Khí cụ điện - Chương 8: Thiết bị cấp nguồn dự phòng

KHÍ CỤ ĐIỆN TS.NGUYỄN VĂN ÁNH BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ, VIỆN ĐIỆN C3 - 106, TEL. 3869 2511 EMAIL:ANH.NGUYENVAN1@HUST.EDU.VN FB: HTTPS://WWW.FACEBOOK.COM/PROFILE.PHP?ID=100006080987559 PHẦN II KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP Chương 8: Thiết bị cấp nguồn dự phòng • 8.1 Khái niệm chung • 8.2 Thiết bị cấp nguồn liên tục • 8.3 Thiết bị tự động chuyển nguồn 8.1 Khái niệm chung • Nguồn dự phòng được sử dụng để cấp điện cho tải khi nguồn chính gặp sự cố  Mất điện  Điện áp cao quá mức cho phép  Điện áp thấp quá mức cho phép  Mất pha  Thứ tự pha bị đảo • Có nhiều loại tải quan trọng, yêu cầu cung cấp điện liên tục là bắt buộc • Trung tâm dữ liệu • Bệnh viện • Sân bay • Truyền hình – phát thanh • Bến cảng • Trang trại 8.2 Thiết bị cấp nguồn liên tục • Thường gọi là bộ lưu điện hoặc UPS (Uninterrupting Power Supply) 100kW đến 3MW • Theo cấu trúc của UPS, ta có ba loại sau:  A standby (off-line) UPS  Line interactive UPS  Online UPS • A standby (off-line) UPS: tải được nối trực tiếp với lưới điện, và nguồn phụ (từ ắc quy) chỉ cung cấp cho tải khi lưới điện gặp sự cố Bộ nạp điện Bộ điều khiển Bộ phận cảnh báo Bộ lọc xung Ắc quy Bộ nghịch lưu Đầu vào Đầu ra Normal AC: DC: Điều khiển: Khóa chuyển mạch Standby/offline UPS • Hiệu quả cao • Cấu tạo đơn giản • Giá thành rẻ Bộ nạp điện Bộ điều khiển Bộ phận cảnh báo Bộ lọc xung Ắc quy Bộ nghịch lưu Đầu vào error! Đầu ra AC: DC: Điều khiển: Khóa chuyển mạch Standby/offline UPS tcm = 10ms – 100ms • Không cách ly nguồn và tải • Chuyển mạch chậm chờn khi có nhiễu đầu vào • Thời gian chuyển mạch Ưu điểm Nhược điểm • Online UPS: cấp điện cho tải liên tục kể cả khi lưới điện có sự cố Bộ nạp điện Bộ điều khiển Bộ phận cảnh báo Bộ lọc vào Bộ lọc ra Ắc quy Chỉnh lưu Biến đổi DC/DC Bộ nghịch lưu Đầu vào Đầu ra Normal AC: DC: Điều khiển: Khóa chuyển mạch Online UPS Bộ nạp điện Bộ điều khiển Bộ phận cảnh báo Bộ lọc vào Bộ lọc ra Ắc quy Chỉnh lưu Biến đổi DC/DC Bộ nghịch lưu Đầu vào Đầu ra error! AC: DC: Điều khiển: Khóa chuyển mạch Online UPS • Hiệu quả thấp • Cấu tạo phức tạp • Giá thành đắt • Cách ly nguồn và tải • Không chuyển mạch, tin cậy • Cấp điện ổn định với chất lượng tốt Ưu điểm Nhược điểm • Line interactive UPS: giống với standby UPS, nhưng có thêm bộ điều áp Bộ nạp điện Bộ điều khiển Bộ phận cảnh báo Bộ điều áp tự động Bộ lọc xung Ắc quy Bộ nghịch lưu Đầu vào Đầu ra AC: DC: Điều khiển: Khóa chuyển mạch Line - interactive UPS 8.3 Thiết bị tự động chuyển nguồn • Thường gọi là ATS (Automatic Transfer Switch), sử dụng để tự động chuyển tải từ nguồn chính sang nguồn dự phòng khi nguồn chính có sự cố, và tự động chuyển ngược lại khi nguồn chính phục hồi. • Các loại ATS  Máy phát – Máy phát  Lưới – Lưới • Các loại ATS  Lưới – Máy phát  Lưới – Lưới – Máy phát • Thiết kế lưới điện dự phòng sử dụng ATS và UPS • Sơ đồ cấu trúc của ATS Bộ điều khiển Bộ so sánh I Bộ so sánh II Đầu ra Lưới I Lưới II AC: CBIICBII Điều khiển: MBA MBA Khóa chuyển mạch ATS lưới - lưới • Sơ đồ cấu trúc của ATS Bộ điều khiển Bộ so sánh I Bộ so sánh II Khởi động Đầu ra Lưới I DZ AC: CBII Máy phát Động cơ diezel CBII Điều khiển: MBA G Khóa chuyển mạch ATS lưới - máy phát • Giản đồ thời gian của ATS lưới - máy phát M ất l ư ớ i C h uy ển t ải C h uy ển t ải D ừ n g D Z L ư ớ i ph ục hồ i U = 0 .8 U đm K hở i độ n g D Z t1 t =1-5 (s)1 t =1-20 (s)2 t =3-30(phút)3 t =3-10(phút)4 t2 t3 t4 • Thiết kế ATS bằng PLC (programmable logic controller) Bộ điều khiển PLC Giao diện Khởi động Đầu ra Lưới I DZ AC: CBII Máy phát VtsVts Động cơ diezel CBI Điều khiển: MBA G Đk đóng/mở Đk đóng/mởT rạ n g th ái T rạ ng th ái ATS lưới - máy phát • Thiết kế ATS bằng PLC (programmable logic controller) giao diện