Презентация 2 1 Серия Galaxy 5000 2 2 Ответ на самые взыскательные требования 3 Техническое описание 6

 THDI < 3% (коэффициент нелинейных искажений входного тока)

 PF > 0.99 (коэффициент входной мощности)

Конструкция системы и указанные выше параметры обеспечивают:

 Полную свободу в выборе места установки, отсутствие необходимости в специальной защите от нежелательных гармоник.

 Отсутствие необходимости в установке гармонических фильтров

 Полную совместимость с дизель-генераторами, даже при малых нагрузках.

 Сниженный среднеквадратичный ток (до 20%) по причине оптимизации мощности трансформаторов и сечения кабелей на входе.

Выход выпрямителя защищен особыми быстро-срабатываемыми предохранителями:

 125 A для 20 - 60 кВА, с отключающей способностью в 20 kA

 315 A для 80 - 120 кВА, с отключающей способностью в 30 kA.

Отсутствие пускового тока. Выпрямитель запускается с 10-секундной задержкой.

Данная функция особенно полезна в инсталляциях, в которых разница между номинальной мощностью дизель-генератора и ИБП очень мала.

Напряжение дизель-генератора постепенно увеличивается в течение 10 секунд, что позволяет генераторам, оборудованным турбиной, нарастить мощность и подать полную номинальную нагрузку. В течение этих 10 секунд, батарея подает часть необходимой энергии, используя зарядное устройство в качестве прерывателя для пошагового увеличения напряжения.
2.3 Зарядное устройство

Принцип работы

Зарядное устройство питается от 800 В шины постоянного тока, установленной на выпрямителе с коррекцией фактора мощности (PFC). Оно подаёт питание для зарядки батареи или для поддержания плавающего напряжения согласно «плавающему» режиму с двумя последовательными фазами процесса зарядки (рис.5).

 Сначала, постоянен ток, равный 0.1 x IC10, до достижения конечного плавающего напряжения (для герметичных свинцово-кислотных батарей) или стабилизирующего напряжения (вентилируемые свинцово-кислотные батареи).

 На втором этапе, уже постоянно плавающее или стабилизирующее напряжение для поддержания небольшой перезарядки. Ток постепенно падает до тех пор, пока не достигнет остаточного уровня в примерно IC10 / 5000.

Рис. 5. Перезагрузка батареи в «плавающем» режиме.

Характеристики

Зарядное устройство Galaxy 5000 обеспечивает зарядку батарей для резервного питания от 5 минут до 8 часов, что позволяет легко выбирать и адаптировать время резервирования. Мощность зарядного устройства подобрана под высокую ёмкость батарей и короткое время зарядки для улучшения работоспособности. Например, 10 минут времени резервирования обеспечивается зарядкой менее чем за 11 часов, а 4 часа времени резервного питания - менее, чем за 24 часа (полная разрядка до Pn/2 и восстановление до 90% емкости батареи).

 Цифровая система на основе микропроцессора регулирует:

- напряжение батарей посредством использования цепи измерения

- ток зарядки посредством использования цепи измерения.

В результате, обеспечивается подача постоянного напряжения с отклонением от номинала < 1%.

 Вторая цепь, независимая от регулировки, отслеживает напряжение батареи и ток зарядки. Следовательно, при отказе системы регулирования, система мониторинга отключит зарядное устройство и позволит избежать перезарядки. Наличие данной системы требуется согласно таким стандартам как, например, NFC 58-311.

Датчик температуры адаптирует напряжение зарядки в зависимости от окружающей температуры.

Измерение производится локально (встроенные батареи) посредством датчика, установленного в корпусе ИБП, или удаленно, посредством датчика, установленного в корпусе батарейного шкафа. Данная система регулирования принимает в расчет химические процессы в батареях что позволяет увеличить срок службы батарей.

Допустимый диапазон температуры (от 0 до 40°C по умолчанию) устанавливается в параметрах персонализации. При выходе температуры за указанные допустимые пределы поступает сигнал оповещения и тревоги.

В ИБП Galaxy 5000 устанавливаются герметичные или вентилируемые свинцово-кислотные батареи. Также, по запросу, возможна установка никель-кадмиевых батарей. Имеются батареи для всех номинальных характеристик ИБП (20 - 30 - 40 - 60 - 80 - 100 - 120 кВА). Доступно различное время обеспечения резервного питания:

 5, 10, 15, 30 минут (стандартные конфигурации)

 от 1 до 8 часов (по запросу).

Батареи состоят из 30 - 36 блоков, напряжение каждого блока составляет 12 вольт. Каждый блок состоит из ячеек.

Напряжение для заряженной батареи составляет:

 минимальное 410 В (180 ячеек)

 максимальное 492 В (216 ячеек).

ИБП переключается на работу от батареи (инвертер работает в автономном режиме), если напряжение и/или частота на входе выходят за допустимые пределы.

 Амплитуда:

- от 342 до 470 В для работы при полной номинальной нагрузке

- от 250 до 470 В для работы при 70% нагрузке, за исключением наличия реле обратной защиты

 Частота:

- от 45 до 65 Гц.

В этом случае качество подаваемого переменного тока недостаточно для корректного обеспечения процесса двойного преобразования через зарядное устройство. Батарея обеспечивает необходимую энергию в течение заданного времени резервного питания. ИБП продолжает обеспечивать нагрузку с высококачественным выходным напряжением.

Частота регулируется соответственно номинальному значению (50 или 60 Гц):

 посредством синхронизации с байпасом источника переменного тока в случае, если его характеристики находятся в пределах допустимых значений (см. раздел 2.6). Данная технология позволяет обеспечить бесперебойную передачу через байпасный вход (например, в случае перегрузки). Интервал синхронизации устанавливается пользователем (между ± 0.5% и ± 8%).

 или автономно с помощью внутренних кварцевых часов, если характеристики байпасной сети выходят за допустимые пределы. В этом случае переход на байпас производится с прерыванием (допустимая длительность прерывания устанавливается пользователем в интервале от 13 мс до 1 секунды).

Ограничение времени работы от батареи

Работа от батареи ограничена во избежание полной разрядки и последующего повреждения батареи. Минимальное напряжение составляет 297 В. При достижении значения ниже указанного, выключается инвертер и открывается автоматический выключатель цепи батареи (см. ниже раздел по защите батареи). Для батарей, установленных на стеллажах, необходимо принять во внимание падение напряжения в кабелях (примерно на 5 В). В параметрах персонализации возможно отключение данной защитной функции и включение инвертера до полной разрядки батареи (договорная опция). Такой способ чаще всего используется в противопожарной защите, где непрерывность является главной.

ИБП Galaxy 5000 имеет режим ожидания (минимум две минуты), включающийся при окончании времени обеспечения резервного питания и до открытия прерывателя цепи батареи. В этом режиме поддерживается питание управляющей электроники и плат связи и ИБП может обмениваться информацией с системой наблюдения перед открытием прерывателя цепи батареи и полным выключением. Параметры режима ожидания могут быть установлены посредством использования программного обеспечения UPS Tuner.

ИБП Galaxy 5000 оборудован автоматическим выключателем для защиты батареи. Этот автомат автоматически выключает цепь при понижении напряжения для предотвращения неправильного закрытия и, при необходимости, открывается (например, аварийное выключение).

Прерыватель обеспечивает защиту батареи от полной разрядки.

 номинальные характеристики и расположение зависят от конфигурации батареи (в корпусе ИБП или в батарейном шкафу).

Для батарей, установленных на стеллажах, автомат устанавливается как можно ближе к батареям, а на плате связи имеется отдельный вход для получения информации о сбоях в системе вентиляции в аккумуляторной и выключении зарядного устройства, что соответствует таким нормам как, например, NF C15-100).

 Открытие батарейного автомата вызывается любым из нижеприведенных условий:

- аварийное выключение, приводящее к отключению всех конвертеров.

- завершение режима ожидания ИБП (см. Выше)

- Ток заряда батареи > Безопасного тока, настраиваемое значение (по умолчанию 50 A от 20 до 60 кВА, 70 A от 100 до 120 кВА)

- Напряжение на батарейной ячейке > Максимальное напряжение батарей = 2.75 В (настраиваемое) в течение 200 мс.

ИБП Galaxy 5000 может быть оборудован и управлять двумя прерывателями цепи аккумулятора. Данная функция может быть установлена посредством программного обеспечения UPS Tuner. Надёжность батарейной системы улучшается при ее разделении на две части. При отказе одной части, вторая продолжает работать.

Комплект состоит из автомата(ов), а вспомогательные устройства устанавливаются в отдельный шкаф, который может быть заказан вместе или без устройства мониторинга изоляции.

Они имеются для всех номинальных характеристик ИБП (20 - 30 - 40 - 60 - 80 - 100 - 120 кВА).

Выбор автоматов приведен в таблице на странице 26.

Работа батареи возможна в интервале температур от 0°C до +40°C, но оптимальной является интервал температур от +20°C до +25°C. Температура очень сильно влияет на время резервного питания и снижается при температуре ниже 10°C. При повышении температуры выше 25°C, срок службы батареи уменьшается в 2 раза на каждые 10°C. При повышении температуры выше 40°C производители батарей не гарантируют их работу (риск теплового «убегания»).

Функция измерения характеристик батареи оценивает реальное время обеспечения резервного питания как функцию зарядки батареи и процента нагрузки. Измерение активируется после полного цикла зарядки батареи (зарядка до 100%), во время которого происходит автоматическое распознавание параметров батареи.

ИБП Galaxy 5000 оборудован встроенной системой Digibat для цифрового контроля батарей.

Данная система использует большое количество параметров (процент нагрузки, температура, тип и возраст батареи). Digibat контролирует напряжение зарядки батареи и непрерывно рассчитывает:

 Реальное доступное время обеспечения резервного питания

 Остаточный срок службы батарей.

Система рассчитывает оптимальное значение времени отключения по окончании времени обеспечения резервного питания, что помогает избежать повреждения батареи (глубокая разрядка) при низком проценте нагрузки. При низком проценте нагрузки время обеспечения резервного питания может быть очень долгим, что, без включения защитной системы, может привести к повреждению батареи.

ИБП Galaxy 5000 может быть оборудован системами мониторинга батарей B1000 или Cellwatch, которые непрерывно отслеживают каждую батарею блок за блоком круглые сутки и позволяют оценить риск отказа.

 Непрерывное измерение напряжения на каждом блоке.

 Непрерывное измерение внутреннего сопротивления (только Cellwatch).

 Определение поврежденных блоков (кривая тренда).

 Возможность замены отдельных блоков.

 Передача всей информации через сеть Ethernet, сухие контакты или шину JBus.

Данные опции существенно повышают надёжность батарей и увеличивают их срок службы.

Для получения информации о времени обеспечения резервного питания, весе, времени зарядки и входном токе необходимо обратиться к таблицам на страницах 24 и 25.

Инвертер выдает высококачественное выходное бесперебойное напряжение, используя переменное напряжение на входе, преобразованное в постоянный ток с помощью выпрямителя, или используя питание от батарей в случае, если источник переменного тока вышел из строя или его параметры находятся за допустимыми пределами. Трехфазный преобразователь использует шести-узловой модуль IGBT (ёмкостный полумост, неизолированный). Он работает с изменяющейся частотой примерно в 5 кГц.

Система стабилизации выходного напряжения использует технологию переменной частоты PWM (модуляции длительности импульса), которая показана на рисунке 9. Частота прерываний, которая используется для сохранения нормальных допустимых значений синусоидальной волной, имеет более высокие значения в местах с наиболее ощутимыми отклонениями, где стабилизация должна действовать более быстро. Здесь также учитывается поведение нагрузки. Обеспечивается индивидуальная стабилизация каждой фазы, контролирующей IGBT во время включения и выключения.

С помощью этой технологии стабилизации, полное выходное сопротивление преобразователя остается очень низким, что гарантирует высококачественное выходное напряжение и увеличивает работоспособность всей системы.



Рис. 9. Принципы работы прерывания .несинхронизированной частоты

Модуляция

Небольшое отклонение
Большое отклонение
Высокая частота прерываний

Низкая частота прерываний

Использование шестиузловых модулей IGBT гарантирует:

 надежность преобразователя: более высокий уровень надежности, чем при использовании стандартных модулей IGBT. Выводы основаны на технологических наблюдениях и объясняются сокращением числа компонентов и тем, что плата управления непосредственно припаяна к шестиузловым модулям. (Отсутствие кабеля и соединений)

 Меньшие размеры при такой же номинальной мощности, что облегчает доступ в ИБП и уменьшает занимаемую им площадь

 Лучшую электромагнитную совместимость (EMC) благодаря близкому размещению функций (системы коррекции коэффициента мощности, преобразователя, бесконтактного коммутатора, и т.д.) что сокращает индуктивное сопротивление проводки. Стандартный уровень электромагнитной совместимости "C3 – контролируемое распределение" гарантирует совместимость в жёстких условиях эксплуатации и соответствие стандарту IEC 62040-2. Уровень "C2 - класс A" доступен в качестве опции.

Выходные характеристики – высококачественное напряжение

Напряжение и частота

 380, 400 или 415 В переменного тока при 50 Гц; стандартная установка 400 В, 50 Гц

 380 или 400 В переменного тока при 60 Гц

Эти два параметра могут быть выбраны пользователем.

 Неизменная точность

± 1% среднеквадратического значения напряжения фаза-нейтраль, фаза-фаза и максимальных значени.

 Настройки

Выходное напряжение может регулироваться с помощью настроек UMI в пределах Un ± 3%, что позволяет учитывать падение напряжения в длинных кабелях в сети после источника бесперебойного питания.

 Характеристики переходного режима

± 2% при изменении нагрузки от 100% до 0 и от 0 до 100% (включенная и выключенная нагрузки).

Возврат к значению ± 1% (средиеквадратическое значение) происходит менее чем за 100 мс.

Низкий уровень искажения напряжения означает, что возможна защита всех типов нагрузок, включая линейные, емкостные и нелинейные (RCD как в ENV 50091-3).

 Искажения между фазой и фазой < 2%

 Искажения между фазой и нейтралью < 3 %

Скорость изменения частоты преобразователя может быть настроена пользователем в пределах 1 Гц/с или 2 Гц/с. Это защищает чувствительные нагрузки от быстрых изменений частоты в байпасе, когда выходная частота преобразователя синхронизируется с последней.

При 100% дисбалансе нагрузки сдвиг фаз по амплитуде не превышает 2% напряжения между фазой и нейтралью.

Благодаря новой технологии, примененной в Galaxy 5000 (шестиузловые модули IGBT, без трансформатора, высокотехнологичный выходной фильтр), эффективность остается на высоком уровне, особенно при обычной нагрузке. Эффективность Galaxy 5000 фактически постоянна для нагрузок в пределах 25 и 100%, независимо от вида нагрузки. Это означает ощутимую экономию энергии и расходов на кондиционирование и системы вентиляции.

Эффективность

нагрузка
97% в экономичном режиме

В экономичном режиме (ECO mode) эффективность может достигать 97% при стабильном напряжении переменного тока в пределах допустимых значений.

Преобразователь работает максимальное время, которое зависит от тока, компенсированного для защиты компонентов от чрезмерного роста температуры. Кривая перегрузочной способности (рис. 11) соответствует:

 2.77 х Номинальный ток за 150 мс (ограничение тока напряжения на байпасе вне допустимых значений

 125% в течение 10 минут - 150% в течение 1 минуты - 212% в течение 1 секунды.

Такая способность достаточна для устранения большинства перегрузок. Если перегрузка выходит за установленные пределы, преобразователь выключается и нагрузка передается на вход байпаса.



Рис. 11. Кривая перегрузочной способности.

Селективность

Если питание на байпасной сети находится в пределах допустимых значений и нагрузка выходит из строя, система переходит на питание через байпас, а неисправность локализуется автоматами защиты в цепи до и после ИБП. Рекомендованные автоматы защиты на входе ИБП:

 20 - 60 кВ*А, Compact NS 125 N, H или L (*)автоматический выключатель с устройством TMD 125D

 80 - 120 кВ*А, Compact NS 250 N H или L (*)автоматический выключатель с устройством TMD 250D.

(*) в зависимости от восходящего тока цепи короткого замыкания в точке установки.

Устройства защиты после ИБП (автоматический выключатель или предохранитель) должны соответствовать нагрузке и быть совместимы с устройством защиты до ИБП.

Датчик расположен непосредственно на корпусе выпрямителя и шестиузловые модули инвертера следят за системой охлаждения. Это позволяет вовремя распознать неполадку, которая в противном случае могла бы вызвать повреждение (напр.: корпуса радиатора). В этом случае источник бесперебойного питания без прерывания переходит на байпас и подает сигнал тревоги пользователю. Это защищает компонент от повреждений и значительно увеличивает надёжность источника бесперебойного питания.

Компоненты шестиузловых модулей IGBT

Датчик на корпусе шестиузловых модулей IGBT.

Режим холодного старта

Стандартной функцией Galaxy 5000 является режим холодного старта, при котором ИБП запитывается от батарей при отсутствии основного источника переменного тока. Этот режим можно включить с помощью кнопок на контрольной панели.

При запуске этого режима ИБП питается от батарей, пока не закончится их заряд или от дизель-генератора, который заменяет источник переменного тока.

Такой режим возможен только в случае, если ИБП был включен, по крайней мере, один раз при питании от основного источника, при котором происходит зарядка химических конденсаторов на шине постоянного тока. Затем, пока на электронику управления поступается питание (спящий режим) и батареи автоматического выключателя замкнуты, ИБП может начать работу от батарей (если они не разряжены).

В Galaxy 5000 имеется достаточно места для установки двух опционных электромеханических контакторов на основную и байпасную сети переменного тока. Эти контакторы разрывают сеть по входу ИБП, если отключается питание переменного тока. Это защищает от обратного течения тока в сеть питания переменного тока, если происходит короткое замыкание.

Контакторы питаются непосредственно от сети.

С такой функцией допустимое входное напряжение на основном входе переменного тока находится в пределах 342 - 470 В. Такое ограничение задаётся используемой катушкой контактора.

Эта функция является обязательной для ИБП, которые должны соответствовать стандарту EN60950.
Опция- преобразователь частоты

Отдельный блок ИБП в Galaxy 5000 может использоваться в качестве преобразователя частоты. В таком случае, функция ручного переключения на байпас отключена.

Байпасная сеть переменного тока питает байпас ИБП, обычно через разъёмы на распределительном щите (3 фазы+Нейтраль), отдельно от сети, питающей основной вход ИБП. Эта система может работать и без использования нейтрали.

Однако, оба входа переменного тока (основного и байпасного) могут питаться от одной сети (с использованием второго кабеля).

Работа на входе байпаса – это более упрощённый режим работы ИБП (кроме режима ECO), который индицируется на панели управления оранжевым светодиодом.

Когда характеристики байпасного источника переменного тока находятся в допустимых пределах, возможна бесперебойная передача нагрузки с помощью переключения от инвертера на байпас (разъединение) и наоборот (соединение) с помощью бесконтактного коммутатора. Допустимые значения источника обходного переменного тока определяются следующими условиями:

 напряжения:

Un -8% до Un +10% до соединения

Un -20% до Un +15% после соединения.

 частоты, устанавливаемой пользователем в пределах следующих значений:

± 0.5%, ± 1%, ± 2%, ± 4%, ± 8% (стандартное значение).

 Отклонение фазы между напряжением инвертера и байпаса  3°.