Chuong 2

Ngu n d phịng PGS.TS Quy n Huy Ánh CHƯƠNG II BỘ LƯU ĐIỆN (UPS) **** 2.1 BỘ LƯU ĐIỆN Bộ lưu điện có chức cung cấp điện chất lượng cao cho tải đặc biệt quan trọng nguồn điện lưới bị cố điện hay chất lượng điện cung cấp từ nguồn không đảm bảo theo yêu cầu phụ tải (do nhiễu, sụt áp, … ) Bộ lưu điện có phận chính: chỉnh lưu, ắc quy nghịch lưu 2.2 CÁC DẠNG HỆ THỐNG CỦA UPS Có nhiều loại hệ thống UPS tùy thuộc vào mức độ bảo vệ chống lại “ô nhiễm” mạng nguồn độc lập nguồn (nguồn dự phòng tự động điện) Dưới mô tả hai loại phổ biến a Hệ thống UPS ngoại tuyến ( hình II.1) Loại nối song song với nguồn trực tiếp từ mạng phân phối quốc gia hình II.1, tự hành khả ắc quy nguồn AC Trong điều kiện hoạt động bình thường, lọc đảm bảo chất lượng dòng điện áp giữ cách hợp lý giá trị định trước điều chỉnh tự động bên lọc Lưới cung cấp AC  F ~ =  Chỉnh lưu /nạp điện = ~ Nghịch lưu Tải nhạy Bộ lọc Ắc quy Hình II.1 Hệ thống UPS ngoại tuyến Khi giới hạn cho phép bị vượt qua, kể nguồn hoàn toàn, công tắc tơ mang tải bình thường chuyển nhanh sang UPS (dưới 10 ms) Năng lượng cung cấp từ ắc quy Khi nguồn hoạt động bình thường trở lại, công tắc tơ trở vị trí ban đầu; ắc quy nạp đầy trở lại Những thiết bị loại thường có công suất thấp (  kVA), có khả chịu dòng độ lớn, chẳng hạn khởi động động động hay mở tải điện trở (nguội) Các thiết bị loại thường sử dụng cho trạm thông tin ITE (Information Technology Equipment) www.quyenhuyanh.com Trang 20 Ngu n d phịng PGS.TS Quy n Huy Ánh b Hệ thống UPS trực tuyến (hình II.2) Hệ thống nối trực tiếp lưới điện tải, có khả tự hành Khoảng thời gian tự hành phụ thuộc khả ắc quy công suất tải Hệ thống cung cấp toàn tải với giá trị sai số nghiêm ngặt không phụ thuộc vào tình trạng mạng điện AC Khi nguồn, ắc quy tự động không gián đoạn đảm bảo cung cấp dòng AC không nhiễu cho tải Hệ thống thích hợp cho tải nhỏ (khoảng 3kVA) lớn (tới nhiều MVA) Nguồn AC từ lưới ~ =  Chỉnh lưu /nạp điện = Tải nhạy ~ Bộ nghịch lưu ắc quy Hình II.2 Hệ thống UPS trực tuyến Mạch điện (hình II.3) giống hệ thống UPS ngoại tuyến (hình II.1) Trong thực tế, hệ thống UPS trực tuyến, tải qua mạch Bộ công tắc tơ tónh mở tình này, tự động đóng UPS tải, hay hỏng lý Trong trường hợp vậy, tải cung cấp thông qua mạch dự phòng Hoạt động ngược lại với sơ đồ ngoại tuyến Các điều kiện trở lại bình thường tải khắc phục Trong sơ đồ này, điện áp đầu nghịch lưu giữ đồng với điện áp lưới cung cấp điện (nghóa giới hạn cho phép biên độ lệch pha) hạn chế nhiễu tới mức nhỏ chuyển “ tức thời” từ mạch sang mạch www.quyenhuyanh.com Trang 21 Ngu n d phòng (9) ~   PGS.TS Quy n Huy Ánh  UPS    (8) (5) C/S  Maïch  Maïch (2) (6)        (4)  ~     ~ (1) (3)  (7) Hình II.3 Sơ đồ UPS trực tuyến có dùng nghịch lưu Ký hiệu hình: - nghịch lưu; - chỉnh lưu /nạp; – ắc quy ( thời gian tự hành 10-15-30 phút – vài giờ); – công tắc tơ tónh; - biến áp cách ly làm việc cách ly điện khỏi mạch vào cần thiết; – mạch ra; – biến áp đặc biệt cho mạch ra; – cầu dao đảo; – biến áp hạ điện áp nguồn đến hộ tiêu thụ Các thiết bị khác không đảm bảo hoạt động liên tục cấp điện, lại bảo vệ tải nhạy cảm khỏi nhiễu thường xảy mạng phân phối, gồm có: + Bộ lọc phích cắm: phích cắm AC đơn giản dùng để nối tải, có lọc cao tần (HF) để giảm nhiễu kí sinh HF đến mức chấp nhận Nó thường dùng cho máy tính PC độc lập từ 250 đến 1000VA cho mục đích văn phòng + Bộ lọc điều hòa hợp chuẩn (conditioner) hệ thống hoàn hảo dùng để đảm bảo nguồn cung cấp AC thiếu khả tự hành, nghóa không dự trù trường hợp điện cung cấp từ mạng AC Chức là: - Lọc kí sinh HF; - Giữ điện áp không đổi hợp lý; - Cách ly (điện) tải khỏi mạng điện AC Có thể sử dụng cho văn phòng hay hệ thống công nghiệp không yêu cầu nguồn dự phòng không gián đoạn tới 5000VA www.quyenhuyanh.com Trang 22 Ngu n d phịng PGS.TS Quy n Huy Ánh Bảng Ví dụ khả sử dụng nghịch lưu sơ đồ “khử nhiễu” UPS Dạng thiết bị Giản đồ nguyên lý Đầu cắm lọc Bộ lọc điều hòa hợp chuẩn UPS slim-line UPS ngoại tuyến  ~ Nhiễu xem xét Dạng nhiễu biện pháp hiệu chỉnh Kí sinh cao tần X Điều chỉnh áp Tự hành 10 đến 30ms ( theo khả ắc quy) Công suất định mức  250VA 300  1000VA 1000  2500VA  2500VA X ~ ~ X X X X X X ~ ~ ~ F  ~ UPS trực tuyến ~ ~ F  X X X X X X X X X X X X X X X X X X Ứng dụng Bảo vệ tối thiểu Tất tải nhạy PC đứng lẻ Micro Informatic Terminals Hệ thống điện AC có nhiễu tải lớn 2.3 TIÊU CHUẨN Tiêu chuẩn quốc tế cho loại bán dẫn IEC 146-4 2.4 LỰA CHỌN HỆ THỐNG UPS Sự lựa chọn hệ thống UPS thực dựa thông số sau đây:  Công suất định mức dựa trên:  Giá trị tối đa nhu cầu kVA dự kiến;  Giá trị tối đa dòng độ (khởi động động cơ, tải trở, máy biến áp,…) www.quyenhuyanh.com Trang 23 Ngu n d phịng PGS.TS Quy n Huy Ánh Ghi chú: để đạt dược phân bố thỏa đáng thiết bị bảo vệ cho tất loại tải, cần thiết hiệu chỉnh công suất hệ thống UPS  Mức điện đầu vào UPS;  Thời gian tự hành yêu cầu (nghóa cung cấp từ ắc quy);  Tần số đầu vào đầu UPS;  Mức độ khả dụng;  Các chức khác Công suất (VA) Khi định công suất UPS phải tính tới giá trị đỉnh dòng khởi động động cơ, khả lắp đặt thêm thiết bị, khả tải nghịch lưu thành phần khác UPS Công suất thiết bị UPS phải đủ để thỏa mãn yêu cầu tải thường xuyên tải có chất độ Nhu cầu tải tổng tải (VA) thiết bị hiệu chỉnh tới giá trị Pa hệ số (1,2 tới 2) phép mở rộng Tuy nhiên, để tránh lắp đặt kích cỡ, cần tính đến khả tải thành phần UPS Ví dụ, nghịch lưu Merlin Gerin sản xuất chịu tải sau:  1,5In phút;  1,25In 10 phút Sự biến đổi tức thời tải biến đổi xảy thời điểm mở cắt hay nhiều thiết bị Đối với thay đổi tức thời lên tới 100 công suất định mức UPS, điện áp đầu thông thường từ +10 đến -8 giá trị định mức Ví dụ Tính công suất UPS thích hợp cho thiết bị hình II.4, với thông số ban đầu sau: Mạch có dòng độ 4In thời gian 200 ms khởi động Hoạt động thực lần ngày  Những mạch lại không đòi hỏi dòng độ Như vậy, yêu cầu công suất thường xuyên tối đa:  P = 80 + 10 + 20 + 28 + 30 = 160 kVA Với dự trù cho khả mở rộng (20) = 160 + 32 = 192 kVA Với 60 kVA bổ sung (do tính đến yêu cầu bổ sung dòng độ  20 kVA) Tổng cộng 192 + 60 = 252 kVA Tuy nhiên, khả tải hệ thống UPS (M.G) 1,5In nên công suất UPS thích hợp 252 x 1/1,5 = 168 kVA Làm tròn đến giá trị tiêu chuẩn lớn gần 200 kVA www.quyenhuyanh.com Trang 24 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Mạch tải   1:80 kVA  2:10 kVA  3:20 kVA  4:20 kVA  5:30 kVA Hình II.4 Ví dụ C/S   200kVA  ~   ~           Hình II.5 Lời giải cho ví dụ hình II.4 Mức điện đầu vào đầu UPS Mức điện định mức đầu vào UPS phụ thuộc vào cấp điện áp định mức lưới điện nơi đặt UPS Tuy nhiên, UPS thường cho mức dao động điện áp đầu vào lớn (  25 Umin) Mức điện đầu UPS phụ thuộc mức điện áp tải, với sai số nghiêm ngặt (đến (  1 Umax) Thời gian tự hành Đây khoảng thời gian mà UPS cung cấp cho tải lượng từ ắc quy Thời gian tự hành yêu cầu phụ thuộc vào mức yêu cầu liên tục cung cấp điện tải Thường thời gian tự hành vào khoảng phút đến 14 phút Thời gian tự hành phụ thuộc vào hệ số tải thực tế (hệ số tải thấp thời gian tự hành cao) dung lượng ắc quy Để tăng thời gian tự hành, UPS trang bị ắc quy mở rộng bên Vì vậy, thời gian tự hành đạt đến 30 phút hay vài Tuy nhiên, việc định lựa chọn thời gian tự hành, cần có cân nhắc kỹ lưỡng ảnh hưởng lớn đến giá thành hệ thống UPS Tần số đầu vào đầu UPS Các UPS ngày có tần số đầu vào 50HZ /60HZ (kèm chức tự chọn) với sai số cho phép đến  10 fn) Tần số đầu vào 50HZ /60HZ với sai số nghiêm ngặt (đến  0,5 HZ vận hành có tải  0,005 HZ vận hành không tải) Tính khả dụng Hệ thống UPS thường cung cấp với nguồn dự phòng cố Điều cho phép tính khả dụng tương đối cao Ví dụ UPS đơn có tuổi thọ trung bình đến cố MTBF (Mean Tim Between Failures) laø 50.000 h www.quyenhuyanh.com Trang 25 Ngu n d phịng PGS.TS Quy n Huy Ánh Trong trường hợp bình thường nguồn nâng đôi nói (hình II.3) MTBF nằm khoảng 70.000 h đến 200.000 h, tùy vào mức khả dụng nguồn thứ hai Chuyển đổi từ nguồn sang nguồn thực tự động công tắc tơ tónh Cấu hình với mức dự phòng cao hơn, nghóa UPS công suất P/2 để cung cấp điện cho tải P (hình II.6) thực Mức độ khả dụng chuyên gia tính toán, nhà sản xuất thường trích dẫn mức độ khả dụng tùy theo sản phẩm sơ đồ khuyến cáo C/S P/2 ~  ~   P/2 ~  ~    P   P/2 ~  ~ Hình II.6 Ba UPS cho tính khả dụng cao Các chức khác Các chức khác UPS lựa chọn tùy theo mức độ tiện ích yêu cầu Tuy nhiên UPS ngày thường trang bị chức khác sau:  Chức bảo vệ: bảo vệ chống tải, chống ngắn mạch, lọc xung EMI/RF;  Chức báo tình trạng: lưu điện ắc quy, cạn ắc quy, tải,…;  Chức giám sát điều khiển từ xa;  Chức thay ắc quy nóng;  Chức vận hành tiết kiệm điện: loại chức thường kèm theo loại UPS, có đường cấp nguồn trực tiếp (hay dự phòng) nguồn lưới UPS cấp nguồn từ ắc quy chất lượng điện hay nguồn bị hư hỏng www.quyenhuyanh.com Trang 26 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh 2.5 HỆ THỐNG UPS VÀ MÔI TRƯỜNG CỦA NÓ Bộ UPS liên lạc với thiết bị khác, chẳng hạn với hệ thống IT (Information Technology), truyền thông tin tình trạng thành phần UPS (bộ công tắc tơ đóng hay mở,… ) nhận lệnh điều khiển chức để:  Tối ưu sơ đồ bảo vệ: ví dụ UPS truyền liệu (tình trạng hoạt động, nguồn cung cấp từ ắc quy, báo động tình trạng điện,… ) đến máy tính mà cung cấp điện Máy tính dẫn tác động điều chỉnh tương ứng;  Cho phép điều khiển từ xa: UPS truyền liệu liên qua đến tình trạng thành phần UPS, với số liệu đo đến nơi điều khiển Tại đây, người vận hành thực thao tác thông qua kênh điều khiển từ xa;  Giám sát (quản lý) lưới: người sử dụng với trang bị kỹ thuật quản lý tập trung thu thập liệu từ UPS Những liệu lưu trữ phân tích tượng bất thường hiển thị bảng đèn hay hình, cuối thực điều khiển từ xa UPS (hình II.9) Sự phát triển với tính tương hợp hệ thống khác phần cứng liên quan đòi hỏi phải tích hợp chức vào hệ thống UPS Những chức thiết kế để đảm bảo tính tương thích điện với thiết bị khác: phiên chuẩn cung cấp với tiếp điểm mạch dòng Các trang bị nối kết theo tiêu chuẩn RS 232, RS 422, RS 485 thêm vào theo yêu cầu Trong thực tế, số môđun cao cấp có kèm card đại với thủ tục thích hợp (ví dụ J Bus) Ngoài ra, sử dụng phần mềm chuyên dụng để tự động kiểm tra chuẩn đoán cố (Soft-Monitor on PC) Những phần mềm tích hợp vào hệ thống giám sát chung khác (hình II.8) Hình II.7 Bộ UPS nối với đầu điều khiển trung tâm www.quyenhuyanh.com Trang 27 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Hình II.8 Phần mềm cho phép kiểm tra từ xa tự động dự đoán cố cho hệ UPS Hình II.9 Bộ UPS sẳn sàng hội nhập vào hệ thống điều khiển trung tâm Hình II.10 Bộ UPS slim-line dễã đặt máy tính PC www.quyenhuyanh.com Trang 28 Ngu n d phịng PGS.TS Quy n Huy Ánh Hình II.11 Với mạng máy tính lớn, ngăn UPS thường đặt phòng máy tính 2.6 ĐẶC TÍNH CỦA ẮC QUY Có hai loại ắc quy dùng kèm với UPS a Ắc quy kín (Maintenance-free sealed units) Ắc quy loại sử dụng cho hệ thống UPS có công suất mức 250 kVA nhỏ hơn, đảm bảo hoạt động tự hành đến 30 phút Cho số lắp đặt, thông gió tự nhiên nơi đặt ắc quy chấp nhận điều kiện nạp hiệu chỉnh với đặc tính ắc quy tuân thủ ràng buộc nhà sản xuất b Ắc quy thường (non - sealed units) (hở) Loại ắc quy thường loại ắc quy chì sử dụng cho thiết bị lớn Ắc quy phải đặt nơi thích hợp có hệ thống thông gió cưỡng Đối với số thiết bị định, ắc quy loại mở (open-type) camium-nicket (ắc quy kiềm) ưa chuộng Hình II.12 Một phòng ắc quy điển hình Hầu hết tiêu chuẩn quốc gia yêu cầu có hệ thống thông gió, cưỡng hay tự nhiên, với tỉ lệ thông khí gắn với kích thước tỉ số nạp ắc quy ắc quy đặt www.quyenhuyanh.com Trang 29 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh nhà Tỉ lệ thông khí khuyến cáo (m3/h) tính từ công thức 0.05 NI với N số ngăn ắc quy I dòng nạp lớn phận nạp ắc quy, A Trong trường hợp thông khí cưỡng bức, phận nạp phải tự động tắt hệ thống quạt bị ngừng, luồng thông khí bị chặn hay giảm lý Đối với hệ thống UPS có công suất lớn, ắc quy thường đặt phòng thiết kế đặc biệt theo tiêu chuẩn 2.7 SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT Thông thường hệ thống UPS nuôi từ hai mạch (như hình II.13), mạch bảo vệ riêng biệt; hai mạch gọi mạch mạch Mạch mạch dây pha nối với đầu vào phận nạp /chỉnh lưu UPS, mạch mạch dây pha nối với đầu vào công tắc tơ tónh Tủ phân phối phía sau cung cấp điện áp 230 /400V Nếu điện áp khác yêu cầu, máy biến áp sử dụng a Cách ly mạch phía trước sau UPS Các biện pháp chống điện giật phụ thuộc vào sơ đồ nối đất, phụ thuộc vào tồn cách ly mạch phía trước sau UPS Các nhà sản xuất phải cung cấp thông tin cần thiết;  Nếu cách ly sơ đồ nối đất hai đầu hệ UPS phải giống nhau;  Nếu có cách ly hoàn toàn đầu vào đầu hệ UPS sơ đồ nối đất đầu vào đầu khác (hay giống nhau) b Sơ đồ TT/TT Điểm trung tính nghịch lưu nối đất thường trực mô tả trên, nghóa tạm thời D2 mở hình II.13 D2 CB cực; cắt dây trung tính mở, công tắc tơ C tự động đóng để nối góp trung tính tủ phân phối hạ áp với đất c Bảo vệ chung Một RCD lắp đặt lộ MGDB nuôi hệ thống UPS (D1 D2 hình II-13) phối hộp RCD với RCD lộ từ tủ phân phối hệ UPS xếp để đảm bảo liên tục tối đa Độ nhạy RCD lựa chọn dựa giá trị điện trở nối đất (điện cực với dây tiếp đất) Ghi chú: số loại RCD thiết kế để tránh hoạt động sai sót xảy điều kiện bất thường (thành phần DC dòng…) UPS gây Người sử dụng nên hỏi ý kiến nhà sản xuất UPS vấn đề liên quan đến sản phẩm d Bảo vệ mạch DC hệ UPS Bảo vệ ắc quy: www.quyenhuyanh.com Trang 30 Ngu n d phịng PGS.TS Quy n Huy Ánh Hầu hết quy định quốc gia hướng dẫn thực hành thiết bị ắc quy dựa yêu cầu nghiêm ngặt, tuân thủ chặt chẽ hạn chế khả ngắn mạch hay chạm điện gián tiếp Do mạch từ ắc quy đến CB điều khiển đủ bảo đảm an toàn cho người Điều xảy như:  Ắc quy tất mạch DC nằm cabin thành phần khác UPS, nghóa địa điểm đẳng áp tạo nên;  Khi ắc quy đặt xa hệ UPS, tiêu chuẩn cách điện loại sử dụng  Đối với phần lại thiết bị: đặc biệt phần phía sau CB mạch ắc quy đến chỗ nối đầu chỉnh lưu với đầu vào nghịch lưu, nơi mà hư hỏng cách điện mạch DC nguy hiểm, sơ đồ kiểm soát cần thiết e Bảo vệ mạch đầu không nhiễu Các mạch phục vụ cho ổ cắm bảo vệ RCD độ nhạy 30 mA hay nhỏ (ví dụ CB so lệch Muti đặc tuyến b 30 mA) Các lộ khác nên bảo vệ RCD có độ nhạy thích hợp (thông thường 300 mA) phối hợp với bảo vệ D1 D2 (hình II.13) ~          D1  D2   UPS C/S Maïch  Maïch   ~  ~     Tủ phân phối hạ  Mạch  RCD cho 30mA ổ   cắm RCD      30mA RCD RCD C  Hình II.13 Sơ đồ TT/TT f Sơ đồ TN - C/TN – S Cắt điện tự động có chạm điện gián tiếp thực sơ đồ nhờ www.quyenhuyanh.com Trang 31 Ngu n d phịng PGS.TS Quy n Huy Ánh rơ le dòng Việc tính toán tổng trở Zs thực trường hợp Quy tắc cần phải tuân theo dòng ngắn mạch từ nghịch lưu (cũng dòng lớn qua nghịch lưu trước hệ thống bảo vệ bên tác động) vượt ngưỡng bảo vệ dòng đặt phía sau Các máy cắt với tác động từ chỉnh định thấp thích hợp cho sơ đồ TN-C lẫn sơ đồ TN-S Đối với TN - S dùng RCD có độ nhạy trung bình Phần DC hệ UPS mô tả mô tả cho mạch TT Bảo vệ đầu không nhiễu thực RCD 30mA mạch có ổ điện CB với dòng cắt ngắn mạch chỉnh định thấp ~                Maïch không qua trọng  UPS Mạch2  Mạch  C/S  ~  ~     Tuû phân phối hạ Mạch   RCD cho 30mA oå   caém RCD      30mA C  Hình II.14 Sơ đồ TN-C/IT g Cách ly hoá hoàn toàn mạch phía trước phía sau hệ UPS Việc phân tích mạch trước sau hệ UPS cần đến thực cách đặt biến áp hai cuộn dây phía trước công tắc tơ tónh Trong trường hợp www.quyenhuyanh.com Trang 32 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh sơ đồ nối đất phía trước sau khác nhau, loại nối đất cho mạch phía sau tạo biến áp đầu nghịch lưu Bảo vệ mạch DC hệ UPS: việc bảo vệ miêu tả rơle kiểm soát cách điện (nếu cần) chọn mục 2.7 cho sơ đồ IT/IT ~              CIC1  Maïch   Mạch  Tủ phân phối hạ   C/S  ~  ~          CIC2   Hình II.15 Sơ đồ IT/IT h UPS hoàn chỉnh Các UPS hoàn chỉnh có công suất nhỏ cho phép cắm điện trực tiếp www.quyenhuyanh.com Trang 33 Ngu n d phịng PGS.TS Quy n Huy Ánh Các UPS cho ứng dụng công suất nhỏ máy tính cá nhân mạng thông tin nhỏ thiết kế đơn vị hoàn chỉnh vỏ kim loại (hình II.16) Các dây dẫn bên lắp Nhà máy phù hợp với tính thiết bị Hình II.16 UPS hoàn chỉnh i Hệ UPS có liên kết hợp phần Trong trường hợp khác, nhà thầu khách hàng phải thực việc dây liên kết Với hệ UPS lớn, ắc quy thường cách xa nghịch lưu trường hợp dùng công tắc tơ lọc đòi hỏi phải có nối liên kết Kích thước dây cáp phụ thuộc vào mức dòng liên kết (hình II.17) Iu Công tắc tơ CS   Mạch Iu Chỉnh lưu /nạp I1 ~   Mạch Dung lượng Ắc quy Nghịch lưu   Tải ~ Ib Hình II.17 Dòng cho chọn lựa cáp Tính toán dòng điện I1 Iu: + Dòng điện Iu dòng cực đại tải; www.quyenhuyanh.com Trang 34 Ngu n d phịng PGS.TS Quy n Huy Ánh + Dòng I1 đầu vào chỉnh lưu phụ thuộc vào: - Dung lượng ắc quy định mức nạp; Đặc tính nạp; Đầu nghịch lưu + Dòng Ib dòng dây cáp cho ắc quy Biên độ dòng nhà sản xuất UPS cung cấp Lựa chọn dây cáp Cơ sở việc chọn cáp độ sụt áp cực đại cho phép đảm bảo hoạt động bình thường tải Những giá trị thường dùng là: - 3 cho mạch xoay chiều; 1 cho mạch chiều Mỗi giá trị cho ta giá trị tối thiểu dây dẫn Merlin Gerin đề nghị kích thước dây cáp dùng với hệ Maxipac ESP 2000 (bảng tới 10) điều kiện bình thường với chiều dài cáp ngắn 100m (sụt áp < 3) Bảng độ sụt áp cho mạch chiều ngắn 100m dùng cáp đồng Các giá trị sụt áp () bảng tương ứng với giá trị định mức DC 324V cho gia trị điện áp khác Nhân giá trị bảng với hệ số với điện áp ắc quy chia cho 324 Với giá trị công suất định mức hệ UPS, giá trị dòng điện đầu vào I1 chỉnh lưu /nạp điện ắc quy chế độ sạc từ từ (“trôi”) dòng Iu với tiết diện dây vào tương ứng Giá trị I1 ắc quy sạc lại (sau thời gian tải hoàn toàn nuôi ắc quy) không ảnh hưởng đến kích thước dây dẫn, thời gian sạc lại không kéo dài Tuy nhiên dòng điện sạc lại phải tính đến để tính đến để xác định yêu cầu bảo vệ phía trước mạch Bảng Độ sụt áp () điện áp chiều 324V cho cáp lõi đồng www.quyenhuyanh.com Trang 35 Ngu n d phịng Tiết diện In (A) PGS.TS Quy n Huy Ánh mm2 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 100 125 160 200 250 320 400 500 600 800 1000 1250 5,1 3,6 4,5 2,6 3,2 4,0 1,9 2,3 2,9 3,6 1,3 1,6 2,2 2,7 3,3 1,3 1,6 2,2 2,7 3,4 0,8 1,2 1,6 2,2 2,7 3,4 0,7 0,8 1,1 1,3 1,7 2,1 2,8 3,4 4,3 0,3 0,6 0,8 1,3 1,6 2,1 2,6 3,3 4,2 5,3 0,4 0,5 0,7 0,8 1,3 1,6 2,1 2,7 3,4 4,2 5,3 Baûng Dòng tiết diện cáp đồng cung cấp điện cho chỉnh lưu UPS Maxipac (chiều dài cáp < 100 m) Công suất định mức 3,5 kVA kVA 7,5 kVA 10 kVA 15 kVA 20 kVA Dòng (A) Mạch với ắc quy I1 pha 400V pha 230V AÉc quy AÉc quy AÉc quy Ắc quy trôi I1 có tải I1 trôi I1 có taûi I1 18 20 8,5 10,5 26 28 15 19 20 24 30 38 40 48 www.quyenhuyanh.com Maïch Iu 16 23 24 45,5 68 91 Tiết diện cáp đồng (mm2) với chiều dài  100m Mạch Mạch pha pha pha 400V 230V 230V 10 10 10 10 16 16 10 10 16 16 16 16 Trang 36 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Bảng Dòng tiết diện cáp đồng cung cấp cho chỉnh lưu tải EPS 2000 (chiều dài < 100 m) Công suất định mức 10 kVA 15 kVA 20 kVA 30 kVA 40 kVA 60 kVA 80 kVA Dòng (A) Mạch với ắc quy pha 400V, I1 Trôi Nạp lại cho thờ kỳ dự phòng 10 15 50 phút phút phút 19 23 25 25 29 36 37 39 37 49 50 52 58 73 76 78 75 97 100 104 116 146 151 157 151 194 201 209 Maïch tải 400V Iu Ắc quy Ib 15,2 22,8 30,4 45 60,8 91,2 121,6 27 40,5 54 81 108 162 216 Tiết diện dây đồng (chiều dài < 100m) Mạch Mạch Ắc pha quy pha tải 400V pha 400V 10 10 10 10 10 10 16 10 16 25 16 25 35 25 35 50 35 70 70 50 95 Tham số cáp tới ắc quy kễ đến Bảng 10 Dòng vào, dòng ắc quy cho hệ UPS, EPS 5000 (Merlin Gerin) Công suất định mức Dòng (A) Mạch với ắc quy pha 400V – I1 Trôi 40 kVA 60 kVA 80 kVA 100 kVA 120 kVA 160 kVA 200 kVA 250 kVA 300 kVA 400 kVA 500 kVA 600 kVA 800 kVA 70 100 133 164 197 261 325 405 485 646 814 967 1290 Naïp laïi cho thời gian dự phòng 10 phút 15  30 phuùt 86 87,6 123 127 158 164 198 200 240 244 317 322 395 402 493 500 590 599 793 806 990 1005 1180 1200 1648 1548 Mạch taûi pha 400C Iu 60,5 91 121 151 182 243 304 360 456 608 760 912 1215 Dòng ắc quy Ib 109 160 212 255 317 422 527 658 790 1050 1300 1561 2082 Ví dụ www.quyenhuyanh.com Trang 37 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Cho UPS Maxipac định mức 7,5 kVA, pha 400V, I1 = 15A với ắc quy “trôi” Iu = 24A ( xem bảng 8) Tiết diện dây cáp tương ứng 10 mm2 cho dây dẫn (3 pha) vào chỉnh lưu /nạp, 16 mm2 cho dây dẫn (1pha) vào tải Hình II.17 Ví dụ liên kết nội 2.8 CHỌN SƠ ĐỒ BẢO VỆ Khi chọn sơ đồ bảo vệ, cần lưu ý đến đặc tính đặc thù hệ thống UPS Khi chọn sơ đồ bảo vệ cần tính đến đặc tính hệ UPS: dòng ngắn mạch từ hệ UPS bị giới hạn, nhỏ hai lần dòng định mức Các nhà sản xuất tiến hành thử nghiệm để đảm bảo phối hợp tính hệ UPS bảo vệ CB a Chọn định mức cắt CB Dòng định mức cắt In CB D1, D2, D3, Ddc (hình II.18 phải chọn lựa cho: In  I1 cho D1 ( I1 bao gồm dòng nạp lại ắc quy) In  Iu cho D2 In  Ib cho Ddc thể Dòng định mức In cho CB D3 phụ thuộc vào dòng định mức mạch cụ Dòng I1 Iu cho UPS hiệu Merlin Gerin dẫn bảng đến bảng 10 Dòng Ib Catalogue hạ áp Merlin Gerin b Khả cắt dòng số CB - CB D1 D2 www.quyenhuyanh.com Trang 38 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Các CB phải có định mức cắt vượt giá trị tính cho nơi đặt mạng - CB Ddc CB Ddc mức cắt dòng ngắn mạch CB thấp Thực dòng ngắn mạch cực đại từ ắc quy nhỏ 20 lần giá trị đặc tuyến Ampere – catalogue hạ áp Merlin Gerin - CB D3 Mức dòng ngắn mạch thấp từ UPS gây khó khăn việc phối hợp cắt mạch chọn lọc bảo vệ chống nguy hiểm chạm điện gián tiếp hệ TN + Trường hợp 1: mạch công tắc tơ tónh đóng, không đòi hỏi chế độ tự hành + Trường hợp 2: mạch công tắc tơ tónh có nối tới sau khoảng thời gian trễ, chọn lọc phải đạt nhờ bảo vệ dòng tức thời hay thời gian trễ ngắn, tác động dòng ngắn mạch không lớn từ UPS, trước bảo vệ dòng UPS làm việc Đối với hệ UPS MG 5000 hay 2000 (*) CB Merlin Gerin, điều kiện sau phải tuân theo: In UPS I (*) Khi dùng Maxipact loại B, In  n UPS In cho CB loại B  Ví dụ Chọn CB D1 D2 Bảng 10 gía trị dòng định mức qua D1 D2, cụ thể là; 395A cho I1 304A cho Iu Định mức cắt dòng D1 D2 vị trí chúng mạng phải  22kA (cho biến áp trường hợp này) CB loại NS400N (400A 400 C – 36kA) hoàn toàn thích hợp; điều chỉnh để bảo vệ tải (bằng tác động nhiệt) Irth  395A cho D1  304A cho D2 20KV / 400V   630 kVA Lưới ISC 22.1kA điện hệ thống www.quyenhuyanh.com  Iu  D2 CS EPS 5000 of I1  D1 ~   ~ Ddc I  b Tự hành 10 phút       D3 Trang 39 Ngu n d phịng PGS.TS Quy n Huy Ánh 2.9 THIẾT BỊ PHỤ TR a Biến áp Một biến áp hai cuộn dây đặt phía trước mạch (xem hình II.3) cho phép:  Thay đổi mức điện áp điện áp mạng khác điện áp tải;  Sự cố trung tính khác phía tải phía mạng điện Hơn biến áp cho phép:  Giảm dòng ngắn mạch phía thứ cấp so với thứ cấp lưới điện;  Ngăn ngừa dòng bậc ba (hoặc bội số 3) có phần thứ cấp lan sang lưới điện, cuộn sơ cấp nối kiểu tam giác b Bộ lọc chống sóng hài Hệ UPS bao gồm sạc ắc quy kiểm soát nhờ thyristor hay transistor Dòng điện bị “chặt” tuần hoàn sinh thành phần sóng hài mạng cung cấp Các sóng hài lọc đầu vào chỉnh lưu nói chung giảm mức dòng hài đủ cho ứng dụng thực tế Tuy nhiên, số trường hợp đặc biệt, mạng điện lớn, cần đến mạch lọc phụ Ví dụ  Định mức công suất UPS lớn so với biến áp nguồn;  Thanh hạ áp nuôi tải nhạy với sóng hài;  Máy phát Diesel hay Tuabin khí dùng cho dự phòng Trong trường hợp cần tham khảo ý kiến nhà sản xuất UPS c Thiết bị thông tin Thông tin liên lạc với thiết bị liên quan đến công nghệ thông tin kéo theo nhu cầu trang bị đặc biệt bên hệ UPS Các trang bị nằm thiết kế ban đầu hay thêm vào cần www.quyenhuyanh.com Trang 40 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Hình II.19 Lắp đặt UPS nối với hệ thống thông tin www.quyenhuyanh.com Trang 41 ... 125 0 5,1 3,6 4,5 2, 6 3 ,2 4,0 1,9 2, 3 2, 9 3,6 1,3 1,6 2, 2 2, 7 3,3 1,3 1,6 2, 2 2, 7 3,4 0,8 1 ,2 1,6 2, 2 2, 7 3,4 0,7 0,8 1,1 1,3 1,7 2, 1 2, 8 3,4 4,3 0,3 0,6 0,8 1,3 1,6 2, 1 2, 6 3,3 4 ,2 5,3 0,4 0,5 0,7... 198 20 0 24 0 24 4 317 322 395 4 02 493 500 590 599 793 806 990 1005 1180 120 0 1648 1548 Maïch tải pha 400C Iu 60,5 91 121 151 1 82 243 304 360 456 608 760 9 12 121 5 Dòng ắc quy Ib 109 160 21 2 25 5... 58 73 76 78 75 97 100 104 116 146 151 157 151 194 20 1 20 9 Mạch tải 400V Iu Ắc quy Ib 15 ,2 22, 8 30,4 45 60,8 91 ,2 121 ,6 27 40,5 54 81 108 1 62 216 Tiết diện dây đồng (chiều dài < 100m) Mạch Mạch