Надежные устройства бесперебойного питания для ОАО РЖД

В.Д. Бурлаков, коммерческий директор АО «Абсолютные Технологии»

Для технических средств, от работы которых напрямую зависит безопасность движения поездов, особое значение имеет стабильность их электропитания. В связи с широким внедрением микропроцессорных систем требования к системам электропитания в последнее время значительно возросли. В целях повышения надежности работы этих систем в их составе применяются устройства бесперебойного питания (УБП, также - источники бесперебойного питания или ИБП), обеспечивающие подачу напряжения в нагрузку при отключении внешних источников электроснабжения или выходе их параметров за допустимые пределы.

В качестве таких устройств АО «Абсолютные Технологии» предлагает применять УБП серии FR-UK производства компании Kehua Tech, предназначенные для подключения к трехфазным сетям. Такой выбор основан на 15-летнем опыте взаимодействия с ОАО «РЖД» в части поставки, ввода в эксплуатацию и сервисного обслуживания трехфазных УБП на объектах сети дорог России.

Рис. 1. Внешний вид УБП серии FR-UK мощностью 160, 80 и 30 кВА ВА

Высокое качество и надежность предлагаемого оборудования подтверждены Испытательным центром железнодорожной автоматики и телемеханики Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I (ИЦ ЖАТ ПГУПС). Во время испытаний измерялось электрическое сопротивление изоляции, проверялась электрическая прочность изоляции при подаче напряжения 2,82 кВ, а также устойчивость к электростатическим разрядам при контактном и воздушном воздействии, наносекундным импульсным помехам в цепях электропитания, заземления и сигнализации, микросекундным импульсным помехам большой энергии в цепях электропитания. В результате было подтверждено соответствие УБП серии FR-UK требованиям ГОСТ 34012-2016 по электробезопасности и ГОСТ 33436.4-1-2015 по электромагнитной совместимости. Эксперты ИЦ ЖАТ ПГУПС зафиксировали в протоколах испытаний тот факт, что при воздействии помех, регламентированных государственными и отраслевыми стандартами, эти УБП устойчиво функционировали с критерием качества «А» (без каких-либо отклонений от штатной работы). Здесь следует отметить, что требуемый в соответствии со стандартами критерий «В» допускает ухудшение качества функционирования с последующим самовосстановлением без вмешательства оператора. Таким образом, УБП компании Kehua Tech обеспечивают более высокую защиту критической нагрузки, чем того требуют нормативные документы.

АО «Абсолютные Технологии» готово поставлять УБП серии FR-UK мощностью от 10 до 600 кВА, имеющие относительно небольшие габариты (например, размеры одного из наиболее востребованных устройств мощностью 30 кВА составляют всего 230×600×1180 мм). Удобная конструкция позволяет выполнять работы по техническому обслуживанию только с фронтальной стороны, что дает возможность устанавливать их вплотную к стене (в том числе в углу помещения). Комплектоваться УБП могут аккумуляторами любого типа с размещением их в специальных шкафах или на стеллажах как рядом с устройством, так и в отдельном помещении. Такие конструктивные характеристики весьма актуальны при нехватке места в технических помещениях.

Интуитивно понятные панель управления и русифицированный сенсорный цветной дисплей с независимой светодиодной индикацией состояния УБП серии FR-UK позволяют оператору быстро оценить и проанализировать текущую ситуацию. Для минимизации вероятности ошибочных действий эксплуатационного штата при управлении инвертором для его включения или выключения необходимо одновременно нажать две кнопки.

Рис. 2. Панель управления УБП с основной мнемосхемой

В целях своевременного информирования о возможности возникновения внештатных ситуаций указанные устройства бесперебойного питания оснащены подсистемой самодиагностики. В них также предусмотрена функция удаленного мониторинга, позволяющая своевременно реагировать на изменение состояния устройства. УБП серии FR-UK реализует такую возможность благодаря встраиваемой SNMP плате или внешнему SNMP интерфейсу, к которому можно подключать до четырех датчиков, фиксирующих температуру и влажность в помещениях. В базовой комплектации УБП может работать с протоколом верхнего уровня Modbus. Использование любого из указанных типов интерфейса (SNMP или Modbus) позволяет дистанционно получать информацию о текущем состоянии устройства, параметрах сети на его входе и выходе, а также список аварийных и информационных сообщений. Благодаря применению стандартизированных протоколов возможна интеграция с системами мониторинга любого типа.

Оператор, выполнив простую последовательность команд с помощью меню на панели управления, может загрузить на USB-носитель журнал событий и осциллограммы напряжений и токов УБП на момент возникновения нештатной ситуации. В дальнейшем эти сведения можно передать в сервисный центр для предварительного анализа и поиска решения проблем, что значительно увеличивает скорость реагирования и сокращает время устранения неисправностей.

Надежность систем электропитания повышается также за счет параллельного включения нескольких УБП. Как правило, реализуется схема N+1, при которой система электропитания продолжает обеспечивать работу нагрузки даже при выходе из строя одного из УБП. Встроенные интерфейсы позволяют построить систему, включающую до четырех УБП серии FR-UK без применения каких-либо дополнительных опций. Для повышения надежности их работы используется кольцевая схема подключения кабелей информационной шины, которая гарантирует продолжение работы системы при повреждении кабельной линии.

Помимо этого, предусмотрена возможность резервирования не только путем параллельного включения нескольких УБП, но и на уровне их отдельных компонентов. Их платы управления защищены от электромагнитных помех дополнительными металлическими экранами. Надежность систем управления повышается путем резервирования плат питания (используются три однотипные блока питания электронных плат управления и силовых преобразователей). Кроме того, система управления инвертором, выпрямителем и электронным байпасом разделена на три независимых узла (микропроцессорных платы), что позволяет поддерживать работу критичных компонентов УБП и обеспечить питание потребителей даже при выходе из строя управляющей электроники. Все это, вместе с надежным тиристорным выпрямителем и другими конструктивными решениями, обеспечивает высокую устойчивость к воздействию внешних негативных факторов и соответствие самым жестким отраслевым требованиям.

Еще один важный показатель – время резервирования питания. По требованию заказчика оно варьируется в достаточно широких пределах и составляет не менее одного часа.

В заключение следует отметить, что сочетание технических характеристик, конструктивных решений, дружественного оператору интерфейса, организации удаленного мониторинга, реализации функции удаленного выключения УБП при аварийной ситуации, удобства обслуживания и оптимальных массогабаритных характеристик позволяет рекомендовать высокоэффективные и надежные УБП серии FR-UK производства компании Kehua Tech для широкого применения в составе систем электропитания ответственных технических средств, и, в первую очередь, железнодорожной автоматики и телемеханики, в целях повышения безопасности движения поездов.

Опубликовано в журнале Железнодорожный транспорт N9 2019, С. 34-35