Электроснабжение является жизненно важной частью инфраструктуры современного общества. Постоянно растет спрос на высококачественную электроэнергию, а вместе с ним и требования к надежности распределительных сетей. Работа электродвигателей различных механизмов, микропроцессорной техники, АСУ производственным процессом и систем телекоммуникаций, блоков цифровых технологий и интернета часто прерывается очень короткими по продолжительности провалами и перенапряжениями питающего напряжения.
Провалы и прерывания напряжения — наиболее критичный вид возмущений в электрических сетях. Ущерб от низкого качества электроэнергии в России более 25 млрд долларов в год (источник: EPRI (Electric Power Research Institute).
Основные причины провалов напряжения:
-
Токи включения (двигатели, большие емкости и т.д.)
-
Короткие замыкания в сети;
-
Оперативные переключения;
-
Работа АВР.
Затраты (убытки), связанные с провалом напряжения:
-
Упущенная прибыль в результате простоя производственных мощностей;
-
Затраты, связанных с задержками поставок продукции;
-
Затраты на возобновление производственного процесса;
-
Затраты на испорченное сырье;
-
Затраты на устранение ущерба, причиненного машинам, приборам и матрицам;
-
Затраты на техобслуживание и оплату труда.
Одним из решений проблемы низкого качества электроэнергии является применение динамической системы обеспечения электроэнергией.
RU-DRIVE DOPS (Dynamic Online Power System)
RU-DRIVE DOPS - электротехническая система, которая обеспечивает стабильное электроснабжение, за счет системы накопления электроэнергии, обеспечивающая постоянный уровень напряжения для выпрямителя в звене постоянного тока инвертора напряжения, что позволяет непрерывно поддерживать напряжение на выходе устройства.
Технические особенности RU-DRIVE DOPS:
-
Поддержание стабильного питающего напряжения и стабильной частоты;
-
Высокая устойчивость к падениям напряжение в питающей сети, фликеру и т.д.;
-
Непрерывная работа системы электроснабжения;
-
Контроль выходных параметров;
-
Защита от аварийных режимов работы устройства;
-
Обеспечение непрерывной работы системы электроснабжения.
Преимущества RU-DRIVE DOPS:
-
Проверенная годами технология ЧРП (инверторная часть);
-
Решает все проблемы с провалами и прерываниями напряжения в диапазоне до 10 секунд (опционально до 30 сек);
-
Существенно (до 30%) дешевле аккумуляторных накопителей электроэнергии;
-
Не содержит электромашинных компонентов, требующих обслуживания.
По умолчанию DOPS состоит из системы управления мощностью (PCS), выходного LC фильтра, системы накопления электроэнергии (ESS, каждая силовая ячейка обеспечивается элементом накопления энергии) и SCR тиристорных ключей.
Система управления мощностью RU-DRIVE DOPS
Система управления мощностью состоит из последовательно включенных силовых ячеек, основанная на топологии ПЧ-СН (Преобразователя частоты среднего напряжения), и имеет следующие особенности:
-
Низкий уровень генерируемых высших гармоник;
-
Синусоидальная форма выходного напряжения, обеспечивается подстройкой выходного фильтра;
-
Функции контроля параметров устройства, диагностики и защиты;
-
Возможность выбирать определенную емкость системы накопления электроэнергии звена постоянного тока;
-
Высокая эффективность управления потоком мощности.
Суперконденсаторы
В системе накопления электроэнергии, в качестве элемента накопления электроэнергии используются суперконденсаторы. Это новый тип накопителя энергии, который обладает характеристиками быстрой зарядки и разрядки, а также функцией накопления энергии, но никакой химической реакции во время процесса накопления энергии не происходит. Суперконденсаторы имеют следующие особенности:
-
Высокая удельная емкость;
-
Высокая скорость заряда: более 95% от номинальной емкости в ечении 10 сек ~ 10 мин.;
-
Диапазон рабочих температур: -40℃~70℃, и отличные характеристики при низких температурах;
-
Продолжительный срок службы: до 1 000 000 циклов зарядов и разрядов без эффекта памяти;
-
Высокая плотность мощности: 300-5000 Вт/кг;
-
Простота использования: не требуется специальная схема заряда;
-
Высокая эффективность преобразования энергии: до 90% при низкой потере мощности;
-
Возможность изменения емкости системы накопления электроэнергии;
-
Независимая система контроля питания и система защит.
Особенности системы накопления электроэнергии:
-
Быстрая реакция системы управления на изменение напряжения;
-
Высокая эффективность системы накопления электроэнергии;
-
Надежность конструкции.
Нормальный режим работы
С учетом преимуществ технологии многоуровневых преобразователей частоты, в нормальном режиме работы в работе находятся: система управления мощностью (включая фазосдвигающий трансформатор, силовые ячейки, содержащие AC-DC-AC преобразователи).
-
При номинальном напряжении системы электроснабжения или при колебаниях ±10%, система управления мощностью работает непрерывно, система накопления электроэнергии полностью заряжена.
-
При снижении напряжения на 90% и более снижается напряжение в звене постоянного тока, система управления мощностью ограничивает выходную мощность, система накопления электроэнергии поддерживает стабильное напряжение в системе электроснабжения пока оно не восстановится до номинального значения или пока полностью не разрядится система накопления электроэнергии.
-
При кратковременных падениях напряжения, система управлением питания полностью получает энергию от системы накопления энергии, пока напряжение в системе электроснабжения не восстановится до номинального значения.
Байпасный режим работы
Байпасный режим работы используется в следующих ситуациях:
-
Происходит сбой в работе системы управления мощностью, из-за которого устройство не может продолжительно работать;
-
Увеличение тока в системе управления мощностью, увеличение потребления мощности нагрузкой из-за неправильного режима работы нагрузки;
-
Ручное управление для остановки работы устройства.
Аварийный или ремонтный режим работы
В данном режиме работы, автоматический выключатель в ручную приводится во включенное состояние, выключатели разомкнуты, DOPS отключен от системы электроснабжения, и находится в ремонте или на техническом обслуживании.
