ИГП1 on-line с трехфазным входным и трехфазным выходным напряжением мощностью 10-30 кВА

Источники гарантированного питания ИГП1 обеспечивают питание потребителей переменного тока от сети переменного тока через выпрямитель и инвертор, или при пропадании или отклонении от нормы параметров напряжения питающей сети - от встроенной аккумуляторной батареи (АБ) через инвертор.

ИГП1 относятся к системам класса On-Line и характеризуются наличием двойного преобразования входного напряжения, постоянно работающего инвертора и, как следствие, отсутствием перерывов выходного напряжения при переходе на работу от АБ и обратно, а также полной фильтрацией и сглаживанием колебаний и импульсов входного напряжения.

Они разработаны с использованием IGBT-модулей, ШИМ- способа формирования кривой выходного напряжения и микропроцессорного управления.

В состав ИГП1 входят агрегат бесперебойного питания (в дальнейшем именуемый АБП) и аккумуляторная батарея (в дальнейшем именуемая АБ).

Модельный ряд:

ИПГ1-8.8-10/10 УХЛ4
ИГП1-8.8-10/15 УХЛ4
ИГП1-8.8-10/20 УХЛ4
ИГП1-8.8-10/30 УХЛ4
 

Основные отличия.

• Двойное преобразование.
• Синусоидальное напряжения на выходе.
• КПД  не менее 90%. 
• Автоматический и ручной байпас.
• Развязывающий трансформатор в звене инвертора.
• микропроцессора: плата управления основного контроллера, плата управления  выпрямителем, плата управления режимом параллельной работы инверторов (по заказу).
• Передняя панель (ЖКИ и 5 кнопок), обеспечивает отображение информации и настройку выбранных параметров пользователем. На ЖКИ выводятся параметры (входное/ выходное напряжение, частоту, процент нагрузки, напряжение батареи, ток заряда, внутренняя температура) и различные сообщения предупреждающего и аварийного характера.
• Дневник событий (запись в память до 64 событий), календарный и временной указатель.
• RS232 и сухие контакты для дистанционного контроля.
• Режим имитации для проверки выходов сухих контактов.
• Параллельный режим работы систем (по заказу) (горячий резерв, резервирование, симметричный параллельный режим).

Условия эксплуатации.

• ИГП1 предназначена для работы в закрытых помещениях при следующих условиях:
• диапазон рабочей температуры окружающей среды: от 1 до  35 °С ( предельная  40оС );
• относительная влажность воздуха 80% при 25оС;
• высота над уровнем моря до 1000 м.;
• среда, окружающая ИГП1, не должна содержать химически активных  газов и  паров токопроводящей пыли, взрывоопасных и пожароопасных материалов;
• В помещении рекомендуется использовать кондиционер.  Производители аккумуляторных батарей с целью обеспечения заявленных характеристик и продления срока их службы рекомендуют в качестве оптимальной температуру 20 °С. В случае работы ИГП1 в запыленном месте, с помощью системы фильтрации воздуха проводить очистку воздуха.
• отсутствие резких толчков (ударов) и сильной тряски;
• рабочее положение в пространстве - вертикальное;
• способ охлаждения - воздушное принудительное.

По заказу возможна поставка ИГП1 с временем автономной работы до 1 часа или со сроком службы аккумуляторов 10-12 лет, устанавливаемых в шкафах (цена ИГП1 при этом оговаривается при заказе).

Перечень опций, дополняющих стандартную комплектацию ИГП1:

• Панель параллельной работы
• Кабель аналогового сигнала для параллельной работы
• Кабель цифрового сигнала для параллельной работы
• Модуль SNMP
• Преобразователь RS232/RS485
• Программное обеспечение T-Mon

Источники гарантированного питания ИГП1 обеспечивают следующие эксплуатационные режимы:

• приоритетную работу при питании от основной сети переменного тока;
• автоматическое переключение на питание от аккумуляторной батареи при пропадании или отклонении напряжения сети переменного тока за допустимые пределы;
• автоматическое переключение на работу от сети при восстановлении напряжения сети;
• автоматическое переключение нагрузки на питание от сети переменного тока через обводную цепь при аварийном отключении ИГП1.
• Режим работы систем - продолжительный.

Выключатель S1  подает переменное напряжение  трехфазной сети на выпрямитель, где  оно преобразуется в постоянное напряжение, стабилизируется, и далее поступает на трехфазный инвертор. Выключатель S1 (путем отключения-включения) также используется  для повторного запуска, когда необходимо вновь включить ИГП1 после ее остановки сигналами дистанционного управления или внутренними сигналами аварии.

Выпрямитель, выполненный на тиристорах, имеет микропроцессорное управление. Дополнительно выпрямитель обеспечивает заряд аккумуляторной батареи, используемой в качестве резервного источника питания инвертора. При этом возможна ручная регулировка параметров зарядного устройства (ток заряда, конечное напряжение заряда) в зависимости от типа АБ. Возможен ускоренный  заряд. Все характеристики зарядного устройства согласуются с требованиями изготовителей АБ.

Инвертор выполнен по мостовой схеме на современных (технология IGBT) транзисторах. Он при помощи способа широтно-импульсной модуляции (ШИМ) преобразует поданное на него от выпрямителя  стабилизированное напряжение постоянного тока в трехфазное переменное напряжение. При этом обеспечивается высокая стабильность амплитуды, частоты и фазы выходного напряжения независимо от состояния входной сети. При наличии входной сети выходное напряжение синхронизируется с ней по фазе и частоте. При отсутствии напряжения сети на входе, система управления переводит инвертор в автономную работу. В качестве источника энергии в этом режиме используется аккумуляторная батарея, при этом частота и фаза выходного напряжения определяются только системой управления вплоть до момента появления входного напряжения, когда выходное напряжение вновь засинхронизируется с ним по фазе и частоте.

Переключатель S2 при необходимости включает в работу блок автоматического байпаса. В качестве байпасной сети можно использовать как основную сеть, подключенную к входу переключателя S1 (см. рис. 1), так и дополнительную (обязательное условие – совпадающую по фазам с основной) трехфазную сеть, подключенную непосредственно к S2. (Таким образом обеспечивается дополнительное резервирование источника питания нагрузки.)

Блок автоматического байпаса состоит из переключающего устройства, реализованного на включенных встречно параллельно тиристорах с микропроцессорной системой управления. Алгоритм работы блока автоматического байпаса следующий. При нормальной работе ИГП1 автоматический переключатель находится в разомкнутом состоянии. В случае любого отказа в системе выпрямитель – инвертор - аккумуляторная батарея (по сути - отсутствие напряжения на выходе инвертора, либо отклонение его от заданных значений), а также при перегрузках по выходу, система управления дает команду подать напряжение сети, минуя выпрямитель и инвертор, через автоматический байпас и S4 на нагрузку.  Питание нагрузки по байпасу будет продолжаться либо до появления на выходе инвертора нормального напряжения, либо до устранения перегрузки по выходу, после чего переключающее устройство переключит нагрузку на выход инвертора. 

Переключатель S3 включает цепь ремонтного байпаса. По сути - данный переключатель соединяет напрямую входную сеть с нагрузкой, при этом работа инвертора блокируется, при отключении данного переключателя инвертор вновь запускается.  При  работе по этой  цепи  напряжение на нагрузке  системой автоматического управления  не  контролируется  и равно  сетевому  напряжению.  Защита  нагрузки  осуществляется  только  автоматическими выключателями. Данный режим питания нагрузки используется для проведения ремонтно–профилактических работ, так как позволяет отключить от источников опасного для жизни напряжения любые составные части ИГП1 без потери питания нагрузки. При нормальной работе ИГП1 переключатель S3 всегда должен находиться в отключенном состоянии. С целью исключения несанкционированного переключения данного переключателя он снабжен механическим запорным устройством.

Переключатель S4 управляется как в ручном, так и в автоматическом режиме, и позволяет отключать от нагрузки инвертор и цепь автоматического байпаса. При нормальной работе ИГП1, когда напряжение с выхода инвертора либо напряжение, подаваемое по цепи автоматического байпаса, соответствует требования таб. 1, переключатель S4 находится в замкнутом состоянии, подавая указанные напряжения на нагрузку. В случае отклонения параметров указанных напряжений от требований таб. 1 (например, напряжение или частота больше или меньше нормы  и.т.д.) переключатель S4 отключает питание нагрузки.

Переключатель S5  устанавливается между АБП и аккумуляторной батареей и предназначен:

• - для защиты аккумуляторной батареи от сверхтоков и к.з;
• - отключения АБ при аварийных режимах с помощью системы управления;
• - ручного включения - отключения батареи при пуске (отключении) АБП;
• - для «горячей» замены аккумуляторов (замена АБ без остановки инвертора).

Возможна установка двух типоисполнений данного переключателя:

• электронно–управляемый переключатель, представляющий собой автоматический выключатель с дистанционным расцепителем с управлением от системы управления; также может управляться вручную;
• защитный прерыватель – выключатель, управляемый вручную, содержащий по одному предохранителю в плюсовом и в минусовом проводниках.

При включении двух систем по параллельной схеме реализуется одно из следующих преимуществ относительно одиночной ИГП1:

• повышение бесперебойности питания нагрузок ответственных потребителей, т.к. при параллельной работе обесточение нагрузки произойдет только при одновременном отказе двух ИГП1;
• возможность увеличения выходной мощности системы т.к. в данном режиме выходной ток делится  между двумя ИГП1.

Для реализации указанных преимуществ в системе предусмотрены соответственно три режима (по выбору потребителя) параллельной работы:

• симметричная параллельная работа;
• параллельная работа с резервированием;
• работа с горячим резервом.

Симметричная параллельная работа.

Режим применяется для увеличения выходной мощности системы, при этом мощность нагрузки может превышать мощность одной ИГП1.

Входная сеть используется при помощи цепей автоматического байпаса как резервный источник энергии. В случае отказа инвертора любой ИГП1 системы автоматического байпаса обеих ИГП1 одновременно подают напряжение входной сети на нагрузку. При этом для одновременного отключения от нагрузки обоих инверторов используются контакторы К1 двух ИГП1. В случае восстановления нормальной работы неисправного инвертора, нагрузка вновь переключается на оба инвертора. При этом ток нагрузки выравнивается между двумя ИГП1 как при питании нагрузки от инверторов, так и при питании нагрузки по цепям автоматических байпасов. Для выравнивания токов нагрузки между двумя ИГП1 используется специальное дополнительное выравнивающее устройство (трансформаторы тока, поставляются по заказу).

Параллельная работа с резервированием. 

В этом режиме мощность нагрузки всегда должна быть меньше предельно допустимой мощности одной ИГП1. В этом режиме, если одна ИГП1 отказала, вторая продолжит питать нагрузку. В случае восстановления неисправной ИГП1, она вновь подключается к системе. Если откажут обе ИГП1, системы автоматических байпасов двух ИГП1 одновременно подают напряжение входной сети на нагрузку. При этом для одновременного отключения от нагрузки обоих инверторов используются контакторы К1 двух ИГП1. 

Работа с горячим резервом.

Режим используется только для резервирования, при этом продлевается срок службы системы в целом, т.к. отдельные силовые блоки и аккумуляторная батарея одной из ИГП1 в работе не участвуют вплоть до момента возникновения неисправности в рабочей ИГП1.

В этой схеме ИГП1-1 (рабочая) питает нагрузку, а ИГП1-2 (резервная) находится в ждущем режиме, ее инвертор отключен, но постоянно готов к работе. Если откажет рабочая на данный момент ИГП1-1, то она будет полностью отключена от нагрузки, при этом одновременно включится в работу ИГП1-2 и продолжит питать нагрузку. Если откажет и ИГП1-2, то питание нагрузки переключится на ее цепь автоматического байпаса. Переход питания нагрузки с одной ИГП1 на другую и обратно происходит очень быстро и практически не прерывает питание нагрузки. При этой системе резервирования выравнивания токов нагрузки между ИГП1 нет.

ПРИМЕЧАНИЕ. В стандартном исполнении компоненты, необходимые для параллельной работы не устанавливаются. Для параллельной работы дополнительно необходимы следующие блоки:

• панель управления параллельной работой;
• трансформаторы тока;
• цифровой соединяющий кабель;
• аналоговый соединяющий кабель;
• полная система автоматического байпаса.

О необходимости параллельной работы заказчик обязательно должен сообщить при заказе.

Управление и сигнализация.

Местное управление ИГП1.

Передняя панель АБП состоит  (см.рис.1.9) из двухстрочного буквенно–цифрового индикатора, семи светодиодов, объединенных в виде мнемосхемы, отражающей состояние основных цепей и блоков,  и пяти функциональных клавиш управления, позволяющих с помощью меню осуществлять оперативное управление, контроль и задание режимов работы ИГП1.

В верхнем правом углу панели управления расположены пять функциональных клавиш, позволяющих полностью управлять ИГП1: ВВОД, ВВЕРХ (↑), ВНИЗ(↓), МИНУС (-), ПЛЮС (+).   Клавиши ВВЕРХ (↑), ВНИЗ(↓) позволяют передвигаться по строкам меню. Клавиши МИНУС (-), ПЛЮС (+) для увеличения (уменьшения) выбранного значения.  Клавиша  ВВОД служит  для подтверждения сделанного выбора.

Технологическая мнемосхема позволяет следить за рабочим состоянием ИГП1. Назначение светодиодов мнемосхемы приведено в таблице 1.11.

L1	Сеть в норме
L2	Работа выпрямителя
L3	ИГП1 работает от батареи
L4<	Нагрузка питается по цепи автоматического байпаса
L5	Нагрузка питается по цепи ручного байпаса
L6	Инвертор исправен и питает нагрузку
L7	Выходной переключатель S4 установлен в положении  «ВКЛЮЧЕНО»

Сообщения и события, выводимые на индикатор.

Алгоритм системы управления обеспечивает в общей сложности вывод 64 сообщений о состояниях и авариях ИГП1. События, связанные в основном с различными нарушениями в работе ИГП1, имеют свой код, который выводится на индикатор. Кроме этого, сообщения и события записываются в системный журнал в формате код, дата и время.

Предусмотрены два уровня доступа для работы с меню. Первый предполагает только контроль заданных режимов. Второй, защищенный паролем, - контроль заданных режимов и изменение некоторых параметров и уставок пользователем. Пункт меню «Пароль» и пункты меню, доступ к которым защищен указанным паролем, предназначены исключительно для квалифицированного обслуживающего персонала, поскольку неправильное использование функций, указанных меню, может вывести ИГП1 из строя.

Дистанционный контроль и управление.

Источник гарантированного питания ИГП1 может работать совместно с ПК (ОС - Windows NT + программное обеспечение).  При этом ПК может подключаться как непосредственно к ИГП1, так и через локальную сеть (необходим SNMP адаптер, поставляемый по заказу).

В ИГП1 данной серии доступны следующие внешние связи:

• Связь через подключенный последовательный порт
• Сигнализация контактами реле (панель интерфейса)

Использование последовательного порта.

Последовательный порт RS232 входит в стандартное исполнение ИГП1. При использовании этого порта пользователь может посмотреть все измеренные параметры, аварийные сигналы.

Для внешнего управления ИГП1 доступны следующие основные команды:

• Переключение на байпас
• Переключение на инвертор
• Звук включен/выключен
• Настройка времени и даты
• Короткий тест батареи 
• Тестирование батареи после сигнализации о низком напряжении батареи
• Отмена тестирования батареи
• Немедленно отключить выходное напряжение ИГП1
• Отключить выходное напряжение ИГП1 после задержки
• Отключить выходное напряжение ИГП1 и включить выходное напряжения ИГП1
• Отменить автоматическое отключение ИГП1 при полном разряде АБ.
• Переименовать ИГП1.

Подключение модема

Оператор может управлять ИГП1 с помощью ПК, подключенного к телефонной линии через модем.

Для подключения модема необходимы следующие элементы:

• ПК с модемом,
• WINDOWS 98,
• Наличие программного обеспечения для управления ИГП1,
• DUMB модем, который соединен с ИГП1.

В случае выполнения этой функции необходимо подключение ПК с программным управлением и внешним или внутренним модемным устройством к телефонной линии.

Удаленный оператор, с помощью ПК и модемного устройства, используя функцию управления из программного обеспечения, вызывает ИГП1 через номер, к которому он подключен. Вводное-выводное устройство модема, соединенное с ИГП1 будет отвечать на вызов и преобразует входные данные от последовательного порта ИГП1 на телефонную линию. Таким образом, оператор может контролировать параметры и управлять ИГП1.

Подключение сигнализации контактами реле.

Для сигнализации о некоторых событиях на плате интерфейса установлены 5 реле. Сигнализация производится потенциально-свободными («сухими») перекидными контактами (размыкающими и замыкающими). Контролируются следующие события:

• Сбой электропитания
• Низкий уровень заряда батареи
• Вход прерывателя цепи АБ
• Состояние байпаса
• Аварийный стоп

Конструкция.

Источник гарантированного питания ИГП1 конструктивно представляют собой металлические шкафы с принудительной вентиляцией. Сверху, спереди и с боков шкаф закрыт щитами.

На передней стороне шкафа расположены кнопки управления, ЖК-дисплей и светодиодная мнемосхема.

За съемными передними щитами расположены:

• в верхнем левом углу – клеммы контактов сигнализации  и разъем RS232;
• выше центра – переключатель ремонтного байпаса, выключатель входа инвертора;
• ниже центра, слева – выключатель батареи, входной выключатель выпрямителя;
• ниже центра, справа – выключатель байпаса, выключатель нагрузки;
• внизу – DIN-рейка с клеммными выводами для подключения проводов сети переменного тока и нагрузки.

Ввод кабелей сети переменного тока и подключения нагрузки осуществляется через отверстие, расположенное по центру снизу в передней части.

На задней стороне шкафа расположены вентиляторы охлаждения. При установке ИГП1  обеспечить промежуток от задней стенки ИГП1 до стены не менее 250 мм.

Характеристики источника источника бесперебойного питания:

Наименование параметров	Значение параметра (характеристика)
	Мощность ИГП1
	10	15	20	30
Мощность полная, кВA	10	15	20	30
Мощность активная, кВт	8	12	16	24
ВХОД
Число фаз	3, с нейтралью
Частота, Гц	50
Отклонение частоты, %	5
Номинальное входное фазное/ линейное напряжение, В	220/380 или 230/400
Отклонение входного напряжения, %	±15
Число фаз байпаса	3, с нейтралью
Номинальное фазное/ линейное напряжение байпаса, В	220/ 380 или 230/400
Раздельное подключение байпаса (возможность использование в качестве байпаса дополнительной трехфазной сети)	Есть
ВЫХОД
Число фаз	3, с нулевым проводом
Частота, Гц	50
Отклонение частоты при синхронизации с сетью, %	± 2
Отклонение частоты при работе от батареи, %	± 0,2
Номинальное выходное фазное/ линейное напряжение, В	220/ 380 или 230/400
Отклонение выходного напряжения, %	± 1
Коэффициент мощности в номинальном режиме, о.е.	0,8
КПД (при нагрузке 100%), не менее, %	90
Крест-фактор	3:1
Перегрузочная способность	при (1,1-1,25) Iном - 10 мин при (1,25-1,5) Iном - 1 мин свыше 1,5 Iном – переключение на байпас
Кратность тока на выходе (эффективная) при к.з. в нагрузке, не менее, о.е.	2 Iн
Длительность работы при коротком замыкании в нагрузке или перегрузке кратностью более 1,5 Iн с последующим  автоматическим отключением, не менее, с	3
Коэффициент нелинейных искажений на выходе, не более %	3
Радиопомехи	EN 50091
АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ
Расположение	внешнее, в шкафу или на стеллаже
Тип аккумуляторов	герметичные, необслуживаемые
Количество аккумуляторов	30
Напряжение поддерживающего заряда, В	405  (корректируется в зависимости от типа АБ)
Конечное напряжение разряда, В	300
Время восстановления 90% емкости АБ, час	10
Температурная компенсация напряжения заряда АБ	Есть
Ускоренный заряд повышенным напряжением	Возможен
Тест батареи	Автоматически раз в неделю, возможность ручного запуска
Возможность отключения АБ без перерыва питания нагрузки при наличии сети переменного тока на входе	Есть
Параллельная работа систем
Параллельная работа с «горячим» резервом» (один резервный по выбору)	До двух ИГП1
Параллельная работа с распределением нагрузки (равномерное распределение нагрузки для увеличения суммарной мощности, при отказе одной ИГП1 – отключаются обе)	До двух ИГП1
Параллельная работа с резервированием (равномерное распределение нагрузки, при отказе любой ИГП1 исправная ИГП1 продолжает питать нагрузку)	До двух ИГП1
ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ И ИНДИКАТОРЫ
Связь с ПЭВМ	RS232 (стандартный, до 25 метров)
Дистанционное управление и  контроль через локальную сеть по SNMP протоколу	Возможно через дополнительный SNMP адаптер
Соединение с модемом	Возможно
Общие характеристики
Уровень акустического шума, не более, дБА	60
Степень защиты	IP 20
Габаритные размеры, (без аккумуляторных шкафов), ВхШхГ, мм	1145х485х675
Масса нетто, (без аккумуляторных шкафов), кг	235	250	266	322

Комплектность поставки.

В комплект поставки системы входит: ИГП1, шт. - 1; комплект ЗИП одиночный, согласно ведомости ЗИП, шт. -1; эксплуатационные документы (паспорт, экз. -1, техническое описание и инструкция по эксплуатации, экз. -1).

Шкафы агрегатов, аккумуляторных батарей и ЗИП упаковываются в отдельных ящиках.

Формулирование заказа.

При заказе источника гарантированного питания ИГП1 необходимо указать тип системы, полную выходную мощность, выходное напряжение, выходную частоту, число фаз на входе и число фаз на выходе, климатическое исполнение и категорию размещения по ГОСТ 15150-69, срок службы аккумуляторной батареи, время работы от аккумуляторной батареи, необходимые опции, количество систем.

См. в разделе Источники гарантированного питания переменного тока ИГП1: