Системата е предвидена да осигурява непрекъсваемо електрозахранване на всички компоненти на гаровата осигурителна и комуникационна техника от два фидера и резервиране от акумулаторна батерия. При отпадане на фидерите запазва пълна функционалност на гарата. КТЗУ е изградено на модулен принцип, позволяващ конфигуриране според нуждите на съоръженията. Интегрира се в гарата посредством преустройство. Притежава висока надеждност.

ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ

Фигура 1

За осигуряване на непрекъснато електрозахранване на гарови централизации в мрежата на ДП НКЖИ е разработена комплексна токозахранваща система КТЗУ. Системата е предвидена да осигурява непрекъсваемо електрозахранване на всички компоненти на МРЦ от два фидера и резервиране от акумулаторна батерия при отпадане на фидерите, запазвайки пълна функционалност на ЕГЦ в гарата. КТЗУ е изградено на модулен принцип, позволяващ конфигуриране според нуждите на МРЦ.

 

СИСТЕМНА АРХИТЕКТУРА

Топологията на системата /фиг. 2/ е позната като онлайн двойно преобразуване и нейни частни случаи са захранването на АПУ експлоатирани в мрежата на ДП НКЖИ.

 

Фигура 2

ТЕХНИЧЕСКИ ПАРАМЕТРИ

• Габаритни размери: 1500 х 1500 х 400 mm.
• Маса – 79.5 kg.
• Два входни фидера с фазов контрол.
• Работно напрежение: 220V AC (от 166V AC до 264V AC) 50Hz.
• Напрежение на подзаряд на АБ (режим float): 27.24 V DC.
• Изходни напрежения: 24V DC, 40/60V DC, 48V DC, 150V DC, 220V AC 50Hz, 220V DC.
• Електрическа якост на изолацията между тоководещите части и корпус – 2500 V/50 Hz.
• Работен температурен диапазон на модулите от -20°C до +65°C.
• Степен на защита на шкафа IP20.
• Номинална изходна мощност (според конфигурацията) до 5000 W.
• Пикова изходна мощност (според конфигурацията) до 9500 W.

СЪСТАВНИ ЧАСТИ

МЕТАЛЕН ШКАФ

Фигура 3

Комплексното токозахранване е реализирано в метален шкаф с габарити 1500х1500х400 мм.

Шкафа е с две врати и централна конзола където са разположени измервателни уреди и индикации.

В основата и в горната част на шкафа са изрязани отвори за естествена вентилация на монтираната апаратура.

В основата на шкафа се разполагат елементите на АБ, които са необслужваеми.

ПРЕОБРАЗУВАТЕЛИ

Преобразувателите в системата са силови електронни компоненти с висока надеждност и висок КПД. Системата гарантира максимален живот на използваните батерии осигурявайки оптимален режим на работа препоръчан от производителя.

Фигура 4

Заряда на акумулаторната батерия се осъществява от монофазен импулсен токоизправител от серия QUINT на PHOENIX CONTACT International, които са предвидени за употреба в железниците по стандарт EN 50121-4. Токоизправителя има висок КПД, вграден активен PFC и допуска работа в паралел с цел повишаване на изходната мощност. Основните технически параметри са:

• Входно напрежение: 85 V AC … 264 V AC
• Изходно напрежение: 18 V DC … 29.5 V DC
• Мощност: 960W
• КПД > 92 % (при 230 V AC)

• MTBF (IEC 61709, SN 29500): > 900000 h (25 °C), > 530 000 h (40°C)

Фигура 5

Напреженията за захранване на БО и СОА (90V DC и 150V DC) се получават от индустриални DC конвертори от серия QUINT на PHOENIX CONTACT International, които допускат последователно свързване с цел повишаване на изходното напрежение. Основните технически параметри са:

• Входно напрежение: 18 V DC … 32 V DC
• Изходно напрежение: 30 V DC … 56 V DC
• Изходен ток: 5А (до 6.5А)
• КПД > 92,5 %
• MTBF: > 761000 h (40°C)

Фигура 6

Напреженията 24 VDC се получават от DC конвертори от серията RSD на Meanwell (Фигура 6). Тази серия е разработена за ЖП приложения и сертифицирана по стандарта  EN50155. Основните технически параметри са:

• Входно напрежение: 16.8 ~ 31.2VDC
• Изходно напрежение: 24VDC
• Мощност: 100 / 300W
• КПД: 90%
• MTBF: 254.1K hrs min. MIL-HDBK-217F (25 ºC)

Фигура 7

Променливо напрежение 220V се получава от синусоидални DC-AC инвертори (True Sine Wave) Phoenix Inverters 24/1600

Инверторът е от фамилията Phoenix Inverters произведство на фирма Victron Energy /www.victronenergy.com/, покриващ напълно дадените технически изисквания посочени в таб.1 и притежаващ сертификати за ЕМС EN 55014-1 и EN 55014-2. Инверторът /Фигура 7/ има две разновидности различаващи се по работното входно напрежение – съответно 24 V DC и 48 V DC.

Основните технически параметри са:

• Входно напрежение: 19 ~ 33VDC.
• Изходно напрежение: 200/220/230/240VAC, 50Hz.
• Мощност: 800 ~ 3000W.
• КПД: 92%.
• MTBF: 90.4K hrs min. (40 ºC).

АВТОМАТИКА И ИНДИКАЦИЯ

Автоматиката за управление следи фазите на входното напрежение и при необходимост комутира фидерите. Фидер 1 (градска мрежа) е с приоритет. Комутацията се извършва от силови елементи тип контактор.

Монтирана е индикация за състоянието на фидерите и измервателни уреди за входящите напрежения, напрежението на АБ и консумирания ток.

Автоматиката за управление измерва напрежението при разряд, като при ниско напрежение изключва консуматорите с цел защита на АБ от дълбок разряд.

АКУМУЛАТОРНА БАТЕРИЯ

Като резервно токозахранване са предвидени стационарни акумулаторни батерии производство на Монбат /www.monbat.com/. Батериите работят в буферен /float/ режим, съобразен със спецификацията на производителя.

Фигура 8

Резервното токозахранване се състои от стационарни акумулаторни батерии тип MVR (Фигура 8), които се свързват последователно комбинирано със съответните спецификации:

• Номинално напрежение: 24 VDC
• Капацитет: 300/450 Ah – според консумацията на МРЦ.
• Напрежение на режим float: 27.24 V DC.
• Работна температура: -20 ÷ +55 ºC.

Фигура 9

АБ се разполагат в шкафа с апаратурата на токозахранването, така се използват къси силови проводници, което свежда до минимум загубите.

АБ са окомплектовани със система за газоотвеждане (Фигура 9), която отвежда извън помещението отделените при заряд газове.

ИНСТРУМЕНТИ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

По време на монтаж, експлоатация и техническо обслужване на КТЗУ са необходими следните инструменти и принадлежности: ключове от вратите, държач за предпазител; фазопоказател; набор отвертки; гаечен ключ 13 и 17; клещи комбинирани; измервателен прибор (амперволтомметър).

РАЗПОЛОЖЕНИЕ И МОНТАЖ

Монтажът на КТЗУ и пускането в експлоатация се извършва от оторизиран и квалифициран персонал.

КТЗУ се доставя от производителя предварително настроено и готово за работа. Зададени са диапазоните на фазоконтролните релета, настроени са напреженията на токоизправителите гарантиращи работа на АБ в режим подзаряд (Float) и време закъсненията на превключване на силовите контактори.

Монтажа се извършва върху предназначено за шкафа място в РП, като преди поставянето са подведени всички кабели за присъединяване. Дейностите се извършват при изключено напрежение и несвързана АБ. Всички предпазители на КТЗУ при монтаж трябва да са в положение изключен (Off).

Извършва се присъединяване на фидерите и силовите кабели към МРЦ. Първо се свързва заземителния контур. Пускането на КТЗУ се извършва в следната последователност:

• С помощта на държач се поставя предпазителя на АБ.
• Включват се предпазителите на фидер 1 и фидер 2.
• Последователно се включват преобразувателите за изходните напрежения, като първо се включват входящите предпазители (към АБ), а след тях изходящите (към товара).

ЕКСПЛОАТАЦИЯ

Без отваряне на шкафа визуално се следи показанието на измервателните уреди и индикациите на лицевия палнел. При показания извън нормите за съответната гара следва да се потърси причината. При отворен шкаф се прави оглед на индикациите по отделните компоненти на КТЗУ.

КТЗУ е изградено от високонадеждни компоненти с минимум изисквания за поддръжка. Основният фактор влияещ върху работоспособността на компонентите е температурата пряко свързана с възможността за вентилация. В шкафа е е предвидена естествена вентилация, която трябва да се гарантира.

Поддръжката на КТЗУ изисква периодично почистване на замърсяване (прах) от охлаждащите отвори на шкафа и преобразувателите – препоръчително преди летния сезон с преобладаващи високи температури на околната среда.

Единствените компоненти с активно охлаждане са инверторите. Периодично трябва да се следи работоспособността на вентилаторите на инверторите. При констатиране на неизправност инверторът трябва да се замени.

ПРОВЕРКА НА АВТОМАТИКАТА ЗА ПРЕВКЛЮЧВАНЕ НА ФИДЕРИТЕ

Проверката може да се извърши ръчно, като се изключи входния предпазител на съответния фидер и се след действието на автоматиката и съответните индикации. При наличие на захранване на фидер 1, то следва да се активира с приоритет.

ПОДМЯНА НА ДЕФЕКТИРАЛ ПРЕОБРАЗУВАТЕЛ

При отказ на преобразувател, той може да бъде заменен при частично изключване на КТЗУ в частта на повредения елемент. Изключват се входния и изходния предпазител към елемента, след което той може да бъде заменен.

При цялостно изключване на КТЗУ трябва да се спази последователността за включване от точка 6.

НАСТРОЙКА

Токоизправителите, DC конверторите и инверторът подлежат на настройка на изходното напрежение. Тези настройки са направени в заводски условия. Корекция на настройките се допуска при монтаж и обвръзка към специфични съоръжения изискващи различни напрежения. Настройка се прави при замяна на определен дефектирал блок.

Извършването на настройки през гаранционния период, без съгласуване с производителя води до отпадане на гаранцията.

 

ПРЕДИМСТВА

• Възможност за получаване на трифазно напрежение от монофазна мрежа.
• Възможност за конфигуриране, според товарите.
• Широк работен диапазон по температура.
• Висока надеждност – MTBF на основните компоненти над 25 години.
• Възможност за бъдещи разширения.