Приоритетные устройства бесперебойного питания в РЖД

В соответствии с отраслевыми требованиями системы электропитания (СЭП) технических средств железнодорожной автоматики и телемеханики строятся по принципу резервирования электропитания. Максимальная надежность системы электропитания при обеспечении высоких качественных показателей электроэнергии достигается в СЭП с полным резервированием за счет использования мощных устройств бесперебойного питания (УБП), которые при отсутствии входного напряжения или выходе его за нормативные пределы качества обеспечивают электроснабжение потребителей от инвертора и собственных аккумуляторных батарей. 

УБП применяются в составе устройств электропитания для технических средств железнодорожной автоматики и телемеханики, таких как электрическая централизация (ЭЦ), диспетчерская централизация (ДЦ), горочная централизация (ГАЦ), автоматическая блокировка с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования (АБТЦ), технические средства связи и другие системы. 

Целью применения УБП является обеспечение непрерывности электропитания технических средств ЖАТ при отключении внешних источников электроснабжения, а также повышение его надежности и качества. Применение устройств бесперебойного питания позволяет уменьшить количество технологических сбоев и задержек поездов из-за перебоев электропитания технических средств ЖАТ и снизить количество их отказов, вызванных некачественным электропитанием. Процесс эксплуатации оборудования на железных дорогах связан с тяжелыми условиями работы и низким качеством питающей сети. Наиболее часто встречаются такие виды аварий, как понижение напряжения и сильные гармонические искажения его формы, что можно увидеть на осциллограмме. 

При выборе УБП для применения в составе СЭП необходимо учесть множество факторов:

• требование обеспечения качественного электропитания при высоком уровне помех в сети, влиянии высокочастотных и низкочастотных полей на работу силовой и управляющей электроники
• значительное количество разнородного оборудования в нагрузке, в том числе многочисленные трансформаторы (поскольку электропитание технологического оборудования осуществляется изолированно от земли)
• необходимость наличия подсистем самодиагностики с передачей информации в системы мониторинга верхнего уровня;
• резервирование УБП для обеспечения заданного уровня надежности

С такими высокими требованиями и тяжелыми условиями работы справится трансформаторный УБП серии FR-UK компании Kehua Tech., который в исполнении с трехфазным входом и выходом выпускается в диапазоне мощностей от 10 до 600 кВ·А. Он имеет экранированные платы управления, что значительно увеличивает надежность устройства и обеспечивает дополнительную защиту от наводок и радиопомех. В УБП серии FR-UK надежность систем управления увеличена за счет резервирования плат питания и разделения контуров управления инвертором, выпрямителем и электронным байпасом. Надежный тиристорный выпрямитель, экранированные платы управления, резервирование плат питания, разделение контуров управления в совокупности с другими конструктивными решениями обеспечивают наибольшую устойчивость к внешним негативным факторам и соответствие самым жестким отраслевым требованиям. 

Подтверждением высокого качества УБП серии FR-UK33 стали проведенные в Испытательном центре железнодорожной автоматики и телемеханики ПГУПС испытания для проверки выполнения требований нормативных документов по электромагнитной совместимости и электробезопасности. Испытания проводились в несколько этапов:

• измерение электрического сопротивления изоляции;
• испытание электрической прочности изоляции при подаче напряжения 2,82 кВ;
• устойчивость к электростатическим разрядам при контактном воздействии и воздушном воздействии;
• проверка устойчивости к нано-секундным импульсным помехам в цепях электропитания, заземления и сигнализации;
• проверка устойчивости к микросекундным импульсным помехам большой энергии в цепях электропитания.

Результаты испытаний УБП Kehua показали их соответствие требованиям ГОСТ по электробезопасности и электромагнитной совместимости. Специалистами испытательного центра было отмечено, что хотя допустимым является критерий качества функционирования В (в период действия помех допускается ухудшение качества функционирования), УБП Kehua соответствовали критерию качества А, т.е. УБП продолжали работать без ухудшения своих параметров функционирования.

УБП серии FR-UK имеет интуитивно понятное управление, русифицированный семидюймовый дисплей и мнемосхему с независимой светодиодной индикацией состояния. Наличие перечисленных элементов мониторинга и контроля позволяет оператору быстро производить оценку и анализ текущей ситуации. Для уменьшения вероятности ошибочного отключения инвертора персоналом использовано дублирование кнопки управления – включение или выключение инвертора производится с помощью одновременного нажатия на две кнопки.

Мониторинг УБП, позволяющий своевременно реагировать на аварийные и предаварийные состояния устройства, является одним из методов повышения надежности его работы. Для УБП, установленных на объектах без постоянного присутствия человека, крайне важен удаленный мониторинг состояния оборудования. УБП серии FR-UK реализует такую возможность благодаря встраиваемой SNMP-плате (или внешнему SNMP-интерфейсу, к которому можно подключить до четырех датчиков температуры и влажности). УБП в базовой комплектации имеет возможность работы с протоколом верхнего уровня Modbus. Устройства серии FR-UK оснащены коммуникационным портом USB. Оператор, используя этот порт и простой набор команд с панели управления, может записать на USB-носитель журнал событий и осциллограммы напряжений и токов УБП, зафиксированных в нештатных ситуациях. В дальнейшем эти сведения могут быть переданы в сервисный центр для предварительного анализа и поиска решения проблемы, что значительно увеличивает скорость реагирования на нештатную ситуацию, сокращает время устранения неисправности и увеличивает надежность работы системы. 

Оборудование серии FR-UK характеризуется высокой удельной мощностью. Оно имеет только фронтальное обслуживание, поэтому его можно размещать вплотную к стене или в углу.

Эти особенности УБП позволяют устанавливать его в помещениях небольшой площади и упрощают проведение работ по модернизации систем электропитания. Резервирование, обязательное для систем электропитания технических средств ЖАТ, в УБП серии FR-UK реализуется за счет встроенных интерфейсов параллельной работы. Имеется возможность построения системы, включающей до четырех устройств в параллель, без применения каких-либо дополнительных опций. Для повышения надежности работы параллельной группы УБП используется кольцевая схема подключения кабелей информационной шины.

Высокое качество и надежность устройств бесперебойного питания серии FR-UK компании Kehua Tech., подтвержденные испытаниями в испытательном центре, в сочетании с дружественным оператору интерфейсом, высоким уровнем диспетчеризации, удобством обслуживания и хорошими массогабаритными характеристиками, позволяют рассматривать их как приоритетную модель для использования в системах электропитания технических средств ЖАТ.