Аппарат управления оперативным током АУОТ

ТУ 3434-02-81242340-2010
Конструкторская документация ЮДНИ-1020.00.00.00
Аппарат управления оперативным током (АУОТ) предназначен для питания оперативных цепей, систем аварийного питания и освещения, устройств связи и других ответственных потребителей постоянного тока, заряда и подзаряда  (буферный режим) аккумуляторных батарей.
Электрические параметры и эксплуатационные характеристики АУОТ приведены в таблице 1.

Рис 1. АУОТ в базовой комплектации

Рис 2. АУОТ с УКП

Рис 3. АУОТ в узком исполнении
(глубина шкафов 350мм)
В качестве опции может поставляться АУОТ в узком исполнении.
Глубина шкафов составляет 350мм, высота - 1800мм.
Длина шкафа ВЗУ - 600мм, длина шкафа АКБ согласуется с Заказчиком.

В узком исполнении производится АУОТы на следующие номинальные токи, при выходном напряжении 220В:
20А, 30А, 40А - исполнение с двумя силовыми блоками (основной + резервный)
20А, 30А, 40А, 50А, 60А, 70А, 80А - исполнение без резерва.

Таблица 1.

В состав АУОТ входят 2 шкафа – шкаф зарядного устройства (ВЗУ) и шкаф аккумуляторных батарей (АКБ). АУОТ штатно комплектуется герметичными необслуживаемыми гелевыми аккумуляторными батареями. ООО «Завод «ЭНЕРГОСИСТЕМЫ» имеет возможность укомплектовать серийно выпускаемые АУОТы аккумуляторными батареями   “Sonnenscein”, “DELTA”, “CSB” cо сроком эксплкатации 10, 12 и 18 лет. Емкость рассчитывается исходя из требуемого Заказчиком времени поддержки при номинальном токе нагрузки. Предлагаемые технологии производства аккумуляторов - Drifyt , AGM. Жидкий электролит ( аккумуляторы  со сроком службы 20-25 лет)– по согласованию с Заказчиком , только для размещения на стеллажах.   По тех. заданию Заказчика  могут быть поставлены аккумуляторные батареи любого мирового производителя, имеющие российские сертификаты, декларации соответствия и разрешение на применение.                                                                                          Конструктивно шкаф зарядного устройства АУОТ состоит из двух отсеков: верхнего и нижнего. В верхнем отсеке размещаются силовые блоки, в которые устанавливаются выпрямительные модули PSR 327 , каждый на выходное напряжение , соответствующее заданному в тех. задании . Модули соединены и работают параллельно. Число модулей выбирается исходя из требуемой величины номинального тока нагрузки. В одной из корзин силового блока установлен контроллер UPC3, который управляет работой выпрямительных модулей и позволяет контролировать на своем дисплее параметры работы АУОТ.
Число силовых блоков и способ их взаимодействия между собой определяются тем, какой способ резервирования определяется техническим заданием Заказчика.
Возможны следующие варианты конфигурации АУОТа:
- один силовой блок ( на номинальный ток нагрузки от 10А до 2500 А) с одним управляющим контроллером. Без резерва.
- два силовых блока ( на номинальный ток нагрузки от 10А до 2500 А) с двумя управляющими контроллерами . При этом Заказчик может выбрать один из предлагаемых видов резервирования:
а). АВР по питающему переменному напряжению. 100% резерв по токовой нагрузке по постоянному току.( Один блок в работе, второй – в резерве. Резервный блок включается, когда рабочий блок отключается для профилактики).
б). Без АВР по питающему переменному напряжению. Каждый силовой блок подключен к своей секции шин щита переменного напряжения. 100% резерв по токовой нагрузке по постоянному току. ( Один блок в работе, второй – в резерве. Резервный блок включается, когда рабочий блок отключается для профилактики).
в). АВР по питающему переменному напряжению. 100% «Горячий» резерв по токовой нагрузке по постоянному току. ( Питание подано на оба силовых блока, но вся нагрузка запитывается от рабочего силового блока. Переброс нагрузки на резервный силовой блок осуществляется без какого-либо перерыва во времени).
г). Без АВР по питающему переменному напряжению. Каждый силовой блок подключен к своей секции шин щита переменного напряжения. 100% «Горячий» резерв по токовой нагрузке по постоянному току. ( Питание подано на оба силовых блока, но вся нагрузка запитывается от рабочего силового блока. Переброс нагрузки на резервный силовой блок осуществляется без какого-либо перерыва во времени).
д). АВР по питающему переменному напряжению. Параллельная работа силовых блоков ( Питание подано на оба силовых блока . Нагрузка распределяется между работающими силовыми блоками). Резервирование обеспечивается запасом по номинальному току каждого силового блока.
е). Без АВР по питающему переменному напряжению. Каждый силовой блок подключен к своей секции шин щита переменного напряжения.  Параллельная работа силовых блоков ( Питание подано на оба силовых блока . Нагрузка распределяется между работающими силовыми блоками). Резервирование обеспечивается запасом по номинальному току каждого силового блока.

Контроллер имеет программное обеспечение ММТ (Multi Management Tool) которое является гибким инструментом и позволяет контроллеру работать с различными конфигурациями выпрямительных систем и аккумуляторных батарей.
На двери верхнего отсека установлена плата контроля и индикации (ПКИ) на которой расположен цифровой измерительный прибор. Переключением тумблера на панели двери позволяет наблюдать напряжение или суммарный ток нагрузки. Кроме этого на этой же плате расположены светодиоды сигнализации работы АУОТ.
Назначение светодиодов:
Ввод 1 – включен 1 основной ввод питания.
Ввод 2 – включен 2 резервный ввод питания.
Работа – АУОТ включен и находится в работе.
АБ Вкл – аккумуляторная батарея включена.
Umax – напряжение выпрямителя выше установленной нормы.
Umin  – напряжение выпрямителя ниже установленной нормы.
Rизол – сопротивление изоляции на выходных линиях АУОТ ниже установленной нормы.
Imax – ток выпрямителя превышает установленное значение.
Iогр – выпрямитель в режиме ограничения выходного тока.
“контроль CД”, при нажатии кнопки загораются все светодиоды, расположенные на плате. Функционального назначения  – проверка работы всех светодиодов платы.
Все уставки по вышеперечисленным светодиодам заведены в контроллер UPC3 с компьютера через программное обеспечение MMT и не нуждаются в корректировке. Тем не менее, при отсутствии внешней программы ММТ и компьютера, контроллер позволяет с лицевой панели с помощью расположенных там четырех кнопок и своего внутреннего меню так же работать с программой ММТ, которая введена в него в качестве подменю. Для входа в эту программу необходимо знать и использовать пароль password. Так как все уставки и пределы выставлены на заводе изготовителе,  то у пользователя АУОТ в этом нет необходимости. Для пользователя более необходима просмотровая часть меню, где можно увидеть на дисплее контроллера такие параметры как напряжение, ток батареи, температура в аккумуляторном отсеке, напряжение, ток нагрузки, распределение нагрузки между отдельными модулями и т.п. Для просмотровой части меню пароля знать не нужно. Чтобы было удобнее пользоваться меню контроллера существует  “Навигатор меню контроллера UPC3”, где показаны все возможные направления движения по меню и их назначения. Так как меню контроллера не имеет русифицированного варианта, есть только английский, немецкий и шведский варианты, то на бумаге “навигатор…” напечатан в английском варианте. По желанию заказчика он может быть переведен и распечатан на русском языке, если в этом будет необходимость.
С помощью контроллера можно проводить тест батареи. Для этого под верхней дверью имеется кнопка “тест батареи вкл”. Тест батареи представляет собой контрольно-тренировочный цикл аккумуляторов, при котором батарея на первом этапе разряжается на рабочую нагрузку до установленной величины, в данном случае до 80% от номинальной емкости, а затем подвергается ускоренному заряду, т.е. заряду повышенным напряжением; в токовом выражении это составляет 25% от номинальной емкости используемых аккумуляторных батарей. При 0,1С заряде АБ используется 10% зарядного тока от величины емкости заданной батареи. Включение ускоренного заряда происходит автоматически при достижении напряжения батареи ниже установленной величины, в данном случае эта величина составляет 194,4 В. Если включение усиленного заряда по снижению емкости или напряжения не произошло, то ускоренный заряд включится по истечению установленного времени разряда. Для системы управления АУОТ оно составляет 240 минут.
Если на компьютере имеется программа ММТ, то при подключении компьютера к контроллеру через разъем USB на лицевой панели контроллера и установлении с ним связи, на мониторе компьютера можно наблюдать прохождение теста батареи как в табличном, так и в графическом режиме.
Контроллер поддерживает связь с выпрямительными модулями по цифровой CAN-шине (Control Area Network) и поддерживает все заданные параметры согласно программы ММТ - уставки и пределы. Если соединение шины CAN неактивно более 5 секунд, то выпрямительные модули PSR 327 автоматически переключаются на уставки по умолчанию, записанные во внутреннюю память. В Вашем случае это V0=245.2В ; Vmax=270.0В ; Iconst=12.5A. В этом случае обеспечивается зарядка батареи в режиме буферного подзаряда. Выпрямительные модули имеют собственную защиту от аварийной ситуации, так называемый общий аварийный сигнал, в который входит: ошибочное значение входного, ошибочное значение выходного напряжений, перегрев устройства, отказ вентилятора, короткое замыкание. Общий аварийный сигнал выводится посредством нормально замкнтых контактов через разъем Х8 корзины. Максимально допустимая нагрузка на контакты 60В=/0,5А. Срабатывание контакта с задержкой около 10 секунд.
Светодиодная индикация модулей:
Зеленый светодиод №1 – входное напряжение сети питания в норме.
Зеленый светодиод №2 – выходное напряжение в норме.
Красный светодиод №3 – повышенное выходное напряжение.
Красный светодиод №4 – Общий аварийный сигнал (см. выше).
Клавиши контроллера.
Клавиши контроллера служат для перемещения по меню контроллера.

1.  движение по пунктам меню вниз
2. движение по пунктам меню вверх

Ent    -   движение по пунктам меню вправо и изменение значения величин уставок
Esc    -  движение по пунктам меню влево и выход

Нижний отсек.
В нижнем отсеке расположены:
Автоматический ввод резерва (АВР)
Схема LVD (отключение батареи от глубокого разряда)
Токовые измерительные шунты
Развязывающий диод на охладителе
Плата сигналов
Панель трансформаторов собственных нужд
Выходные распределительные автоматические выключатели
Предохранители – разъединители выпрямителя и батареи
Выходной разъем для выходных сигналов состояния работы ВЗУ
В автоматический ввод резерва входят два входных автомата, два пускателя, два реле напряжения, перекоса и последовательности фаз РНПП-311М
Автоматические выключатели предназначены для включения основного или резервного вводов. Можно включить одновременно оба автоматических выключателя, т.к. пускатели имеют электрическую и механическую блокировку, то исключается одновременная подача напряжения на выход АВР. Если включены оба автоматических выключателя, то включится пускатель того ввода, автоматический выключатель которого был включен раньше. При пропадании этого ввода АВР переключит АУОТ на другой ввод. Реле РНПП-311М осуществляют мониторинг питающей сети. Они предназначены для:
а) контроля допустимого уровня напряжения U min
б) контроля правильного чередования и отсутствия слипания фаз
в) контроля полнофазности и симметричности сетевого напряжения (перекоса фаз)
г) отключения ввода при некачественном сетевом напряжении.
д) контроля качества сетевого напряжения после отключения нагрузки и автоматического включения ее после восстановления параметров питающего напряжения.
е) индицирования аварии при возникновении аварийной ситуации и индикации наличия напряжения на каждой фазе
Подробнее см. паспорт реле РНПП-311М.
Схема LVD (Low Voltage Disconnect) – защита от глубокого разряда. В нее входят контактор постоянного тока и электронный ключ. Эта схема предназначена для защиты батареи от глубокого разряда в случае исчезновения на длительное время основного и резервного питающих вводов. При отсутствии напряжения на вводах питание нагрузки производится от аккумуляторной батареи. Отключение батареи по защите от глубокого разряда происходит по установленному значению выходного напряжения по уровню - менее 180 В, после чего срабатывает схема LVD и через контактор постоянного тока отключает батарею от нагрузки.
Токовые измерительные шунты предназначены:
– для измерения тока батареи как прямого так и обратного и выдачи сигнала на контроллер
– для измерения тока нагрузки, и выдачи сигнала на плату сигналов с целью его обработки и дальнейшей передачи на плату ПКИ.
Выходные распределительные автоматические выключатели служат для распределения и защиты нагрузки.
Предохранители-разъединители выпрямителя и батареи служат для защиты и отключения выпрямителя и батареи при ремонтных работах.
На выходные клеммы сигнального разъема выведена информация о состоянии выпрямителя для дистанционного контроля параметров ВЗУ.
Подключение выпрямителя.
Выпрямитель подключается к сети переменного трехфазного тока напряжением 380В, 50 Гц. Наличие нулевого провода обязательно, т.к. питание выпрямительного модуль осуществляется от однофазной сети напряжением 220В, 50 Гц. Распределение нагрузки по модулям, особенно на малых токах, неравномерно и в следствие этого однофазная нагрузка различна.
1. Подключить выпрямитель к трехфазной сети основного и резервного вводов, каждый со своей нейтралью, непосредственно на входные клеммы вводных автоматических выключателей. Правильное чередование фаз значения не имеет, поэтому переключатели “ЧФ” на лицевой панели реле РНПП-311М могут быть отключены.
2. Подключить к выходным автоматическим выключателям нагрузку.
3. Открыть предохранитель-разъединитель аккумуляторной батареи и подключить к его клеммам соединенную в соответствии со схемой аккумуляторную батарею из аккумуляторного шкафа.
4. Включить оба вводных автомата АВР.
5. Включить предохранитель-разъединитель аккумуляторной батареи.
6. Наблюдать на плате ПКИ показания напряжения выпрямителя, а так же свечение светодиодов “ввод 1”, “работа”, “АБ вкл”.
7. На дисплее контроллера согласно “навигатору…” с помощью клавиатуры контроллера войти в подменю Measuring Values => Power System и далее Ent, наблюдать показания напряжений и токов системы. Следует иметь ввиду, что нарастание выходного напряжения на выходе выпрямителя до номинального значения 230В происходит достаточно медленно.
Выпрямитель находится в работе.
Регулировка напряжений и токов производится в подменю ММТ System Parameters. Чтобы выйти в него см. лист 5 “навигатора…”.                                                 Syst.Parameters=>Conf parameters=>User.User1 Password
После того, как будет введен пароль вы выйдете в подменю ММТ System Parameters.
Окно REC NomVoltage – выпрямитель: номинальное напряжение. Здесь выставленное напряжение соответствует напряжению заряда без температурной компенсации (Vnom+14%) .
Окна REC Batt test V, REC Boost chge V предназначены для заданных напряжений во время теста батарей (Vnom-10.8%), или ускоренного заряда (Vnom+18.8%)
Окно REC Nom current – выпрямитель: номинальный ток.
ВНИМАНИЕ! Изменение данной величины совместно с окном REC Load Limit влечет за собой изменение величины ограничения тока!
            Использование по назначению.
Эксплуатационные ограничения.
Запрещается:
Эксплуатировать АУОТ без заземления.
Производить ремонт изделия под напряжением.
Не рекомендуется:
Эксплуатировать АУОТ при температуре окружающего воздуха ниже +1 и выше +35 градусов цельсия, в ограниченных объемах и в других условиях, препятствующих естественному охлаждению.
Оставлять выпрямитель включенным длительное время в режиме перегрузки.
Действия в экстремальных условиях!
В случае возгорания АУОТ:
Немедленно снять напряжение с вводов АУОТ, отключить АБ.
Гасить пламя средствами для тушения пожаров в электроустановках напряжением до 1000В.
В случае удара электрическим током при прикосновении к корпусу АУОТ, необходимо немедленно снять напряжение с вводов, отключить АБ, затем приступить к устранению неисправностей.
В случае поражения электрическим током необходимо действовать в соответствии с «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей»
Техническое обслуживание и ремонт.
Техническое обслуживание и ремонт АУОТ должны производиться специализированными предприятиями.
Хранение и транспортирование.
АУОТ пригодны для транспортирования железнодорожным, автомобильным, водным и воздушным транспортом. Условия транспортирования «С» по ГОСТ 23216.
АУОТ могут храниться в не отапливаемых помещениях в районах с умеренным и холодным климатом. Условия хранения «2» по ГОСТ 15150.
Утилизация.
Утилизация АУОТ должна производиться специализированными предприятиями.