendszerektől eltérően (kivéve a Power-Tie-t), ez a rendszer nem rendelkezik sebezhető területekkel.
A redundáns terhelésű teljesítménybusz jelenléte hatékonyabbá és megbízhatóbbá teszi az LBS rendszert, mint az egymodullal rendelkező rendszerek és a párhuzamos vagy szekvenciális redundanciájú rendszerek.
A kimeneti adagolók közötti elektromos kapcsolat hiánya biztosítja az egyik ellátási lánc teljes függetlenségét a másikból. Lehetséges az UPS csatlakoztatása a független transzformátor alállomásokhoz.
Az LBS rendszer kialakításakor minden szünetmentes tápegységhez interfész szinkronizációs kártya van telepítve, és kis falra szerelhető vezérlőpanel van felszerelve.
Normál üzemmódban a szinkronizáló egység minimálisan együttműködik a szünetmentes tápegységgel, és csak akkor aktiválódik, ha a táplálók között fázishiba lép fel.
A kimeneti szinkronizációval működő rendszerek (LBS) a topológia kettős teljesítményű buszterhelésének legkedvezőbb megvalósítása.
kapcsoló
Miután kiválasztotta a topológiát egy kettős teljesítményű buszral (Power-Tie vagy LBS), csak még mindig meg kell választania a külön követelményeket kielégítő áramelosztó eszközt. Ezek konfigurációja bármelyik lehet:- két bemenettel és egy kézi terhelésváltással;
- két bemenet és a biztonsági modul automatikus bekapcsolása;
- két bemenettel és statikus kapcsolóval (például Liebert "Static Transfer Switch" vagy Liebert "Smart-Switch"), amely azonnali kapcsolást biztosít;
- két redundáns bemenettel két kapcsolóeszközön keresztül, amikor egy bemeneti terhelés kapcsolódik egy statikus kapcsolóhoz két redundáns bemenettel, ami lehetővé teszi, hogy egyetlen terhelést és egy kapcsolót ne lehessen lekapcsolni a terhelés lekapcsolása nélkül;
- kettős villamos bemenettel történő terhelés két kapcsolószerkezettel van összekötve, amely lehetővé teszi egy UPS és egy kapcsolóberendezés megakadályozását a terhelés leválasztása nélkül.
Szünetmentes tápegységek építésénél már nem elegendő egyetlen megbízható UM-modulra támaszkodni. Most, egyre gyakrabban, valóban megszakítás nélküli áramkörökre van szükség, amelyek lehetővé teszik a karbantartást anélkül, hogy lekapcsolják a terhelést és kiküszöbölik a "piszkos" hálózatból származó áramot. Az ebben a felülvizsgálatban bemutatott mentési rendszereknek vannak előnyei és hátrányai. Az egymodui rendszer optimális azokban az esetekben, amikor a tervezett terhelés-lekapcsolások megengedettek. A párhuzamos rendszer megbízhatóbb, és lehetővé teszi a karbantartást a normál terhelés megszakítása nélkül. A szekvenciális redundanciával rendelkező rendszer alkalmas meglévő egymodui telepítés korszerűsítésére.