Measurement of electric power quality index for uninterruptible power supply devices

Abstract

Paper presents algorithm for computer aided design of AC power supply systems for feeding telecommunication equipment. The algorithm takes into consideration operation of reserve power station together with uninterruptible power supply source. Simulation models of power supply systems are developed for transient modes during input and output switching and allow to measure level of electromagnetic interference. Real CAD system for power supply of radio relay lines is described.Ключевые слова -Автоматизированное проектир-ование, гарантированное электроснабжение, имитационная модель, измерение уровней кондуктивных помех. I. ВВЕДЕНИЕПри проектировании систем гарантированного электроснабжения (СГЭ) возникает проблема вы-бора мощности резервной двигатель-генераторной электростанции (ДГУ), работающей совместно с источником бесперебойного питания (ИБП). Со-гласно требованиям стандарта [1] к характеристикам электрической сети предельно допустимое отклоне-ние напряжения не должно превышать 10%, а коэф-фициент гармоник сигнала 8%. На качество элек-трической энергии неблагоприятно влияют такие факторы как коммутации в нагрузке, пусковые ре-жимы ДГУ и мощных ИБП, имеющих нелинейный характер нагрузки (встроенные импульсные источ-ники питания, механическая нагрузка с регулятора-ми скорости вращения приводов и др.). Коммутации нагрузки приводят к значительным изменениям вы-ходного напряжения и частоты ДГУ. При выходе параметров напряжения и частоты ДГУ за допусти-мые пределы ИБП, происходит переключение на-грузок на питание от аккумуляторной батареи. Си-туация рассматривается как исчезновение напряже-ния и ДГУ оказывается в режиме "холостого хода". При этом СГЭ попадает в режим «автоколебаний» [2,3]. Для борьбы с этим явлением необходимо обеспечивать согласование совместной работы ДГУ и ИБП ещё на этапах проектирования. Имитацион-ное моделирование электромагнитных процессов в СГЭ на этапе проектирования позволит рациональ-но подобрать мощность ДГУ, оценить степень соз-даваемых искажений входного тока, что снизит ве-роятность возникновения аварийных ситуаций при эксплуатации, обеспечит устойчивую совместную работу ИБП и ДГУ, а создание САПР -уменьшить затраты на проектирование. II. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИФункциональный анализ СГЭ требует моделирова-ния большого количества процессов в установив-шихся и переходных режимах. Например, для оцен-ки всплесков и провалов напряжения необходимо рассмотреть переходные процессы при подключе-нии и отключении нагрузок различного характера и величины, а также при внезапном коротком замыка-нии, обрывах фаз и т. п. Для анализа требуемого множества физических процессов, за разумно до-пустимое время, необходимо иметь не одну модель, а целое семейство моделей различной точности и быстродействия. Поэтому, наряду с точными, но "медленными" моделями появляется потребность и в менее точных, но зато более быстродействующих моделях. Необходимость вариаций моделей появля-ется как при моделировании многих элементов СГЭ, так и системы в целом. Структура математической модели системы может меняться в зависимости от...