Разработка и анализ системы электропитания

Категории систем электропитания

Все системы электропитания делятся на три категории:

1. Система резервного электропитания.
2. Система гарантированного электропитания.
3. Система бесперебойного электропитания.

Система гарантированного электропитания должна обеспечивать полную гарантию подключенных объектов, автоматический запуск и переключение нагрузки с генератора на внешнюю сеть питания, а также выдачу сигналов тревоги в случае аварийной ситуации. Наиболее целесообразным случаем применения системы гарантированного электропитания является тот, когда происходят частые исчезновения напряжений в основной сети, а также отсутвствуют потребители первой категории.

Системы бесперебойного электропитания необходимы для дистанционного мониторинга и управления параметрами системы и источниками питания, бесперебойного переключения нагрузок, гальванической развязки цепей, обеспечения высокого коэффициента полезного действия, обеспечения независимой поддержки нагрузки на протяжении определенного промежутка времени, обеспечения возможности включения нескольких источников питания параллельно, создания выходного напряжения чистой синусоидальной формы, а также защиты от перепадов, всплесков и скачков напряжений.

Системы резервного электропитания предоставляют возможность нормальной работы системы в случае отключения электрической энергии. Основными преимуществами такой системы являются возможность добавления мощностей, экономия электричества, нормальная работа в случае отключения электрической энергии. В состав данной системы обязательно входят аккумуляторные батареи для хранения электроэнергии и инверторы, используемые для зарядки аккумуляторных батарей.

Принципы разработки систем электропитания. Основы анализа систем электропитания

При разработке системы электропитания реализуются следующие принципы:

1. Принцип блочности. Данный принцип предполагает разделение системы на несколько частей с целью разработки каждой из них по отдельности, при условии согласования принятых решений. Этот принцип также предполагает решение задач трех аспектов: функционального, технологического и конструкторского. Функциональный аспект отражает главные принципы функционирования всей системы. Конструкторским аспектом реализуются результаты функционального. технологическим аспектом реализуются результаты конструкторского.
2. Принцип иерархичности. Данный принцип предполагает рассмотрение системы электропитания по уровням для последовательного наращивания сложности описания системы электропитания в сочетании с принципом блочности, например, разделение нагрузок в системе по функциональному принципу.
3. Принцип многоэтапности. Данный принцип предполагает разделение процесса разработки системы электропитания на процедуры, этапы, стадии и т.п.
4. Принцип нисходящего проектирования. Данный принцип предполагает решение в первую очередь задача более высокого иерархического уровня. Данный принцип применяется в том случае, когда неизвестны все составляющие системы.
5. Принцип восходящего проектирования. Данный принцип предполагает решение сначала задач более низкого иерархического уровня. В данном случае составляющие системы разрабатываются раньше, чем сама система.
6. Принцип итерационности. Данный принцип подразумевает выработку рациональных проектных решений.

В системах электропитания существуют три вида нагрузок: по электрическому току, по активной и по реактивной мощности. Индивидуальные графики нагрузки создаются отдельными электроприемниками, а групповые - группами электроприемников. Основными приборами, которые могут использоваться при анализе системы электропитания, являются варметры, ваттметры, амперметры, электрические счетчики и специальные информационно измерительные системы. Выбор прибора для анализа системы в первую очередь зависит от скорости изменения графиков нагрузки, т. е. определяется частотой дискретизации графиков во времени.

Групповые графики должны записываться минимум 48 часов (будний и выходной день). Если ритм работы анализируемой системы изменяется, то осуществляется недельная запись графиков нагрузки.

Также при анализе системы электропитания обследуются качества электрической энергии. К основным из них относятся доза фликера (допустимая погрешность 5 %), отклонение напряжения (допустимая погрешность 0,5 %), размах изменения напряжения (допустимая погрешность 8 %).