выпрямление переменного тока

источник бесперебойного питания с двойным преобразованием (энергии)
-

EN

double conversion
Topology of On-Line UPS (VFI class per IEC 62040-3). The AC mains voltage is converted to DC by means of an ac to DC Rectifier (or Charger), The DC voltage is then converted to conditioned AC by means of the Inverter.
[ http://www.upsonnet.com/UPS-Glossary/]

Структурная схема ИБП с двойным преобразованием энергии

Вся потребляемая из питающей сети энергия поступает на выпрямитель и преобразуется в энергию постоянного тока, а затем инвертором - в энергию пере­менного тока.

Высококачественные ИБП с двойным преобразованием энергии, как правило, имеют гальваническую развязку, что значительно улучшает помехоустойчивость защищаемого оборудования.

Обязательным элементом ИБП двойного преобразования большой и средней мощности является байпас - устройство обходного пути. Байпас представляет собой комбинированное электронно-механическое устрой­ство, состоящее из так называемого статического байпаса и ручного (механическо­го, контактного) байпаса.

Достоинства

• Нулевое время переключения.
  В некоторых случаях данный фактор в настоящее время перестал играть решающую роль, потому что в современных компьютерах применяются блоки питания, соответствующие стандартам IEEE, согласно которым компьютер должен быть способен выдерживать перерыв в питании не менее 8.3 мс.
  При этом в off-line ИБП, выпускаемых фирмой АРС время переключения не превышает 8 мс.
• Строгая стабилизация выходного напряжения.

Недостатки

• Высокая стоимость,
• Повышенный уровень помех, вносимых самим ИБП в электрическую сеть,
• Более низкий КПД по сравнению с другими типами ИБП.

[ http://www.tcs.ru/reviews/?id=345 с изменениями]

Часто в качестве синонима термина ИПБ с двойным преобразованием употребляют термин on-line ИБП. Это не верно, так как в группу on-line ИБП входят ИБП четырех типов (см. источник бесперебойного питания активного типа).

В ИБП с двойным преобразованием вся потребляемая энергия поступает на выпрямитель и преобразуется в энергию постоянного тока, а затем инвертором — в энергию пере­менного тока.

Технология двойного преобразования отработана и успешно используется свы­ше двадцати лет, однако ей присущи принципиальные недостатки:

• ИБП является причиной гармонических искажений тока в электрической сети (до 30%) и, таким образом, — потенциально причиной нарушения работы другого оборудования, соединенного с электрической сетью; он имеет низкое значение входного коэффициента мощности (coscp);
• ИБП имеет значительные потери, так как принципом получения выходного переменного тока является первичное преобразование в энергию постоянного тока, а затем снова преобразование в энергию переменного тока; в процессе такого двойного преобразования обычно теряется до 10 % энергии.

Первый недостаток устраняется за счет применения дополнительных уст­ройств (входных фильтров, 12-импульсных выпрямителей, оптимизаторов-бусте­ров), а второй принципиально не устраним (у лучших образцов ИБП большой мощности КПД не превышает 93 %).

Современные ИБП двойного преобразования оборудуются так называемыми кондиционерами гармоник и устройствами кор­рекции коэффициента мощности (coscp). Эти устройства входят либо в базовый комплект ИБП, либо применяются опционально и позволяют снять проблему с внесением гармонических искажений (составляют не более 3 %) и повысить коэф­фициент мощности до 0,98.

Существуют схемы ИБП с двойным преобразованием 1:1, 3:1 и 3:3. Это означает:

• 1:1 — однофазный вход, однофазный выход;
• 3:1 — трехфазный вход, однофазный выход;
• 3:3 — трехфазный вход, трехфазный выход.

Схемы 1:1 и 3:1 целесообразно применять для мощностей нагрузки до 30 кВА, при этом симметрирование не требуется, и мощность инвертора используется ра­ционально. Следует иметь в виду, что байпас в таких схемах является однофазным и при переходе ИБП с инвертора на байпас для входной сети ИБП 3:1 становится несимметричным устройством, подобно ИБП 1:1.

ИБП по схеме 3:1

Особенностью данной схемы является наличие на входе конвертора 3:1. При его отсутствии ИБП имеет схему 1:1. Наличие конвертора не только превращает ИБП 1:1 в 3:1, но и позволяет осуществлять работу через байпас в симметричном режиме.

ИБП по схеме 3:3

ИБП по схеме 3:3 в отличие от ИПБ по схеме 3:1 имеет зарядное устройство для оптимизации режима заряда аккумулятор­ной батареи и преобразователь постоянного тока — бустер (booster DC/DC), позво­ляющий облегчить работу выпрямителя за счет снижения глубины регулирования. Таким образом обеспечивается меньший уровень гармонических искажений вход­ного тока. В некоторых случаях такую схему называют схемой с тройным преобра­зованием.

Принципиально нет предпосылок выделять такие схемы в отдельный тип ИБП, так как остается общим главный принцип — выпрямление тока с его последующим инвертированием. Разумеется, в звене постоянного тока могут присутствовать сгла­живающие ёмкости, а в некоторых случаях — дроссель (на схемах не показаны). ИБП  работает по схеме 3:3 в любом режиме — при работе через инвертор (ре­жим on-line) и при работе через байпас. По отношению к питающей сети работа в ре­жиме on-line является симметричной, тогда как работа через байпас зависит от балан­са нагрузок по фазам. Впрочем, сбалансированность нагрузок по фазам в первую очередь важна для рационального использования установленной мощности самого источника, а по отношению к питающей сети небаланс по фазам при работе через бай­пас может проявить себя только при работе с ДГУ. Но в этом случае решающим будет не симметрия нагрузки, а её нелинейность.

[ http://electromaster.ru/modules/myarticles/article.php?storyid=365 с изменениями]

Тематики

• источники и системы электропитания

Обобщающие термины

• on-line ИБП
• on-line источник бесперебойного питания
• источник бесперебойного питания активного типа

Синонимы

• ИБП с двойным преобразованием
• ИБП с двойным преобразованием энергии

EN

• double conversion UPS

переключательный пункт
—
[Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.]

Тематики

• электротехника, основные понятия

EN

• control and switching point
• switching station
• switching substation

подстанция
Электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии.
[ ГОСТ 19431-84]

подстанция
Подстанцией (ПС) называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительных устройств, устройств управления и вспомогательных сооружений.
[РД 34.20.185-94]

подстанция
Электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторов или других преобразователей электрической энергии, устройств управления, распределительных и вспомогательных устройств по ГОСТ 19431.
[ ГОСТ 24291-90]

подстанция электрическая
Группа установок и оборудования, размещаемая в здании или на открытой площадке, предназначенная для преобразования параметров передаваемой электроэнергии или распределения её
[Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]

электрическая подстанция
Электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии.
[ПОТ Р М-016-2001]
[РД 153-34.0-03.150-00]

EN

substation (of a power system)
a part of an electrical system, con-fined to a given area, mainly including ends of transmission or distribution lines, electrical switchgear and controlgear, buildings and transformers. A substation generally includes safety or control devices (for example protection)
NOTE – The substation can be qualified according to the designation of the system of which it forms a part. Examples: transmission substation (transmission system), distribution substation, 400 kV or 20 kV substation.
[IEV number 601-03-02 ]

FR

poste (d'un réseau électrique)
partie d'un réseau électrique, située en un même lieu, comprenant principalement les extrémités des lignes de transport ou de distribution, de l'appareillage électrique, des bâtiments, et, éventuellement, des transformateurs. Un poste comprend généralement les dispositifs destinés à la sécurité et à la conduite du réseau (par exemple les protections)
NOTE – Selon le type de réseau auquel appartient le poste, il peut être qualifié par la désignation du réseau. Exemples: poste de transport (réseau de transport), poste de distribution, poste à 400 kV, poste à 20 kV.
[IEV number 601-03-02 ]

Подстанции с трансформаторами, преобразующие электрическую энергию только по напряжению, называются трансформаторными; а преобразующие электроэнергию по напряжению и другим параметрам (изменение частоты, выпрямление тока), — преобразовательными. На ПС могут устанавливаться два и более, как правило, трехфазных трансформатора. Установка более двух трансформаторов принимается на основе технико-экономических расчетов, а также в случаях, когда на ПС применяется два средних напряжения. При отсутствии трехфазного трансформатора необходимой мощности, а также при транспортных ограничениях возможно применение группы однофазных трансформаторов. Подстанция, как правило, состоит из нескольких РУ разных ступеней напряжения, соединенных между собой трансформаторной (автотрансформаторной) связью;
[ http://energy-ua.com/elektricheskie-p/klassifikatsiya.html]

Тематики

• электроснабжение в целом

Синонимы

• ПС
• электрическая подстанция

EN

• electric power substation
• electric substation
• SS
• station
• sub
• substation
• substation (of a power system)
• switching station
• switching substation

DE

• Station feines Netzes
• Umspannstation

FR

• poste (d`un reseau electrique)
• sous-station électrique

распределительное устройство
Распределительным устройством (РУ) называется электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая сборные и соединительные шины, коммутационные аппараты, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы.
[РД 34.20.185-94]

распределительное устройство
Электроустановка, предназначенная для приема и распределения электрической энергии на одном напряжении и содержащая коммутационные аппараты и соединяющие их сборные шины [секции шин], устройства управления и защиты.
Примечание. К устройствам управления относятся аппараты и связывающие их элементы обеспечивающие контроль, измерение, сигнализацию и выполнение команд.
[ ГОСТ 24291-90]
[ ГОСТ Р 53685-2009]

электрическое распределительное устройство
распределительное устройство
Устройство, предназначенное для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении и содержащее коммутационные аппараты и соединяющие их сборные соединительные устройства.
Примечание. В состав распределительного устройства дополнительно могут входить устройства защиты и управления
[ОСТ 45.55-99]

распределительное устройство
Электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы.
[ПОТ Р М-016-2001]
[РД 153-34.0-03.150-00]

устройство распределительное
Совокупность аппаратов и приборов для приёма и распределения электроэнергии одного напряжения, вырабатываемой электростанцией или преобразуемой подстанцией
[Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]

EN

switching substation
a substation which includes switchgear and usually busbars, but no power transformers
[IEV number 605-01-02]

FR

poste de sectionnement
poste de coupure
poste comprenant des organes de manoeuvre et généralement des jeux de barres, à l'exclusion de transformateurs de puissance
[IEV number 605-01-02]

В качестве РУ 6—10 кВ используется сборка высокого напряжения с однополюсными разъединителями и вертикальным расположением фаз одного присоединения и одна камера КСО с выключателем нагрузки и предохранителями для подключения трансформатора. Для РУ 0,4 кВ применяются сборки низкого напряжения с предохранителями и вертикальным расположением фаз одного присоединения.
На ПС применяются открытые (ОРУ), закрытые (ЗРУ) или комплектные (КРУ) распределительные устройства.

[ http://energy-ua.com/elektricheskie-p/klassifikatsiya.html]

КЛАССИФИКАЦИЯ

В общем случае ПС и РУ являются составной частью электроустановок, которые различаются:

• по назначению:
  
  • генерирующие,
  • преобразовательно-распределительные,
  • потребительские.
    
    Генерирующие электроустановки служат для выработки электроэнергии, преобразовательно-распределительные электроустановки преобразуют электроэнергию в удобный для передачи и потребления вид, передают ее и распределяют между потребителями;

• по роду тока:
  
  • постоянного тока,
  • переменного тока.

• по напряжению:
  
  • до 1000 В,
  • выше 1000 В.

 Шкала номинальных напряжений ограничена сравнительно небольшим числом стандартных значений, благодаря чему изготавливается небольшое число типоразмеров машин и оборудования, а электросети выполняются более экономичными. В установках трехфазного тока номинальным напряжением принято считать напряжение между фазами (междуфазовое напряжение). Согласно ГОСТ 29322—92 установлена следующая шкала номинальных напряжений:

для электросетей переменного тока частотой 50 Гц междуфазовое напряжение должно быть: 12, 24, 36, 42, 127, 220, 380 В; 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ;
для электросетей постоянного тока: 12, 24, 36, 48, 60, 110, 220, 440, 660, 825, 3000 В и выше.

• по способу присоединения к электросети ПС разделяются на:
  
  • тупиковые (блочные),
  • ответвительные (блочные),
  • проходные (транзитные)
  • узловые.

Тупиковые ПС получают питание по одной или двум тупиковым ВЛ.

Ответвительные ПС присоединяются ответвлением к одной или двум проходящим ВЛ с односторонним или двухсторонним питанием.

Проходные ПС включаются в рассечку одной или двух проходящих ВЛ с односторонним или двухсторонним питанием.

Узловые ПС кроме питающих имеют отходящие радиальные или транзитные ВЛ.

• по способу управления ПС могут быть:
  
  • только с телесигнализацией,
  • телеуправляемыми с телесигнализацией,
  • с телесигнализацией и управлением с общеподстанционного пункта управления (ОПУ).

Подстанции оперативно обслуживаются постоянным дежурным персоналом на щите управления, дежурными на дому или оперативно-выездными бригадами (ОВБ). Ремонт ПС осуществляется специализированными выездными бригадами централизованного ремонта или местным персоналом подстанции.

В РУ напряжением до 1000 В провода, шины, аппараты, приборы и конструкции выбирают как по нормальным условиям работы (напряжению и току), так и по термическим и динамическим воздействиям токов коротких замыканий (КЗ) или предельно допустимой отключаемой мощности.

В РУ и ПС напряжением выше 1000 В расстояния между электрооборудованием, аппаратами, токоведущими частями, изоляторами, ограждениями и конструкциями устанавливаются так, чтобы при нормальном режиме работы электроустановки возникающие физические явления (температура нагрева, электрическая дуга, выброс газов, искрение и др.) не могли привести к повреждению оборудования и КЗ.

[ http://energy-ua.com/elektricheskie-p/klassifikatsiya.html]
 

Several different classifications of switchgear can be made:

• By the current rating.
• By interrupting rating (maximum short circuit current that the device can safely interrupt)
  
  • Circuit breakers can open and close on fault currents
  • Load-break/Load-make switches can switch normal system load currents
  • Isolators may only be operated while the circuit is dead, or the load current is very small.
• By voltage class:
  
  • Low voltage (less than 1,000 volts AC)
  • Medium voltage (1,000–35,000 volts AC)
  • High voltage (more than 35,000 volts AC)
• By insulating medium:
  
  • Air
  • Gas (SF6 or mixtures)
  • Oil
  • Vacuum
• By construction type:
  
  • Indoor (further classified by IP (Ingress Protection) class or NEMA enclosure type)
  • Outdoor
  • Industrial
  • Utility
  • Marine
  • Draw-out elements (removable without many tools)
  • Fixed elements (bolted fasteners)
  • Live-front
  • Dead-front
  • Open
  • Metal-enclosed
  • Metal-clad
  • Metal enclosed & Metal clad
  • Arc-resistant
• By IEC degree of internal separation
  
  • No Separation (Form 1)
  • Busbars separated from functional units (Form 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b)
  • Terminals for external conductors separated from busbars (Form 2b, 3b, 4a, 4b)
  • Terminals for external conductors separated from functional units but not from each other (Form 3a, 3b)
  • Functional units separated from each other (Form 3a, 3b, 4a, 4b)
  • Terminals for external conductors separated from each other (Form 4a, 4b)
  • Terminals for external conductors separate from their associated functional unit (Form 4b)
• By interrupting device:
  
  • Fuses
  • Air Circuit Breaker
  • Minimum Oil Circuit Breaker
  • Oil Circuit Breaker
  • Vacuum Circuit Breaker
  • Gas (SF6) Circuit breaker
• By operating method:
  
  • Manually operated
  • Motor/stored energy operated
  • Solenoid operated
• By type of current:
  
  • Alternating current
  • Direct current
• By application:
  
  • Transmission system
  • Distribution
• By purpose
  
  • Isolating switches (disconnectors)
  • Load-break switches.
  • Grounding (earthing) switches

A single line-up may incorporate several different types of devices, for example, air-insulated bus, vacuum circuit breakers, and manually operated switches may all exist in the same row of cubicles.

Ratings, design, specifications and details of switchgear are set by a multitude of standards. In North America mostly IEEE and ANSI standards are used, much of the rest of the world uses IEC standards, sometimes with local national derivatives or variations.

[Robert W. Smeaton (ed) Switchgear and Control Handbook 3rd Ed., Mc Graw Hill, new York 1997]
[ http://en.wikipedia.org/wiki/High_voltage_switchgear]

Тематики

• электрификация, электроснабж. железных дорог
• электроагрегаты генераторные
• электробезопасность
• электроснабжение в целом

Синонимы

• РУ
• электрическое распределительное устройство

EN

• distribution
• energy distribution board
• gear
• switch-gear
• switchboard
• switchgear
• switching substation
• switchyard

DE

• Schaltanlage
• Schaltstation

FR

• installation de distribution
• poste de commutation
• poste de coupure
• poste de sectionnement

3 (электрическое) распределительное устройство; РУ

Электроустановка, предназначенная для приема и распределения электрической энергии на одном напряжении и содержащая коммутационные аппараты и соединяющие их сборные шины [секции шин], устройства управления и защиты.

Примечание. К устройствам управления относятся аппараты и связывающие их элементы, обеспечивающие контроль, измерение, сигнализацию и выполнение команд

605-01-02^**

de Schaltstation

en switching substation

fr poste de sectionnement, poste de coupure

Источник: ГОСТ 24291-90: Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения оригинал документа

A few slight rectifications of theory were at the same time made. — В то же время в теорию были внесены некоторые небольшие изменения и поправки.

управляемый выпрямитель
выпрямитель с импульсным управлением
-

Очень часто необходимо, чтобы выпрямитель не только преобразовывал переменное напряжение в постоянное, но имог изменять его значение. Выпрямители, которые совмещают выпрямление переменного напряжения (тока) с управлением выпрямленным напряжением (током), называются управляемыми выпрямителями. Основным элементом управляемых выпрямителей является тиристор (или транзистор).

Управление выпрямленным напряжением сводится к управлению моментом отпирания тиристора. Это делается короткими импульсами с крутым фронтом. Если тиристор открыт в течении всего полупериода, то на выходе получается пульсирующее напряжение, аналогично неуправляемому выпрямителю. При изменении времени задержки отпирания тиристоров меняется действующее значение выпрямленного напряжения.  Каждой задержке соответствует угол сдвига по фазе между напряжением на тиристоре и сигналом управления. Этот угол называется углом управления или регулирования и определяется как α=ωtз, где tз -время задержки, ω - угловая частота (ω=2πf).

Схема управляемого однополупериодного выпрямителя

Зависимость выходного напряжения от времени задержки tз

[http://naf-st.ru/articles/ip/upv/]

Тематики

• источники и системы электропитания

Синонимы

• выпрямитель с импульсным управлением
• импульсный выпрямитель

EN

• rectifier based on switch mode technology
• switched-mode rectifier

управляемый выпрямитель
выпрямитель с импульсным управлением
-

Очень часто необходимо, чтобы выпрямитель не только преобразовывал переменное напряжение в постоянное, но имог изменять его значение. Выпрямители, которые совмещают выпрямление переменного напряжения (тока) с управлением выпрямленным напряжением (током), называются управляемыми выпрямителями. Основным элементом управляемых выпрямителей является тиристор (или транзистор).

Управление выпрямленным напряжением сводится к управлению моментом отпирания тиристора. Это делается короткими импульсами с крутым фронтом. Если тиристор открыт в течении всего полупериода, то на выходе получается пульсирующее напряжение, аналогично неуправляемому выпрямителю. При изменении времени задержки отпирания тиристоров меняется действующее значение выпрямленного напряжения.  Каждой задержке соответствует угол сдвига по фазе между напряжением на тиристоре и сигналом управления. Этот угол называется углом управления или регулирования и определяется как α=ωtз, где tз -время задержки, ω - угловая частота (ω=2πf).

Схема управляемого однополупериодного выпрямителя

Зависимость выходного напряжения от времени задержки tз

[http://naf-st.ru/articles/ip/upv/]

Тематики

• источники и системы электропитания

Синонимы

• выпрямитель с импульсным управлением
• импульсный выпрямитель

EN

• rectifier based on switch mode technology
• switched-mode rectifier