нужно+было

см. тж. учитывать

— а если ещё учесть, что...

— давать возможность учесть

— если учесть, что

— их нужно было бы учесть

— не так уж и удивительно, если учесть

— особенно, если учесть, что

— особенно, если учесть

— полезно учесть влияние..., используя

— соответствующим образом изменённый с тем, чтобы учесть

— такое расхождение неудивительно, если учесть трудности, которые исследователи встречают при

— что совсем неплохо, если учесть

— чтобы учесть это обстоятельство

— это и понятно, если учесть

1) ( с кем) (не доверяться кому-либо, быть осторожным, осмотрительным) watch one's step with smb.; be on the look-out for smb.

2) (быть начеку, настороже) be on the alert (on one's guard); keep one's ears cocked

- наполненный до краёв

1) (всем существом, во всём (быть кем-либо или каким-либо)) to the bone; to the marrow < of one's bones>; of the first water; sheerest (clearest) type of smth.

2) (до последней степени, совершенно) to the bone; to the very bone; to the backbone; to the marrow < of one's bones>

lit. give a benefit performance; make a scene (a row), stage a row with smb.; cf. give smb. hell; curl smb.'s whiskers; give smb. what for

• В более сложных системах необходимо... - In more complicated systems, it is necessary to...

• В подобной ситуации необходимо... - In such a situation, it is necessary to...

• В самом деле, необходимо... - It is in fact necessary to...

• В связи с этим необходимо отметить, что... - In this connection, it should be noted that...

• В то же время необходимо объяснить, что... - At the same time it must be explained that...

• Во многих инженерных приложениях необходимо рассматривать... - In many engineering applications, it is necessary to consider...

• Во многих приложениях это и есть все что необходимо. - In many applications this is all that is required.

• Возникает вопрос, действительно ли обратное (утверждение и т. п.) является необходимым. - A question arises as to whether the converse necessarily holds.

• Вот почему было необходимо (показать и т. п.)... - That is why it has been necessary to...

• Вряд ли здесь необходимо говорить о том, что... - It hardly needs to be stated that...

• Вряд ли необходимо подчеркивать тот факт, что... - It is hardly necessary to stress the fact that...

• Все, что необходимо здесь сказать, это... - All that need be said now is that...

• Все, что необходимо - это заметить, что... - All that is necessary is to observe that...

• Для лучшего понимания процесса необходимо... - In order to have a better understanding of the process, it is necessary to...

• Для последующего нам необходимо одно обобщение (чего-л). - In the sequel we require a generalization of...

• Для этого нам необходима концепция... - For this we require the concept of...

• Еще очень многое необходимо сделать в этой области. - Much remains to be done in this area.

• Заметьте, что необходимо (сделать что-л). - Notice that it is necessary to...

• Здесь необходимо сделать одно предостережение. - A word of warning is necessary here.

• Изредка необходимо... - Occasionally, it is necessary to...

• Имеется один нюанс, о котором здесь необходимо сказать. - There is a subtle point that should be mentioned here.

• На этом этапе необходимо отметить очень важный факт. - At this stage a very important fact must be pointed out.

• Наконец, необходимо допустить, что... - Finally, it must be granted that...

• Нам все еще необходимо решить как (действовать и т. п.)... - We have yet to decide how to...

• Нам необходима некоторая гарантия того, что... - At the very least some assurance is needed that...

• Нам необходимо еще одно условие, чтобы определить... - We need one more condition to determine...

• Нам необходимо еще раз... - Once again it is necessary to...

• Нам необходимо найти число... - We wish to find the number of...

• Нам необходимо одно определение. - We need a definition.

• Нам необходимо найти решение... - We need to determine the solution of...

• Нам необходимо рассмотреть более подробно практические последствия... - We need to consider in more detail the practical implications of...

• Нам необходимы более точные определения, потому что... - More exact definitions are necessary because...

• Не так редко, однако, необходимо... - Not infrequently, however, it is necessary to...

• Необходимо более внимательно изучить данные. - A closer look at the data is called for.

• Необходимо быть осторожным в применениях данной формулы. - One must be careful in using this formula.

• Необходимо внести коренные изменения в... - There has to be a radical change in...

• Необходимо выяснить, действительно ли... - It needs to be ascertained if...

• Необходимо добавить, что... - It should be added that...

• Необходимо заметить, что существуют два способа, которыми... - It should be noted that there are two ways in which...

• Необходимо кратко остановиться на... - Brief mention should be made of...

• Необходимо лишь... - It is merely necessary to...; It is only necessary to...

• Необходимо (-- Нужно) ожидать, что... - It is to be expected that...

• Необходимо особенно подчеркнуть, что... - It cannot be too highly stressed that...

• Необходимо особенно тщательно следить за тем, чтобы... - Special care must be used to

• Необходимо отметить, что... - It is to be noted that...

• Необходимо подчеркнуть, что... - It is necessary to stress that...; It should be stressed that...; It must be emphasized that...

• Необходимо понимать, что... - It should be realized that...

• Необходимо понять и выяснить роль процессов, задействованных в... - It is therefore important to understand and appreciate the processes involved in...

• Необходимо понять, что... - It is to be understood that...

• Необходимо проверить... - There is a need to examine...

• Необходимо проследить за... - It is necessary to keep track of...

• Необходимо проявлять большую осторожность в выборе... - Great care must be exercised in selecting...

• Необходимо рассмотреть эту проблему в некоторых деталях. - It is necessary to consider this problem in some detail.

• Необходимо сделать несколько замечаний. - There are a number of points to be made.

• Необходимо сделать следующее замечание. - It should be noted that; It should be pointed out that; A remark is in order

• Необходимо сказать с самого начала, что... - It should be said from the outset that...

• Необходимо следить за тем, чтобы не произошел перегрев... - Care must be exercised to avoid overheating...

• Необходимо учесть... - Account must be taken of...; Proper allowance must be made for...

• Необходимо четко отметить, что... - It must be carefully noted that...

• Необходимо, чтобы... - It is necessary that...; It is essential that...

• Однако модификации необходимы, когда... - Modifications, however, are necessary when...

• Однако необходимо всегда помнить, что... - One should always keep in mind, however, that...

• Однако необходимо заметить, что... - It must be observed, however, that...

• Однако необходимо знать, что понимается под... - It is necessary, however, to know what is meant by...

• Однако необходимо подчеркнуть, что... - But it needs to be stressed that...

• Однако необходимо понимать, что.. i. - However, it must be understood that...

• Однако сначала необходимо... -It is first necessary, however, to...

• Однако часто бывает необходимо... - However, it is frequently necessary to...

• Однако, во-первых, нам необходимо изучить общую теорию... - First, however, we need to study the general theory of...

• Относительно... необходимо сделать пояснение. - A word of explanation is necessary with regard to...

• Очевидно, необходимо, чтобы... - Clearly, it is necessary that...

• Очевидно, нет необходимости (= нам не надо) (нечто проделать). - Clearly, there is no need to...

• Перед тем как вернуться к рассмотрению этих проблем, нам необходимо... - Before returning to these matters, it is necessary to...

• Перед тем как установить только что упомянутые результаты, необходимо (рассмотреть и т. п.)... - Before establishing the results just mentioned it is necessary to...

• Помимо всего, нам необходимо показать, что... - Above all, we need to show that...

• Поэтому необходимо... - For this reason it is necessary to...

• Прежде всего необходимо (вычислить и т. п.)... - It is first of all necessary to...

• При этих обстоятельствах необходимо... - In these circumstances, it is necessary to...

• Производя экспериментальные работы, иногда необходимо... - In the course of experimental work, it is sometimes necessary to...

• С другой стороны, необходимо всегда удостовериться, что... - On the other hand one always has to make sure that...

• С этим обозначением необходимо обращаться аккуратно. - One must be careful with the notation.

• Следовательно в каждом (отдельном) из этих случаев необходимо... - In each of these cases, therefore, it is necessary to...

• Следовательно, необходимо помнить, что... - It should therefore be borne in mind that...

• Следовательно, необходимо развить общий метод для... - It is, therefore, necessary to devise a general method for...

• Таким образом, в принципе необходимо только... - Thus, in principle at least, it is only necessary to...

• Сначала нам необходимо определить, что понимается под... - We need first to define what is meant by...

• Совершенно необходимо, чтобы... - It is important that...

• Тем не менее, необходимо допустить, что... - Nevertheless, it must be admitted that...

• Тем не менее, необходимо уделить внимание... - Nevertheless, attention needs to be paid to...

• То, что нам необходимо, это понятие о... - What is needed is a notion of...

• Удобно, хотя и не необходимо (= не очень нужно),... -It is convenient (though not necessary) to...

• Часто бывает необходимо... - It is frequently necessary to...

• Часто необходимо произвести... - It is frequently necessary to generate...

• Что (действительно) необходимо - это ясное понимание... - What is needed is a clear understanding of...

• Чтобы доказать (3), необходимо только... - То establish (3) we need only to...

• Чтобы достичь цели, необходимо... - То meet this objective, it is necessary to...

• Чтобы не допустить этого, необходимо... - То prevent this it is necessary to...

• Чтобы справиться с подобной ситуацией, нам необходимо... - In order to handle such a situation, we need to...

• Это вполне справедливо, однако необходимо понять, что... - This is quite true, but it should be realized that...

• Это необходимо для существенного понимания... - This is required for a fundamental understanding of...

• Это условие необходимо для... - The condition is required to satisfy...

• Этот результат было необходимо (= нужно) ожидать, исходя из факта... - This result was to be expected from the fact that...

 

трехфазный ИБП
-
[Интент]

Глава 7. Трехфазные ИБП

... ИБП большой мощности (начиная примерно с 10 кВА) как правило предназначены для подключения к трехфазной электрической сети. Диапазон мощностей 8-25 кВА – переходный. Для такой мощности делают чисто однофазные ИБП, чисто трехфазные ИБП и ИБП с трехфазным входом и однофазным выходом. Все ИБП, начиная примерно с 30 кВА имеют трехфазный вход и трехфазный выход. Трехфазные ИБП имеют и другое преимущество перед однофазными ИБП. Они эффективно разгружают нейтральный провод от гармоник тока и способствуют более безопасной и надежной работе больших компьютерных систем. Эти вопросы рассмотрены в разделе "Особенности трехфазных источников бесперебойного питания" главы 8. Трехфазные ИБП строятся обычно по схеме с двойным преобразованием энергии. Поэтому в этой главе мы будем рассматривать только эту схему, несмотря на то, что имеются трехфазные ИБП, построенные по схеме, похожей на ИБП, взаимодействующий с сетью.

Схема трехфазного ИБП с двойным преобразованием энергии приведена на рисунке 18.

Рис.18. Трехфазный ИБП с двойным преобразованием энергии

Как видно, этот ИБП не имеет почти никаких отличий на уровне блок-схемы, за исключением наличия трех фаз. Для того, чтобы увидеть отличия от однофазного ИБП с двойным преобразованием, нам придется (почти впервые в этой книге) несколько подробнее рассмотреть элементы ИБП. Мы будем проводить это рассмотрение, ориентируясь на традиционную технологию. В некоторых случаях будут отмечаться схемные особенности, позволяющие улучшить характеристики.

Выпрямитель

Слева на рис 18. – входная электрическая сеть. Она включает пять проводов: три фазных, нейтраль и землю. Между сетью и ИБП – предохранители (плавкие или автоматические). Они позволяют защитить сеть от аварии ИБП. Выпрямитель в этой схеме – регулируемый тиристорный. Управляющая им схема изменяет время (долю периода синусоиды), в течение которого тиристоры открыты, т.е. выпрямляют сетевое напряжение. Чем большая мощность нужна для работы ИБП, тем дольше открыты тиристоры. Если батарея ИБП заряжена, на выходе выпрямителя поддерживается стабилизированное напряжение постоянного тока, независимо от нвеличины напряжения в сети и мощности нагрузки. Если батарея требует зарядки, то выпрямитель регулирует напряжение так, чтобы в батарею тек ток заданной величины.

Такой выпрямитель называется шести-импульсным, потому, что за полный цикл трехфазной электрической сети он выпрямляет 6 полупериодов сингусоиды (по два в каждой из фаз). Поэтому в цепи постоянного тока возникает 6 импульсов тока (и напряжения) за каждый цикл трехфазной сети. Кроме того, во входной электрической сети также возникают 6 импульсов тока, которые могут вызвать гармонические искажения сетевого напряжения. Конденсатор в цепи постоянного тока служит для уменьшения пульсаций напряжения на аккумуляторах. Это нужно для полной зарядки батареи без протекания через аккумуляторы вредных импульсных токов. Иногда к конденсатору добавляется еще и дроссель, образующий совместно с конденсатором L-C фильтр.

Коммутационный дроссель ДР уменьшает импульсные токи, возникающие при открытии тиристоров и служит для уменьшения искажений, вносимых выпрямителем в электрическую сеть. Для еще большего снижения искажений, вносимых в сеть, особенно для ИБП большой мощности (более 80-150 кВА) часто применяют 12-импульсные выпрямители. Т.е. за каждый цикл трехфазной сети на входе и выходе выпрямителя возникают 12 импульсов тока. За счет удвоения числа импульсов тока, удается примерно вдвое уменьшить их амплитуду. Это полезно и для аккумуляторов и для электрической сети.

Двенадцати-импульсный выпрямитель фактически состоит из двух 6-импульсных выпрямителей. На вход второго выпрямителя (он изображен ниже на рис. 18) подается трехфазное напряжение, прошедшее через трансформатор, сдвигающий фазу на 30 градусов.

В настоящее время применяются также и другие схемы выпрямителей трехфазных ИБП. Например схема с пассивным (диодным) выпрямителем и преобразователем напряжения постоянного тока, применение которого позволяет приблизить потребляемый ток к синусоидальному.

Наиболее современным считается транзисторный выпрямитель, регулируемый высокочастотной схемой широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Применение такого выпрямителя позволяет сделать ток потребления ИБП синусоидальным и совершенно отказаться от 12-импульсных выпрямителей с трансформатором.

Батарея

Для формирования батареи трехфазных ИБП (как и в однофазных ИБП) применяются герметичные свинцовые аккумуляторы. Обычно это самые распространенные модели аккумуляторов с расчетным сроком службы 5 лет. Иногда используются и более дорогие аккумуляторы с большими сроками службы. В некоторых трехфазных ИБП пользователю предлагается фиксированный набор батарей или батарейных шкафов, рассчитанных на различное время работы на автономном режиме. Покупая ИБП других фирм, пользователь может более или менее свободно выбирать батарею своего ИБП (включая ее емкость, тип и количество элементов). В некоторых случаях батарея устанавливается в корпус ИБП, но в большинстве случаев, особенно при большой мощности ИБП, она устанавливается в отдельном корпусе, а иногда и в отдельном помещении.

Инвертор

Как и в ИБП малой мощности, в трехфазных ИБП применяются транзисторные инверторы, управляемые схемой широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Некоторые ИБП с трехфазным выходом имеют два инвертора. Их выходы подключены к трансформаторам, сдвигающим фазу выходных напряжений. Даже в случае применения относительно низкочастоной ШИМ, такая схема совместно с применением фильтра переменного тока, построенного на трансформаторе и конденсаторах, позволяет обеспечить очень малый коэффициент гармонических искажений на выходе ИБП (до 3% на линейной нагрузке). Применение двух инверторов увеличивает надежность ИБП, поскольку даже при выходе из строя силовых транзисторов одного из инверторов, другой инвертор обеспечит работу нагрузки, пусть даже при большем коэффициенте гармонических искажений.

В последнее время, по мере развития технологии силовых полупроводников, начали применяться более высокочастотные транзисторы. Частота ШИМ может составлять 4 и более кГц. Это позволяет уменьшить гармонические искажения выходного напряжения и отказаться от применения второго инвертора. В хороших ИБП существуют несколько уровней защиты инвертора от перегрузки. При небольших перегрузках инвертор может уменьшать выходное напряжение (пытаясь снизить ток, проходящий через силовые полупроводники). Если перегрузка очень велика (например нагрузка составляет более 125% номинальной), ИБП начинает отсчет времени работы в условиях перегрузки и через некоторое время (зависящее от степени перегрузки – от долей секунды до минут) переключается на работу через статический байпас. В случае большой перегрузки или короткого замыкания, переключение на статический байпас происходит сразу.

Некоторые современные высококлассные ИБП (с высокочакстотной ШИМ) имеют две цепи регулирования выходного напряжения. Первая из них осуществляет регулирование среднеквадратичного (действующего) значения напряжения, независимо для каждой из фаз. Вторая цепь измеряет мгновенные значения выходного напряжения и сравнивает их с хранящейся в памяти блока управления ИБП идеальной синусоидой. Если мгновенное значение напряжения отклонилось от соотвествующего "идеального" значения, то вырабатывается корректирующий импульс и форма синусоиды выходного напряжения исправляется. Наличие второй цепи обратной связи позволяет обеспечить малые искажения формы выходного напряжения даже при нелинейных нагрузках.

Статический байпас

Блок статического байпаса состоит из двух трехфазных (при трехфазном выходе) тиристорных переключателей: статического выключателя инвертора (на схеме – СВИ) и статического выключателя байпаса (СВБ). При нормальной работе ИБП (от сети или от батареи) статический выключатель инвертора замкнут, а статический выключатель байпаса разомкнут. Во время значительных перегрузок или выхода из строя инвертора замкнут статический переключатель байпаса, переключатель инвертора разомкнут. В момент переключения оба статических переключателя на очень короткое время замкнуты. Это позволяет обеспечить безразрывное питание нагрузки.

Каждая модель ИБП имеет свою логику управления и, соответственно, свой набор условий срабатывания статических переключателей. При покупке ИБП бывает полезно узнать эту логику и понять, насколько она соответствует вашей технологии работы. В частности хорошие ИБП сконструированы так, чтобы даже если байпас недоступен (т.е. отсутствует синхронизация инвертора и байпаса – см. главу 6) в любом случае постараться обеспечить электроснабжение нагрузки, пусть даже за счет уменьшения напряжения на выходе инвертора.

Статический байпас ИБП с трехфазным входом и однофазным выходом имеет особенность. Нагрузка, распределенная на входе ИБП по трем фазным проводам, на выходе имеет только два провода: один фазный и нейтральный. Статический байпас тоже конечно однофазный, и синхронизация напряжения инвертора производится относительно одной из фаз трехфазной сети (любой, по выбору пользователя). Вся цепь, подводящая напряжение к входу статического байпаса должна выдерживать втрое больший ток, чем входной кабель выпрямителя ИБП. В ряде случаев это может вызвать трудности с проводкой.

Сервисный байпас

Трехфазные ИБП имеют большую мощность и обычно устанавливаются в местах действительно критичных к электропитанию. Поэтому в случае выхода из строя какого-либо элемента ИБП или необходимости проведения регламентных работ (например замены батареи), в большинстве случае нельзя просто выключить ИБП или поставить на его место другой. Нужно в любой ситуации обеспечить электропитание нагрузки. Для этих ситуаций у всех трехфазных ИБП имеется сервисный байпас. Он представляет собой ручной переключатель (иногда как-то заблокированный, чтобы его нельзя было включить по ошибке), позволяющий переключить нагрузку на питание непосредственно от сети. У большинства ИБП для переключения на сервисный байпас существует специальная процедура (определенная последовательность действий), которая позволяет обеспечит непрерывность питания при переключениях.

Режимы работы трехфазного ИБП с двойным преобразованием

Трехфазный ИБП может работать на четырех режимах работы.

• При нормальной работе нагрузка питается по цепи выпрямитель-инвертор стабилизированным напряжением, отфильтрованным от импульсов и шумов за счет двойного преобразования энергии.
• Работа от батареи. На это режим ИБП переходит в случае, если напряжение на выходе ИБП становится таким маленьким, что выпрямитель оказывается не в состоянии питать инвертор требуемым током, или выпрямитель не может питать инвертор по другой причине, например из-за поломки. Продолжительность работы ИБП от батареи зависит от емкости и заряда батареи, а также от нагрузки ИБП.
• Когда какой-нибудь инвертор выходит из строя или испытывает перегрузку, ИБП безразрывно переходит на режим работы через статический байпас. Нагрузка питается просто от сети через вход статического байпаса, который может совпадать или не совпадать со входом выпрямителя ИБП.
• Если требуется обслуживание ИБП, например для замены батареи, то ИБП переключают на сервисный байпас. Нагрузка питается от сети, а все цепи ИБП, кроме входного выключателя сервисного байпаса и выходных выключателей отделены от сети и от нагрузки. Режим работы на сервисном байпасе не является обязательным для небольших однофазных ИБП с двойным преобразованием. Трехфазный ИБП без сервисного байпаса немыслим.

Надежность

Трехфазные ИБП обычно предназначаются для непрерывной круглосуточной работы. Работа нагрузки должна обеспечиваться практически при любых сбоях питания. Поэтому к надежности трехфазных ИБП предъявляются очень высокие требования. Вот некоторые приемы, с помощью которых производители трехфазных ИБП могут увеличивать надежность своей продукции. Применение разделительных трансформаторов на входе и/или выходе ИБП увеличивает устойчивость ИБП к скачкам напряжения и нагрузки. Входной дроссель не только обеспечивает "мягкий запуск", но и защищает ИБП (и, в конечном счете, нагрузку) от очень быстрых изменений (скачков) напряжения.

Обычно фирма выпускает целый ряд ИБП разной мощности. В двух или трех "соседних по мощности" ИБП этого ряда часто используются одни и те же полупроводники. Если это так, то менее мощный из этих двух или трех ИБП имеет запас по предельному току, и поэтому несколько более надежен. Некоторые трехфазные ИБП имеют повышенную надежность за счет резервирования каких-либо своих цепей. Так, например, могут резервироваться: схема управления (микропроцессор + платы "жесткой логики"), цепи управления силовыми полупроводниками и сами силовые полупроводники. Батарея, как часть ИБП тоже вносит свой вклад в надежность прибора. Если у ИБП имеется возможность гибкого выбора батареи, то можно выбрать более надежный вариант (батарея более известного производителя, с меньшим числом соединений).

Преобразователи частоты

Частота напряжения переменного тока в электрических сетях разных стран не обязательно одинакова. В большинстве стран (в том числе и в России) распространена частота 50 Гц. В некоторых странах (например в США) частота переменного напряжения равна 60 Гц. Если вы купили оборудование, рассчитанное на работу в американской электрической сети (110 В, 60 Гц), то вы должны каким-то образом приспособить к нему нашу электрическую сеть. Преобразование напряжения не является проблемой, для этого есть трансформаторы. Если оборудование оснащено импульсным блоком питания, то оно не чувствительно к частоте и его можно использовать в сети с частотой 50 Гц. Если же в состав оборудования входят синхронные электродвигатели или иное чувствительное к частоте оборудование, вам нужен преобразователь частоты. ИБП с двойным преобразованием энергии представляет собой почти готовый преобразователь частоты.

В самом деле, ведь выпрямитель этого ИБП может в принципе работать на одной частоте, а инвертор выдавать на своем выходе другую. Есть только одно принципиальное ограничение: невозможность синхронизации инвертора с линией статического байпаса из-за разных частот на входе и выходе. Это делает преобразователь частоты несколько менее надежным, чем сам по себе ИБП с двойным преобразованием. Другая особенность: преобразователь частоты должен иметь мощность, соответствующую максимальному возможному току нагрузки, включая все стартовые и аварийные забросы, ведь у преобразователя частоты нет статического байпаса, на который система могла бы переключиться при перегрузке.

Для изготовления преобразователя частоты из трехфазного ИБП нужно разорвать цепь синхронизации, убрать статический байпас (или, вернее, не заказывать его при поставке) и настроить инвертор ИБП на работу на частоте 60 Гц. Для большинства трехфазных ИБП это не представляет проблемы, и преобразователь частоты может быть заказан просто при поставке.

ИБП с горячим резервированием

В некоторых случаях надежности даже самых лучших ИБП недостаточно. Так бывает, когда сбои питания просто недопустимы из-за необратимых последствий или очень больших потерь. Обычно в таких случаях в технике применяют дублирование или многократное резервирование блоков, от которых зависит надежность системы. Есть такая возможность и для трехфазных источников бесперебойного питания. Даже если в конструкцию ИБП стандартно не заложено резервирование узлов, большинство трехфазных ИБП допускают резервирование на более высоком уровне. Резервируется целиком ИБП. Простейшим случаем резервирования ИБП является использование двух обычных серийных ИБП в схеме, в которой один ИБП подключен к входу байпаса другого ИБП.

Рис. 19а. Последовательное соединение двух трехфазных ИБП

На рисунке 19а приведена схема двух последовательно соединенным трехфазных ИБП. Для упрощения на рисунке приведена, так называемая, однолинейная схема, на которой трем проводам трехфазной системы переменного тока соответствует одна линия. Однолинейные схемы часто применяются в случаях, когда особенности трехфазной сети не накладывают отпечаток на свойства рассматриваемого прибора. Оба ИБП постоянно работают. Основной ИБП питает нагрузку, а вспомогательный ИБП работает на холостом ходу. В случае выхода из строя основного ИБП, нагрузка питается не от статического байпаса, как в обычном ИБП, а от вспомогательного ИБП. Только при выходе из строя второго ИБП, нагрузка переключается на работу от статического байпаса.

Система из двух последовательно соединенных ИБП может работать на шести основных режимах.

А. Нормальная работа. Выпрямители 1 и 2 питают инверторы 1 и 2 и, при необходимости заряжают батареи 1 и 2. Инвертор 1 подключен к нагрузке (статический выключатель инвертора 1 замкнут) и питает ее стабилизированным и защищенным от сбоев напряжением. Инвертор 2 работает на холостом ходу и готов "подхватить" нагрузку, если инвертор 1 выйдет из строя. Оба статических выключателя байпаса разомкнуты.

Для обычного ИБП с двойным преобразованием на режиме работы от сети допустим (при сохранении гарантированного питания) только один сбой в системе. Этим сбоем может быть либо выход из строя элемента ИБП (например инвертора) или сбой электрической сети.

Для двух последовательно соединенных ИБП с на этом режиме работы допустимы два сбоя в системе: выход из строя какого-либо элемента основного ИБП и сбой электрической сети. Даже при последовательном или одновременном возникновении двух сбоев питание нагрузки будет продолжаться от источника гарантированного питания.

Б. Работа от батареи 1. Выпрямитель 1 не может питать инвертор и батарею. Чаще всего это происходит из-за отключения напряжения в электрической сети, но причиной может быть и выход из строя выпрямителя. Состояние инвертора 2 в этом случае зависит от работы выпрямителя 2. Если выпрямитель 2 работает (например он подключен к другой электрической сети или он исправен, в отличие от выпрямителя 1), то инвертор 2 также может работать, но работать на холостом ходу, т.к. он "не знает", что с первым ИБП системы что-то случилось. После исчерпания заряда батареи 1, инвертор 1 отключится и система постарается найти другой источник электроснабжения нагрузки. Им, вероятно, окажется инвертор2. Тогда система перейдет к другому режиму работы.

Если в основном ИБП возникает еще одна неисправность, или батарея 1 полностью разряжается, то система переключается на работу от вспомогательного ИБП.

Таким образом даже при двух сбоях: неисправности основного ИБП и сбое сети нагрузка продолжает питаться от источника гарантированного питания.

В. Работа от инвертора 2. В этом случае инвертор 1 не работает (из-за выхода из строя или полного разряда батареи1). СВИ1 разомкнут, СВБ1 замкнут, СВИ2 замкнут и инвертор 2 питает нагрузку. Выпрямитель 2, если в сети есть напряжение, а сам выпрямитель исправен, питает инвертор и батарею.

На этом режиме работы допустим один сбой в системе: сбой электрической сети. При возникновении второго сбоя в системе (выходе из строя какого-либо элемента вспомогательного ИБП) электропитание нагрузки не прерывается, но нагрузка питается уже не от источника гарантированного питания, а через статический байпас, т.е. попросту от сети.

Г. Работа от батареи 2. Наиболее часто такая ситуация может возникнуть после отключения напряжения в сети и полного разряда батареи 1. Можно придумать и более экзотическую последовательность событий. Но в любом случае, инвертор 2 питает нагругку, питаясь, в свою очередь, от батареи. Инвертор 1 в этом случае отключен. Выпрямитель 1, скорее всего, тоже не работает (хотя он может работать, если он исправен и в сети есть напряжение).

После разряда батареи 2 система переключится на работу от статического байпаса (если в сети есть нормальное напряжение) или обесточит нагрузку.

Д. Работа через статический байпас. В случае выхода из строя обоих инверторов, статические переключатели СВИ1 и СВИ2 размыкаются, а статические переключатели СВБ1 и СВБ2 замыкаются. Нагрузка начинает питаться от электрической сети.

Переход системы к работе через статический байпас происходит при перегрузке системы, полном разряде всех батарей или в случае выхода из строя двух инверторов.

На этом режиме работы выпрямители, если они исправны, подзаряжают батареи. Инверторы не работают. Нагрузка питается через статический байпас.

Переключение системы на работу через статический байпас происходит без прерывания питания нагрузки: при необходимости переключения сначала замыкается тиристорный переключатель статического байпаса, и только затем размыкается тиристорный переключатель на выходе того инвертора, от которого нагрузка питалась перед переключением.

Е. Ручной (сервисный) байпас. Если ИБП вышел из строя, а ответственную нагрузку нельзя обесточить, то оба ИБП системы с соблюдением специальной процедуры (которая обеспечивает безразрыное переключение) переключают на ручной байпас. после этого можно производить ремонт ИБП.

Преимуществом рассмотренной системы с последовательным соединением двух ИБП является простота. Не нужны никакие дополнительные элементы, каждый из ИБП работает в своем штатном режиме. С точки зрения надежности, эта схема совсем не плоха:- в ней нет никакой лишней, (связанной с резервированием) электроники, соответственно и меньше узлов, которые могут выйти из строя.

Однако у такого соединения ИБП есть и недостатки. Вот некоторые из них.
 

1. Покупая такую систему, вы покупаете второй байпас (на нашей схеме – он первый – СВБ1), который, вообще говоря, не нужен – ведь все необходимые переключения могут быть произведены и без него.
2. Весь второй ИБП выполняет только одну функцию – резервирование. Он потребляет электроэнергию, работая на холостом ходу и вообще не делает ничего полезного (разумеется за исключением того времени, когда первый ИБП отказывается питать нагрузку). Некоторые производители предлагают "готовые" системы ИБП с горячим резервированием. Это значит, что вы покупаете систему, специально (еще на заводе) испытанную в режиме с горячим резервированием. Схема такой системы приведена на рис. 19б.

Рис.19б. Трехфазный ИБП с горячим резервированием

Принципиальных отличий от схемы с последовательным соединением ИБП немного.

1. У второго ИБП отсутствует байпас.
2. Для синхронизации между инвертором 2 и байпасом появляется специальный информационный кабель между ИБП (на рисунке не показан). Поэтому такой ИБП с горячим резервированием может работать на тех же шести режимах работы, что и система с последовательным подключением двух ИБП. Преимущество "готового" ИБП с резервированием, пожалуй только одно – он испытан на заводе-производителе в той же комплектации, в которой будет эксплуатироваться.

Для расмотренных схем с резервированием иногда применяют одно важное упрощение системы. Ведь можно отказаться от резервирования аккумуляторной батареи, сохранив резервирование всей силовой электроники. В этом случае оба ИБП будут работать от одной батареи (оба выпрямителя будут ее заряжать, а оба инвертора питаться от нее в случае сбоя электрической сети). Применение схемы с общей бетареей позволяет сэкономить значительную сумму – стоимость батареи.

Недостатков у схемы с общей батареей много:

1. Не все ИБП могут работать с общей батареей.
2. Батарея, как и другие элементы ИБП обладает конечной надежностью. Выход из строя одного аккумулятора или потеря контакта в одном соединении могут сделать всю системы ИБП с горячим резервирование бесполезной.
3. В случае выхода из строя одного выпрямителя, общая батарея может быть выведена из строя. Этот последний недостаток, на мой взгляд, является решающим для общей рекомендации – не применять схемы с общей батареей.

Параллельная работа нескольких ИБП

Как вы могли заметить, в случае горячего резервирования, ИБП резервируется не целиком. Байпас остается общим для обоих ИБП. Существует другая возможность резервирования на уровне ИБП – параллельная работа нескольких ИБП. Входы и выходы нескольких ИБП подключаются к общим входным и выходным шинам. Каждый ИБП сохраняет все свои элементы (иногда кроме сервисного байпаса). Поэтому выход из строя статического байпаса для такой системы просто мелкая неприятность.

На рисунке 20 приведена схема параллельной работы нескольких ИБП.

Рис.20. Параллельная работа ИБП

На рисунке приведена схема параллельной системы с раздельными сервисными байпасами. Схема система с общим байпасом вполне ясна и без чертежа. Ее особенностью является то, что для переключения системы в целом на сервисный байпас нужно управлять одним переключателем вместо нескольких. На рисунке предполагается, что между ИБП 1 и ИБП N Могут располагаться другие ИБП. Разные производителю (и для разных моделей) устанавливают свои максимальные количества параллеьно работающих ИБП. Насколько мне известно, эта величина изменяется от 2 до 8. Все ИБП параллельной системы работают на общую нагрузку. Суммарная мощность параллельной системы равна произведению мощности одного ИБП на количество ИБП в системе. Таким образом параллельная работа нескольких ИБП может применяться (и в основном применяется) не столько для увеличения надежности системы бесперебойного питания, но для увеличения ее мощности.

Рассмотрим режимы работы параллельной системы

Нормальная работа (работа от сети). Надежность

Когда в сети есть напряжение, достаточное для нормальной работы, выпрямители всех ИБП преобразуют переменное напряжение сети в постоянное, заряжая батареи и питая инверторы.

Инверторы, в свою очередь, преобразуют постоянное напряжение в переменное и питают нагрузку. Специальная управляющая электроника параллельной системы следит за равномерным распределением нагрузки между ИБП. В некоторых ИБП распределение нагрузки между ИБП производится без использования специальной параллельной электроники. Такие приборы выпускаются "готовыми к параллельной работе", и для использования их в параллельной системе достаточно установить плату синхронизации. Есть и ИБП, работающие параллельго без специальной электроники. В таком случае количество параллельно работающих ИБП – не более двух. В рассматриваемом режиме работы в системе допустимо несколько сбоев. Их количество зависит от числа ИБП в системе и действующей нагрузки.

Пусть в системе 3 ИБП мощностью по 100 кВА, а нагрузка равна 90 кВА. При таком соотношении числа ИБП и их мощностей в системе допустимы следующие сбои.

Сбой питания (исчезновение напряжения в сети)

Выход из строя любого из инверторов, скажем для определенности, инвертора 1. Нагрузка распределяется между двумя другими ИБП. Если в сети есть напряжение, все выпрямители системы работают.

Выход из строя инвертора 2. Нагрузка питается от инвертора 3, поскольку мощность, потребляемая нагрузкой меньше мощности одного ИБП. Если в сети есть напряжение, все выпрямители системы продолжают работать.

Выход из строя инвертора 3. Система переключается на работу через статический байпас. Нагрузка питается напрямую от сети. При наличии в сети нормального напряжения, все выпрямители работают и продолжают заряжать батареи. При любом последующем сбое (поломке статического байпаса или сбое сети) питание нагрузки прекращается. Для того, чтобы параллельная система допускала большое число сбоев, система должна быть сильно недогружена и должна включать большое число ИБП. Например, если нагрузка в приведенном выше примере будет составлять 250 кВА, то система допускает только один сбой: сбой сети или поломку инвертора. В отношении количества допустимых сбоев такая система эквивалентна одиночному ИБП. Это, кстати, не значит, что надежность такой параллельной системы будет такая же, как у одиночного ИБП. Она будет ниже, поскольку параллельная система намного сложнее одиночного ИБП и (при почти предельной нагрузке) не имеет дополнительного резервирования, компенсирующего эту сложность.

Вопрос надежности параллельной системы ИБП не может быть решен однозначно. Надежность зависит от большого числа параметров: количества ИБП в системе (причем увеличение количества ИБП до бесконечности снижает надежность – система становится слишком сложной и сложно управляемой – впрочем максимальное количество параллельно работающих модулей для известных мне ИБП не превышает 8), нагрузки системы (т.е. соотношения номинальной суммарной мощности системы и действующей нагрузки), примененной схемы параллельной работы (т.е. есть ли в системе специальная электроника для обеспечения распределения нагрузки по ИБП), технологии работы предприятия. Таким образом, если единственной целью является увеличение надежности системы, то следует серьезно рассмотреть возможность использование ИБП с горячим резервированием – его надежность не зависит от обстоятельств и в силу относительной простоты схемы практически всегда выше надежности параллельной системы.

Недогруженная система из нескольких параллельно работающих ИБП, которая способна реализвать описанную выше логику управления, часто также называется параллельной системой с резервированием.

Работа с частичной нагрузкой

Если нагрузка параллельной системы такова, что с ней может справиться меньшее, чем есть в системе количество ИБП, то инверторы "лишних" ИБП могут быть отключены. В некоторых ИБП такая логика управления подразумевается по умолчанию, а другие модели вообще лишены возможности работы в таком режиме. Инверторы, оставшиеся включенными, питают нагрузку. Коэффициент полезного действия системы при этом несколько возрастает. Обычно в этом режиме работы предусматривается некоторая избыточность, т.е. количестов работающих инверторов больше, чем необходимо для питания нагрузки. Тем самым обеспечивается резервирование. Все выпрямители системы продолжают работать, включая выпрямители тех ИБП, инверторы которых отключены.

Работа от батареи

В случае исчезновения напряжения в электрической сети, параллельная система переходит на работу от батареи. Все выпрямители системы не работают, инверторы питают нагрузку, получая энергию от батареи. В этом режиме работы (естественно) отсутствует напряжение в электрической сети, которое при нормальной работе было для ИБП не только источником энергии, но и источником сигнала синхронизации выходного напряжения. Поэтому функцию синхронизации берет на себя специальная параллельная электроника или выходная цепь ИБП, специально ориентированная на поддержание выходной частоты и фазы в соответствии с частотой и фазой выходного напряжения параллельно работающего ИБП.

Выход из строя выпрямителя

Это режим, при котором вышли из строя один или несколько выпрямителей. ИБП, выпрямители которых вышли из строя, продолжают питать нагрузку, расходуя заряд своей батареи. Они выдает сигнал "неисправность выпрямителя". Остальные ИБП продолжают работать нормально. После того, как заряд разряжающихся батарей будет полностью исчерпан, все зависит от соотношения мощности нагрузки и суммарной мощности ИБП с исправными выпрямителями. Если нагрузка не превышает перегрузочной способности этих ИБП, то питание нагрузки продолжится (если у системы остался значительный запас мощности, то в этом режиме работы допустимо еще несколько сбоев системы). В случае, если нагрузка ИБП превышает перегрузочную способность оставшихся ИБП, то система переходит к режиму работы через статический байпас.

Выход из строя инвертора

Если оставшиеся в работоспособном состоянии инверторы могут питать нагрузку, то нагрузка продолжает работать, питаясь от них. Если мощности работоспособных инверторов недостаточно, система переходит в режим работы от статического байпаса. Выпрямители всех ИБП могут заряжать батареи, или ИБП с неисправными инверторами могут быть полностью отключены для выполнения ремонта.

Работа от статического байпаса

Если суммарной мощности всех исправных инверторов параллельной системы не достаточно для поддержания работы нагрузки, система переходит к работе через статический байпас. Статические переключатели всех инверторов разомкнуты (исправные инверторы могут продолжать работать). Если нагрузка уменьшается, например в результате отключения части оборудования, параллельная система автоматически переключается на нормальный режим работы.

В случае одиночного ИБП с двойным преобразованием работа через статический байпас является практически последней возможностью поддержания работы нагрузки. В самом деле, ведь достаточно выхода из строя статического переключателя, и нагрузка будет обесточена. При работе параллельной системы через статический байпас допустимо некоторое количество сбоев системы. Статический байпас способен выдерживать намного больший ток, чем инвертор. Поэтому даже в случае выхода из строя одного или нескольких статических переключателей, нагрузка возможно не будет обесточена, если суммарный допустимый ток оставшихся работоспособными статических переключателей окажется достаточен для работы. Конкретное количество допустимых сбоев системы в этом режиме работы зависит от числа ИБП в системе, допустимого тока статического переключателя и величины нагрузки.

Сервисный байпас

Если нужно провести с параллельной системой ремонтные или регламентные работы, то система может быть отключена от нагрузки с помощью ручного переключателя сервисного байпаса. Нагрузка питается от сети, все элементы параллельной системы ИБП, кроме батарей, обесточены. Как и в случае системы с горячим резервированием, возможен вариант одного общего внешнего сервисного байпаса или нескольких сервисных байпасов, встроенных в отдельные ИБП. В последнем случае при использовании сервисного байпаса нужно иметь в виду соотношение номинального тока сервисного байпаса и действующей мощности нагрузки. Другими словами, нужно включить столько сервисных байпасов, чтобы нагрузка не превышала их суммарный номинальных ток.
[ http://www.ask-r.ru/info/library/ups_without_secret_7.htm]

Тематики

• источники и системы электропитания

EN

• three-phase UPS

1. real; 2. proper; 3. actual; 4. genuine; 5. authentic; 6. true; 7. regular

Русское прилагательное настоящий многозначно и многоситуативно, что отражается в его чрезвычайно разнообразной сочетаемости. Значения прилагательного настоящий — неподдельный, такой, как надо и т. п. соответствуют разным словам в английском языке, выбор которых зависит от семантики существительных, с которыми сочетается это прилагательное.

1. real — настоящий, не искусственный, неподдельный, действительный, реальный: real diamond — настоящий бриллиант/неподдельный бриллиант; real life — настоящая жизнь; real facts — реальные события/действительные факты; real friends — настоящие друзья; real storm — настоящий шторм; real reason — настоящая причина/реальная причина/истинная причина; real power— настоящая власть/реальная власть; real danger— реальная опасность; real wages — реальная зарплата That's a nice watch — is it real gold? — Хорошие часы — они из настоящего золота?/Хорошие часы — они действительно золотые? Peter (that's not his real name) works for the intelligence service. — Петр (это его ненастоящее имя) работает в разведке. That wax figure did not look anything like the real Michael Jackson. — Эта восковая фигура совсем непохожа на настоящего Майкла Джексона. She was clearly in real pain. — Было видно, что ей по-настоящему больно. She looked at me with real hatred. — Она смотрела на меня с настоящей/неподдельной ненавистью. I had to explain to the children that Santa Claus was not a real person. — Мне пришлось объяснять детям, что Санта Клаус ненастоящий человек ( вымышленная фигура). I was happy to get warm by the real fire in the fireplace. — Я с удовольствием грелся у живого огня в камине./Я с удовольствием грелся у настоящего огня в камине./Я с удовольствием грелся у естественного (не электрического) огня в камине. Few tourists see the real Spain. — Мало кто из туристов видит настоящую Испанию. This walk is a real treat for anyone interested in birds. — Эта прогулка настоящее удовольствие для любителей птиц. It's a real thing. — Это то, что надо. The battle scenes are frighteningly real. — Сиены битв так естественны, что ужасают./Сцены битв выглядят как настояшие./Сиены битв до ужаса реалистичны.

2. proper — настоящий, соответствующий норме: Не is only six, but he is already a proper little gentleman. — Ему только шесть лет, а он уже настоящий маленький джентльмен. When are you going to get a proper job? — Когда же ты поступишь на настоящую работу?/Когда же ты займешься настоящим делом? No snacks, I want a proper dinner. — He надо никаких перекусываний, я хочу съесть настоящий обед./Не надо никаких перекусываний, я хочу нормально пообедать. She needs proper medical attention. — Ей нужно настоящее лечение./ Ей нужно такое лечение, как полагается./Ей нужно хорошее лечение. Try to cat proper meals instead of chips and burgers. — Надо питаться понастоящему, а не чипсами и бутербродами./Надо питаться нормально, а не чипсами и бутербродами. Не made a proper fool of himself. — Он вел себя как настоящий дурак. We are in a proper old mess. — Мы сели в настоящую лужу./Мы попали U историю, что надо./Мы по-настоящему влипли.

3. actual — настоящий, фактический, невымышленный, действительный: The actual amount of money was not known though we all knew it was huge. — Фактически было неизвестно, сколько там денег, хотя мы все шали, что их было очень много./Фактическая сумма была неизвестна, но мы знали, что она значительна. Though buses are thought to run every other five minutes the actual waiting lime is discouraging. — Хотя считается, что автобусы ходят каждые пять минут, на самом деле ожидание разочаровывает./Хотя считается, что автбусы ходят каждые пять минут, на самом деле приходится ждать намного дольше. She did not know her actual date of birth. — Она не знала настоящей даты своего рождения. The actual situation was quite different. — Реальная картина была совсем другой./В действительности все было по-другому. The book was based on actual events. — Книга основана на реальных событиях. He has no actual experience in management. — По-настоящему у него нет опыта организационной работы./У него нет настоящего опыта работы менеджером./У него нет реального опыта работы менеджером. There is a considerable difference between the opinion polls and the actual election results. — Существует значительная разница между результатом опроса общественного мнения и действительными результатами выборов.

4. genuine — настоящий, истинный, неискусственный, натуральный, неподдельный, оригинальный, непритворный: These shoes are made of genuine leather. — Эти туфли из натуральной кожи. For years it has been thought to be a genuine Van Gogh, but in fact it's a fake. — Годами эта картина считалась оригиналом Ван Гога, хотя это подделка./Многие годы считалось, что эта картина принадлежит кисти Ван Гога, но это подделка. I have doubts if the signature is genuine. — Я сомневаюсь в подлинности этой подписи./Я сомневаюсь в неподдельности этой подписи. Do you think he is a genuine doctor? — Как вы думаете, он на самом деле врач? She has a genuine affection for her stepson. — Она по-настоящему любит приемного сына. Her smile was warm, genuine and friendly. — Она улыбнулась настоящей, теплой, дружеской улыбкой./Она улыбнулась непритворной, теплой, дружеской улыбкой. Не seems to have a genuine interest in helping the children. — Он, кажется, понастоящему заинтересован помочь детям./Он, кажется, на самом деле заинтересован помочь детям.

5. authentic — настоящий, оригинальный, национальный: Pictures of Italian famous figures on the walls added an authentic atmosphere to this Italian restaurant. — Фотографии известных итальянцев на стенах способствовали созданию национального колорита в этом итальянском ресторанчике. Authentic Japanese food served in authentic surroundings attracts quite a number of visitors. — Настоящая японская кухня и интерьер в национальном стиле привлекают значительное число посетителей. A group of folklore students travelled over the northern parts of the country recording authentic songs and collecting authentic dress designs. — Группа студентов-фольклористов путешествовала в северных районах страны, записывая национальные песни и собирая оригинальные орнаменты одежды.

6. true — настоящий, истинный, правильный, верный (такой, какой соответствует действительности): The film is based on a true story. — В основе фильма лежит настоящая история./Фильм основан на действительной истории./Фильм основан на реальной истории. It is true that my car is very expensive, but it's a good investment. —Действительно/правда, моя машина дорогая, но это хорошее вложение денег. Laura never shows her true feeling. — Лаура никогда не показывает своих истинных чувств. The study shows that the true cost of nuclear energy is much higher than most people think. — Тщательные подсчеты показывают, что настоящая/ реальная цена атомной энергии намного выше, чем обычно думают. Lynn has always been a true friend to me. — Лини всегда была мне настоящим другом./Линн всегда была мне истинным другом./Линн всегда была мне верным другом. She has a true talent for literature. — У нее настоящий литературный дар. The house was sold for only a fraction of its true value. — Дом продали за малую толику его настоящей цены./Дом продали за малую толику его реальной цены./Дом продали за малую толику его истинной цены. Her true motives only emerged later. — Настоящие мотивы ее поступков проявились лишь позднее./Истинные мотивы ее поступков стали Понятны лишь позднее.

7. regular — настоящий; такой, какой должен быть; отвечавший всем правилам, законченный, отъявленный, отпетый: His wife is a regular slave, she has no say in their family. — Его жена настоящая рабыня, в семье ей и слова не дают сказать. Не knows a lot about law, but he is not a regular lawyer. — Он хорошо разбирается в законах, но он не юрист-профессионал./Он хорошо развирается в законах, но на самом деле он не юрист. Не is a regular hero. — Он настоящий герой. What you are saying is a regular blackmail. — To, что вы говорите, не что иное, как шантаж./То, что вы говорите, — настоящий шантаж. The boy grew up a regular scoundrel. — Мальчишка вырос отъявленным негодяем./Мальчишка вырос законченным негодяем. The election campaign was a regular failure for the party. — Для (их) партии Выборы оказались настоящим провалом. You look a regular fright. — Ты похож на (настоящее) чучело./Посмотри, на кого ты похож, — настоящее чучело.