В соответствии с отраслевыми требованиями системы электропитания (СЭП) технических средств железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) строятся по принципу резервирования электропитания. Максимальная надежность системы электропитания при обеспечении высоких качественных показателей электроэнергии достигается в СЭП с полным резервированием за счет использования мощных устройств бесперебойного питания (УБП), которые при отсутствии входного напряжения или выходе его за нормативные пределы качества обеспечивают электроснабжение потребителей от инвертора и собственных аккумуляторных батарей.
УБП применяются в составе устройств электропитания для технических средств железнодорожной автоматики и телемеханики, таких как электрическая централизация (ЭЦ), диспетчерская централизация (ДЦ), горочная централизация (ГАЦ), автоматическая блокировка с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования (АБТЦ), технические средства связи и другие системы.
Целью применения УБП является обеспечение непрерывности электропитания технических средств ЖАТ при отключении внешних источников электроснабжения, а также повышение его надежности и качества. Применение устройств бесперебойного питания позволяет уменьшить количество технологических сбоев и задержек поездов из-за перебоев электропитания технических средств ЖАТ и снизить количество их отказов, вызванных некачественным электропитанием. Процесс эксплуатации оборудования на железных дорогах связан с тяжелыми условиями работы и низким качеством питающей сети. Наиболее часто встречаются такие виды аварий, как понижение напряжения и сильные гармонические искажения его формы, что можно увидеть на осциллограмме.
При выборе УБП для применения в составе СЭП необходимо учесть множество факторов:
- требование обеспечения качественного электропитания при высоком уровне помех в сети, влиянии высокочастотных и низкочастотных полей на работу силовой и управляющей электроники;
- значительное количество разнородного оборудования в нагрузке, в том числе многочисленные трансформаторы (поскольку электропитание технологического оборудования осуществляется изолированно от земли);
- необходимость наличия подсистем самодиагностики с передачей информации в системы мониторинга верхнего уровня;
- резервирование УБП для обеспечения заданного уровня надежности.
С такими высокими требованиями и тяжелыми условиями работы справится трансформаторный УБП серии FR-UK компании Kehua Tech, который в исполнении с трехфазным входом и выходом выпускается в диапазоне мощностей от 10 до 600 кВА. Он имеет экранированные платы управления, что значительно увеличивает надежность устройства и обеспечивает дополнительную защиту от наводок и радиопомех. В УБП серии FR-UK надежность систем управления увеличена за счет резервирования плат питания и разделения контуров управления инвертором, выпрямителем и электронным байпасом. Надежный тиристорный выпрямитель, экранированные платы управления, резервирование плат питания, разделение контуров управления в совокупности с другими конструктивными решениями обеспечивают наибольшую устойчивость к внешним негативным факторам и соответствие самым жестким отраслевым требованиям.
Подтверждением высокого качества УБП серии FR-UK33 стали проведенные в испытательном центре железнодорожной автоматики и телемеханики ПГУПС испытания для проверки выполнения требований нормативных документов по электромагнитной совместимости и электробезопасности.
Испытания проводились в несколько этапов:
- измерение электрического сопротивления изоляции;
- испытание электрической прочности изоляции при подаче напряжения 2,82 кВ;
- устойчивость к электростатическим разрядам при контактном и воздушном воздействии;
- проверка устойчивости к наносекундным импульсным помехам в цепях электропитания, заземления и сигнализации;
- проверка устойчивости к микросекундным импульсным помехам большой энергии в цепях электропитания.
Результаты испытаний УБП Kehua показали их соответствие требованиям ГОСТ по электробезопасности и электромагнитной совместимости. Специалистами испытательного центра было отмечено, что хотя допустимым является критерий качества функционирования «В» (в период действия помех допускается ухудшение качества функционирования), УБП Kehua соответствовали критерию качества «А», т. е. продолжали работать без ухудшения параметров функционирования.
УБП серии FR-UK имеет интуитивно понятное управление, русифицированный семидюймовый дисплей и мнемосхему с независимой светодиодной индикацией состояния. Наличие перечисленных элементов мониторинга и контроля позволяет оператору быстро производить оценку и анализ текущей ситуации. Для уменьшения вероятности ошибочного отключения инвертора персоналом использовано дублирование кнопки управления — включение или выключение инвертора производится с помощью одновременного нажатия на две кнопки.
Мониторинг УБП, позволяющий своевременно реагировать на аварийные и предаварийные состояния устройства, является одним из методов повышения надежности его работы. Для УБП, установленных на объектах без постоянного присутствия человека, крайне важен удаленный мониторинг состояния оборудования. FR-UK реализует такую возможность благодаря встраиваемой SNMP-плате (или внешнему SNMP-интерфейсу, к которому можно подключить до четырех датчиков температуры и влажности). УБП в базовой комплектации имеет возможность работы с протоколом верхнего уровня Modbus. Устройства оснащены коммуникационным портом USB. Оператор, используя этот порт и простой набор команд с панели управления, может записать на USB-носитель журнал событий, осциллограммы напряжений и токов УБП, зафиксированных в нештатных ситуациях. В дальнейшем эти сведения могут быть переданы в сервисный центр для предварительного анализа и поиска решения проблемы, что значительно увеличивает скорость реагирования, сокращает время устранения неисправности и увеличивает надежность работы системы.
Оборудование серии FR-UK характеризуется высокой удельной мощностью. Оно имеет только фронтальное обслуживание, поэтому его можно размещать вплотную к стене или в углу.
Эти особенности УБП позволяют устанавливать его в помещениях небольшой площади и упрощают проведение работ по модернизации систем электропитания. Резервирование, обязательное для систем электропитания технических средств ЖАТ, в УБП серии FR-UK реализуется за счет встроенных интерфейсов параллельной работы. Имеется возможность построения системы, включающей до четырех устройств в параллель, без применения каких-либо дополнительных опций. Для повышения надежности работы параллельной группы УБП используется кольцевая схема подключения кабелей информационной шины.
Высокое качество и надежность устройств бесперебойного питания серии FR-UK компании Kehua Tech, подтвержденные испытаниями в испытательном центре, в сочетании с дружественным оператору интерфейсом, высоким уровнем диспетчеризации, удобством обслуживания и хорошими массогабаритными характеристиками позволяют рассматривать их как приоритетную модель для использования в системах электропитания технических средств ЖАТ.
