Электропитание устройств АСС.

Культин И.В. – главный специалист института Ленметрогипротранс; Починко В.В. – технический директор компании Спецэлектронмонтаж.

Современное электрооборудование, применяемое на объектах метрополитена особо требовательно к качеству потребляемой энергии, так как проблемы электропитания могут привести к сокращению срока службы и выходу оборудования из строя, и как следствие, к сбоям в перевозочном процессе.

Среди многих других последствий некачественного электроснабжения следует выделить информационные сбои в компьютерных сетях. Проведенные исследования показывают, что более половины случаев потери и искажения данных вызывается неполадками в силовых сетях электроснабжения.

Наиболее действенной защитой оборудования от искажений в электропитающей сети является применение источников бесперебойного питания (ИБП).

Для электропитания устройств АСС Казанского метрополитена, имеющих в своем составе компьютерное оборудование, серверы, коммуникационное оборудование, электроприборы систем управления и передачи данных, применены источники электропитания класса ON-LINE. ИБП данного класса обеспечивают потребителей стабилизированным синусоидальным напряжением независимо от параметров сети питания на входе источника. В случае отключения внешних источников электроэнергии, переход ИБП на батареи осуществляется мгновенно, без разрыва тока нагрузки.

Электропитание потребителей АСС на объектах метрополитена осуществляется по двум фидерам трехфазного напряжения 380В 50 Гц по схеме «звезда с глухозаземленной нейтралью» от двух независимых источников, подключаемых через АВР. Такая схема соответствует мировой практике и испытана на станциях Петербургского метрополитена. Потребители АСС станции по организации электропитания делятся на две группы.

К первой группе относятся потребители I категории особой группы надежности, связанные с управлением движением поездов (стационарная аппаратура системы «Движение», АРМы диспетчеров, АРМы ДСЦТ).

Ко второй группе относятся прочие потребители I категории особой группы надежности (АРМ ДСПТ, аппаратура КАС ДУ, АСКОПМ, связи, теленаблюдения и ОПС).

Потребители данных групп подключаются через автономные комплекты по два ИБП с сухими аккумуляторными батареями, обеспечивающими общее время поддержки электропитания не менее 1 часа при пропадании напряжения на основном и резервном фидерах. Также ИБП поддерживают постоянный уровень напряжения на входах нагрузок при переключении   с основного на резервный фидер.

В качестве поставщика аппаратных средств электроснабжения (ИБП, щиты распределительные и АВР) Заказчиком была утверждена Петербургская компания «Спецэлектронмонтаж».

Компания «Спецэлектронмонтаж» работает с Eaton’s Powerware Division – ведущим  мировым поставщиком энергетического оборудования. Отчет Frost & Sullivan за 2004 год  констатирует, что Eaton’s Powerware Division удерживает наибольшую в процентном отношении долю мирового рынка ИБП мощностью более 5 кВ. Инженеры компании «Спецэлектронмонтаж» имеют более чем 10 летний опыт работы с системами бесперебойного питания (СБП) и более 20 сертификатов, подтверждающих обучение на заводах изготовителя в Великобритании, Италии и Финляндии.

Начиная с 1998 года компания «Спецэлектронмонтаж» внедряло системы бесперебойного питания в г. Казани на таких объектах, как Резиденция президента РТ, Министерство Транспорта и Дорожного Хозяйства РТ, Кабинет Министров РТ, Казанский кремль, ТатАСУнефть, АК БАРС Банк и Республиканская Клиническая Больница.

На сегодняшний день компания «Спецэлектронмонтаж» имеет представительства в Москве и Санкт-Петербурге и выполняет весь комплекс работ по установке систем бесперебойного питания в любой точке России. Сервисные центры и склады (продукции и запасных частей) находятся в Москве, Санкт-Петербурге и Казани.

Все ИБП производства Eaton’s Powerware Division запроектированные для Казанского метрополитена мощностью от 7,5 до 80 кВА – одной серии (PW9305), т.е. имеют одинаковую схемотехнику. Это упрощает их обслуживание и уменьшает количество необходимых запасных частей.

Модель ИБП Powerware 9 серии, модель PW9305 обеспечивает полную защиту от девяти наиболее часто встречающихся проблем с электропитанием, включая пропадание, просадки и всплески напряжения, пониженный уровень напряжения, высокочастотный шум, высоковольтные импульсы, отклонения частоты, переходные процессы при коммутации и искажения синусоидальности напряжения.

PW9305 Hot Sync на Ладожском вокзале в Петербурге.

Ниже приведены отличительные особенности ИБП POWERWARE модели PW9305:

— Предусмотрена «технология двойного преобразования» (или он-лайновая технология), когда энергия питающей сети до того, как поступить в нагрузку, дважды преобразуются: сначала напряжение сети выпрямляется, затем инвертируется. Такой принцип работы позволяет ИБП защищать подключенное оборудование от любых проблем с электропитанием.

— Передовая технология управления зарядом батарей АВМ (Advanced Battery Management). Обычно принято заменять кислотные свинцовые аккумуляторные батареи, используемые в ИБП, если они обеспечивают менее половины расчетного времени автономной работы. Аккумуляторы, постоянно подзаряжающиеся слабым током (а именно так заряжаются батареи всех других производителей ИБП), имеют почти вдвое меньший срок службы, чем батареи, заряжаемые по технологии ABM. ABM использует запатентованный трехступенчатый метод заряда аккумуляторов, который кроме удвоения срока их службы оптимизирует время заряда и обеспечивает заблаговременное предупреждение (вплоть до 60 дней) об отказе батарей.

— Наиболее прогрессивный на сегодняшний день программируемый продукт для тестирования аккумуляторных батарей. DC Expert обеспечивает пользователя информацией о напряжении, токе и остающемся времени резервирования батарей, жизнеспособности массива аккумуляторов и т.п. Таким образом, потребитель всегда может судить о состоянии батарей ИБП (UPS), планировать их техническое обслуживание и предотвращать неожиданные потери нагрузки из-за износа батарей.

— В ИБП предусмотрена обходная шунтирующая цепь – байпас. При внутренних повреждениях ИБП или перегрузке он автоматически переключается на байпас. Таким образом, даже при выходе ИБП из строя нагрузка не теряет питание, а немедленно переводится на сеть.

— Для перевода нагрузки на сеть в случае технического обслуживания или ремонта ИБП используется ручной переключатель на байпас. Конструктивно ручной переключатель встраивается в системный блок ИБП, по умолчанию он реализуется для всех ИБП PW9305 (кроме входящих в параллельную систему, где он встроен в блок параллирования).

— ИБП производства Powerware поставляются в комплекте с программным обеспечением Powerware Software Suite в которое входят Lansafe V.5, OnliNet Centro и Vista, 30 дневная демо-версия PowerVision и т.д. Основные характеристики пакета:

  • сохранение целостности данных во всей распределенной компьютерной сети – последовательное контролируемое завершение работы всех компьютеров, защищаемых ИБП;
  • ведение протоколов работы системы и возможность анализа параметров питающей сети;
  • ПО поставляется бесплатно со всеми моделями ИБП производства Powerware.

Проектом предусмотрена параллельная система для резервирования состоящая из двух ИБП Powerware 9305 и блока параллирования (со встроенным механическим системным байпасом). В нормальном режиме нагрузка равномерно распределяется между ИБП. Если один из ИБП выходит из строя, он автоматически отключается от критической шины. При этом второй источник немедленно принимает на себя полную нагрузку. Особенность параллельной системы — отсутствие управляющего блока и информационных каналов между параллельными модулями, настоящая беспроводная работа. Равномерное распределение нагрузки и селективное отключение аварийного ИБП происходят без какого-либо обмена информацией между модулями. Отсутствие общей точки, повреждение которой могло бы привести к отказу всей системы, выгодно отличает Hot Sync от технологий параллельной работы ИБП наших конкурентов.

В PW9305 имеется панель наблюдения со светодиодными индикаторами включения ИБП, наличия входного напряжения, работы от батарей, работы в режиме байпаса, перегрузки, перегрева, необходимости технического обслуживания. Кроме того, предусмотрены гистограмма нагрузки и звуковой сигнал тревоги
В PW9305 20-80 кВА передняя панель снабжена алфавитно-цифровым жидкокристаллическим дисплеем с системой меню и светодиодными индикаторами включения ИБП, питания от батарей, перехода на байпас и тревоги. Сведения, выводимые на дисплей: состояние источника, входное и выходное напряжения, внутренняя температура ИБП, время батарейной поддержки, текущие аварийные сигналы и др. Кроме того, имеется возможность изменять установки источника.