SPAI KATOWICE PRO-SERW s.c. SOSNOWIEC NOWEMEX s.c. KATOWICE SPÓŁDZIELNIA PRACY AUTOMATYKÓW I INFORMATYKÓW 40-696 KATOWICE, ul. Asnyka 32 tel/fax. (32) 710 22 39 www.spai.com.pl e-mail: spai@spai.com.pl ul. Lipowa 11, 41-200 SOSNOWIEC, tel/fax (32) 269 81 18,,tel. (32) 291 68 41, e-mail: proserw.sc@gmail.com www.proserwsc.pl 40-696 KATOWICE, ul. Asnyka 32, tel/fax (32) 710 22 39, spai@nowemex.com.pl SYSTEM ZASILANIA BUFOROWEGO SZB4B/RG Dokumentacja techniczno-ruchowa Nazwa dokumentu Str. Rys Data Zastępuje Zatwierdził Opracował Wyd DTR-SZB4/RG 16.12.2009 DTR SZB4 0204 L.Hanak J.Ostrowski
SPIS TREŚCI 1. Wstęp 2. Zastosowanie 2 1. Przeznaczenie systemu SZB-4-RG 2.2 Konstrukcja mechaniczna i parametry elektryczne 2.3. Opis warunków eksploatacji. 3. Opis techniczny 3.1. Opis wyposażenia systemu 3.2. Urządzenia zasilające i kontrolne 3.2.1. Zasilacz impulsowy PSB-310/24 3.2.2. Zasilacz impulsowy PSBR-300 3.2.3. Baterie akumulatorów 3.3. Urządzenia zabezpieczające 3.3.1. Zabezpieczenia i bezpieczniki 4. Instalowanie, obsługa, eksploatacja. 4.1. Transport 4.2. Instalowanie 4.3. Uruchomienie 4.4. Obsługa okresowa 4.5. Usuwanie uszkodzeń 5. Informacje dodatkowe 5.1. Uwagi producenta SPIS RYSUNKÓW Rys.1 Opis zacisków wyjściowych napięcia 24V DC i wejściowych 230V AC Rys. 2. Schemat elektryczny części stałoprądowej Rys. 3. Schemat elektryczny części zmiennoprądowej 230V AC szb4b-rg_www.doc PRO-SERW SOSNOWIEC 2
1. WSTĘP Niniejsza DTR jest przeznaczona dla użytkowników systemów zasilających typu SZB-4B-RG. Zawiera ona dane techniczno-eksploatacyjne oraz wskazówki niezbędne do poznania budowy, funkcjonowania i sposobu obsługi tych systemów. Podano w niej także niezbędne zalecenia dotyczące instalowania i eksploatacji urządzeń oraz postępowanie w przypadku usterek. 2. ZASTOSOWANIE 2.1. Przeznaczenie systemu SZB-4B-RG System zasilania buforowego SZB-4B-RG przeznaczony jest do zasilania urządzeń srk wymagających bezprzerwowego zasilania. System zawiera dwa, niezależne układy (A i B) zasilania prądem stałym. Układ A o napięciu nominalnym 24V i układ B o dwóch napięciach (nominalnym 24V i regulowanym w zakresie 12 18V). Zasilanie buforowane jest przez baterie bezobsługowych akumulatorów kwasowych. Pierwotnym źródłem zasilania jest jednofazowa sieć prądu przemiennego 230V/50 Hz. Układy zasilania wyposażone są w systemy zabezpieczające przed przeładowaniem jak i nadmiernym rozładowaniem baterii oraz zwarciami w zasilanych odbiornikach. 2.2. Konstrukcja mechaniczna i parametry elektryczne. Wszystkie urządzenia systemu zabudowane są na stojaku o wymiarach 1450x800x300mm (WxSxG) zespawanym ze stalowych kształtowników. Wymiary stojaka umożliwiają jego instalację w szafach zasilających o minimalnych wymiarach światła drzwi 800x1500mm. Parametry elektryczne: maksymalne napięcie wyjściowe układu A - 27,6V ( bezobsługowe akumulatory kwasowe) maksymalny prąd obciążenia układu A przy pracy z bateriami buforowymi - 25A (przez 3h przy sprawnych bateriach 100Ah) maksymalne napięcie wyjściowe układu B 27,6V (bezobsługowe akumulatory kwasowe) i regulowane 12 18V maksymalny prąd obciążenia układu B przy pracy z bateriami buforowymi - 17A z wyjścia 24V i 8A z wyjścia regulowanego (przez 3h przy sprawnych bateriach 100Ah) maksymalne obciążenie sieci energetycznej 230/50Hz 700W Pojemność baterii buforowych: baterie kwasowe - 44, 55, 64, 72, 88, 100Ah szb4b-rg_www.doc PRO-SERW SOSNOWIEC 3
2.3. Opis warunków eksploatacji. Temperatura otoczenia stojaka: 0 40 C Wilgotność względna (bez kondensacji) 40% 95% Udary w czasie pracy niedopuszczalne 3. OPIS TECHNICZNY. 3.1. Opis wyposażenia systemu. System SZB-4-RG służy do zasilania urządzeń wykonywanych dwuobwodowo, stąd system dostarcza dwóch, niezależnych napięć 24V DC. Dla realizacji tego zadania większość elementów wyposażenia systemu również jest podwojona (układ A i układ B). Schematy elektryczne systemu SZB-4B-RG przedstawiają rysunki: -część zmiennoprądowa 230V/50Hz - Rys. 4 -część stałoprądowa - Rys. 3 Wyposażenie elektryczne SZB-4B-RG podzielić można na następujące grupy urządzeń: - urządzenia zasilające i kontrolne (zasilacze impulsowe PSB-310-24 i PSBR-300), baterie akumulatorów, - urządzenia zabezpieczające (wyłączniki instalacyjne). 3.2. Urządzenia zasilające i kontrolne 3.2.1. Zasilacz impulsowy PSB-310/24 Zasilacz PSB-310/24 o napięciu zasilania 180-240V/50Hz i napięciu wyjściowym ustawionym fabrycznie na poziomie 27,6V działa na zasadzie impulsowego przetwarzania wejściowego napięcia stałego przy stałej częstotliwości modulacji współczynnika wypełnienia impulsów. Dzięki temu, osiągnięto małe tętnienia, wysoką sprawność oraz ciężar zasilacza. W zasilaczu zabudowany jest zespół kontroli zasilania. Zadaniem zespołu jest niedopuszczenie do nadmiernego rozładowania baterii akumulatorów przy braku ich doładowania (brak zasilania z sieci lub uszkodzenie zasilaczy). Poziom dopuszczalnego rozładowania określany jest przez producenta akumulatorów i w przypadku akumulatorów bezobsługowych jest parametrem krytycznym tzn. rozładowanie baterii poniżej pewnego poziomu prowadzi do nieodwracalnych zmian fizyko-chemicznych w akumulatorze, z radykalnym skróceniem jego sprawności i żywotności. W celu niedopuszczenia do nadmiernego rozładowania baterii, układy elektroniczne zespołu dokonują ciągłego pomiaru napięcia na baterii i porównują go z zadanym napięciem progowym (dla baterii kwasowych wynosi on ok. 19V). Jeżeli napięcie na baterii obniży się poniżej napięcia progowego, szb4b-rg_www.doc PRO-SERW SOSNOWIEC 4
układ elektroniczny automatycznie odłączy akumulatory spod obciążenia. Ponowne przyłączenie odbiorów do baterii odbywa się automatycznie po pojawieniu się napięcia z zasilaczy. Zespół informuje także o braku napięcia w sieci 230V/50Hz, bądź uszkodzeniu zasilacza. Sygnał taki dostępny jest na wyprowadzeniu oznaczonym K w gnieździe wyjściowym zasilacza. Na wyprowadzeniu K zasilacza w stanie normalnym powtarzane jest napięcie wyjściowe, a maksymalny prąd, jaki z tego wyprowadzenia można pobrać to 0,25A, a w przypadku awarii na wyjściu tym napięcie wynosi 0V. Zespół posiada kontrolkę typu LED wyprowadzoną na płytę czołową. Kiedy system pracuje prawidłowo świeci się zielona LED. Kontrolka ta zmienia barwę świecenia na czerwoną, kiedy na wyjściu zasilacza nie ma napięcia lub jest zbyt niskie. 3.2.2. Zasilacz impulsowy PSBR-300 Zasilacz PSBR 300 jest odmianą zasilacza PSB-310/24. Różnica polega na tym, że PSBR-300 posiada dwa wyjścia. Na jednym wyjściu jest standartowe napięcie 24V, a do drugiego wyjścia podłączony jest impulsowy regulator z cyfrowym wyświetlaczem pokazującym napięcie wyjściowe. Regulator umożliwia nastawianie napięcia na wyjściu w zakresie 12 18V, a potencjometr do ustawiania napięcia dostępny jest przez otwór o średnicy ø 4mm w przedniej ściance zasilacza po prawej stronie. Zespół kontroli zasilania zabudowany w zasilaczu PSBR-300 podobnie jak w PSB-310/24 odłącza baterię akumulatorów zabezpieczając ją przed nadmiernym rozładowaniem, i sygnalizuje brak napięcia sieci energetycznej bądź uszkodzenie zasilacza przez miganie cyfr wyświetlacza. Nie posiada natomiast wyjścia kontrolnego K. 3.2.3.Baterie akumulatorów W standartowym wykonaniu system przygotowywany jest do pracy z bateriami bezobsługowych akumulatorów kwasowych (BOSCH, VARTA, SONNENSCHEIN, KOBE itp.). Bezobsługowe akumulatory kwasowe montowane są na stałych półkach stojaka. Napięcie końcowe ładowania baterii kwasowej jest ustawiane jest fabrycznie na wartość ok. 27,6V (w temperaturze otoczenia 20 0 C). 3.3. Urządzenia zabezpieczające 3.3.1. Zabezpieczenia i wyłączniki Jako zabezpieczenia przeciwporażeniowego zastosowano metodę samoczynnego wyłączenia zasilania. Polega ona na połączeniu części przewodzących, które powinny mieć zaciski ochronne z przewodem ochronnym PE. Dzięki temu przy uszkodzeniu izolacji podstawowej utworzona zostanie pętla zwarciowa, której impedancja zwarciowa powinna być skoordynowana z charakterystyką zwarciową zabezpieczenia obwodu, w którym powstało zagrożenie. Powoduje to, że prąd zwarciowy osiąga wartość umożliwiającą samoczynne zadziałanie zabezpieczenia wyłączającego szb4b-rg_www.doc PRO-SERW SOSNOWIEC 5
w wymaganym czasie. Układ zasilania urządzeń SZB-4 przystosowany jest do podłączenia do sieci typu TN-S. W układzie TN-S funkcję przewodu neutralnego (N) i przewodu ochronnego (PE) spełniają osobne przewody. W układzie TN-S przy przyjętej ochronie przez samoczynne wyłączenie można stosować (urządzenie B na rysunku obok) bezpieczniki topikowe, wyłączniki instalacyjne i wyłączniki różnicowoprądowe. W SZB-4 zastosowano wyłącznik instalacyjny o charakterystyce typu B i prądzie I nom =10A. Zgodnie z zaleceniami normy PN-ICE 60364-4-41 najlepiej żeby zastosowany wyłącznik instalacyjny był w stanie rozłączyć obwód zasilania w czasie 0,2s. Dla wyłącznika użytego w SZB-4 z jego charakterystyki wynika, że jest on w stanie wyłączyć zasilanie w 0,2s dla prądów z przedziału 30-50A. Zgodnie z normą musi być spełniony następujący warunek: Z I < U s a 0 gdzie: Z s impedancja pętli zwarcia I a prąd zapewniający samoczynne zadziałanie urządzenia ochronnego w czasie 0,2s U 0 napięcie fazowe sieci energetycznej Dla użytego zabezpieczenia w SZB41 warunek ten spełnia: Z s 230V < < 7, 66Ω 30A Wynik ten należy pomniejszyć o 25%, a zatem impedancja pętli zwarcia dla SZB-4 powinna być Z s 5Ω. Napięcie jednofazowej linii 230V/50Hz wprowadzone jest do systemu poprzez listwę przyłączeniową znajdującą się w dolnej części stojaka Rys.. Napięcie to podawane jest do skrzynki rozdzielczej na główny wyłącznik instalacyjny GŁ. Obwody zmienno prądowe zasilaczy zabezpieczone są wyłącznikiem instalacyjnym ZAS. Gniazdo sieciowe służące do podłączenia dodatkowego odbiornika zabezpieczone jest głównym wyłącznikiem GŁ. Za głównym wyłącznikiem GŁ podłączony jest ogranicznik przepięć chroniący system zasilania przed przepięciami, które mogą pojawić się w sieci energetycznej od wyładowań atmosferycznych lub prądów łączeniowych. Każdorazowe zadziałanie ogranicznika powoduje jego częściowe zużycie, dlatego ogranicznik posiada wizualną sygnalizację uszkodzenia szb4b-rg_www.doc PRO-SERW SOSNOWIEC 6
elementu termicznego. Pojawienie się w przezroczystym okienku na przedniej ściance ogranicznika czerwonej dźwigni oznacza jego uszkodzenie i natychmiastową wymianę. Dlatego wymagane jest kontrolowanie stanu ogranicznika raz na miesiąc lub po każdej burzy z silnymi wyładowaniami atmosferycznymi. Zasilacze PSB wyposażone są w zabezpieczenie nadprądowe powodujące przejście zasilacza przy przeciążeniu ponad I nom na pracę z charakterystyką stałoprądową tzn. stabilizację prądu na poziomie I nom przy jednoczesnym obniżeniu napięcia wyjściowego. Jest to sytuacja normalna przy ładowaniu baterii po długotrwałym braku zasilania sieciowego. Obwody wyjściowe baterii zabezpieczone są standardowo przed zwarciem wyłącznikami nadprądowymi A i B. W przypadku konieczności odłączenia obwodów obciążenia od obwodów zasilających należy odłączyć baterie wyłącznikami A i B oraz zespoły zasilające wyłącznikiem ZAS. 4. INSTALOWANIE, OBSŁUGA I EKSPLOATACJA. 4.1. Transport. Kompletny system SZB4B/RG podlega kontroli w zakładzie produkcyjnym. Do transportu systemu demontowane są akumulatory. Szczególnej ostrożności wymaga transport akumulatorów bezobsługowych. Akumulatory te dostarczane są fabrycznie w stanie wypełnienia elektrolitem i naładowania. W czasie transportu należy je chronić przed przewróceniem, gwałtownymi wstrząsami, uderzeniami oraz przed zwarciem biegunów. Bieguny dodatnie akumulatorów powinny być osłonięte plastikowymi kapturkami. 4.2. Instalowanie Montaż stojaka należy przeprowadzić w następującej kolejności: przymocować stojak do ściany pomieszczenia wykorzystując jego odpowiednie elementy, ustawić wszystkie wyłączniki instalacyjne skrzynki rozdzielczej w położenie WYŁ, na półkach baterii ustawić akumulatory, połączyć akumulatory linkami połączeniowymi (linka z oznaczeniem + z dodatnim biegunem akumulatora, a linka z oznaczeniem z ujemnym), do listwy zaciskowej znajdującej się w dolnej części stojaka przyłączyć sprawny uziom, przyłączyć do listwy przyłączeniowej przewód sieci 230V/50Hz zgodnie ze schematem umieszczonym w DTR. do listwy napięć wyjściowych nie podłączać odbiorników 4.3. Uruchomienie Po zainstalowaniu baterii akumulatorów należy jeszcze raz sprawdzić poprawność montażu. Nie dołączać akumulatorów (wyłączniki A i B wyłączone). szb4b-rg_www.doc PRO-SERW SOSNOWIEC 7
załączyć napięcie 230V/50Hz głównym wyłącznikiem instalacyjnym GŁ, zmierzyć napięcie sieci w gniazdku sieciowym w skrzynce rozdzielczej (nie powinno przekraczać 240V AC), wyłącznikiem ZAS załączyć napięcie 230V/50Hz do zasilaczy PSB, powinny zapalić się zielona LED w PSB-310/24 i wyświetlacz w PSBR-300, ustawić żądaną wartość napięcia na wyjściu regulowanym PSBR-300, przyłączyć baterie akumulatorów do zespołów zasilających wyłącznikami bezpiecznikowymi A i B co spowoduje włączenie baterii w obwody ładowania, zmierzyć napięcie na zaciskach listwy przyłączeniowej odbiorników układu A, a następnie układu B - powinno mieścić się w przedziale 26 27,6V w zależności od stanu naładowania baterii, a na zaciskach listwy napięcia regulowanego napięcie takie samo jak na wyświetlaczu zasilacza PSBR, wyłączyć układ zasilania (wyłączniki ZAS, A i B ), a następnie dołączyć do listwy przyłączeniowej przewody obciążenia (odbiorniki) zwracając uwagę na ich biegunowość, powtórnie załączyć układ zasilania (wyłączniki ZAS, A i B ). 4.4. Obsługa okresowa Zgodnie z wytycznymi Instrukcji utrzymania i sprawdzania urządzeń zabezpieczenia ruchu na przejazdach kolejowych E-4, urządzenia zasilające srk powinny być sprawdzane raz na miesiąc. Zakres okresowych sprawdzeń i konserwacji zależy głównie od rodzaju użytych baterii. Przy wykonywaniu sprawdzenia urządzeń szafy zasilającej z systemem SZB4 należy: dokonać oględzin stanu uziemienia szafy, dokonać oględzin zewnętrznych stanu baterii ze sprawdzeniem pewności mocowania linek dołączeniowych, wybrzuszenia obudów akumulatorów bezobsługowych - świadczą o zbyt dużym napięciu końcowym ładowania, wycieki elektrolitu w bateriach kwasowych - świadczą o poważnych uszkodzeniach akumulatorów powodujących konieczność ich wymiany, dokonać pomiarów napięć poszczególnych akumulatorów baterii, dokonać zgrubnego sprawdzenia ustawienia napięcia zasilaczy - w tym celu należy odłączyć baterie i zmierzyć napięcie wyjściowe zasilacza, które powinno być z przedziału 27,2-27,6 V, dla systemu SZB-4A sprawdzić sprawność układów wentylacji i ogrzewania. 4.5. Usuwanie uszkodzeń Naprawy gwarancyjne i pogwarancyjne podzespołów elektrycznych systemu SZB-4 wykonuje służba serwisowa producenta lub wyspecjalizowana jednostka serwisowa upoważniona przez producenta. Ze względu na złożoną konstrukcję zasilacza i występowanie w jego obwodach niebezpiecznych napięć, nie zaleca się wykonywania napraw przez użytkowników. Wszelkie naprawy powinny być wykonywane przez wysokokwalifikowany personel, zaznajomiony z zasadami szb4b-rg_www.doc PRO-SERW SOSNOWIEC 8
bezpieczeństwa pracy. W trakcie napraw i związanych z nimi badań należy zachować szczególną ostrożność. 5. INFORMACJE DODATKOWE. 5.1. Uwagi producenta. Producent zastrzega sobie prawo do wprowadzania zmian konstrukcyjnych i technologicznych, nie pogarszających jakości systemu zasilającego SZB-4B/RG. zaciski 24V DC układ A zaciski 12 18V DC układ B zaciski 24V DC Układ B zacisk fazowy zacisk neutralny zacisk uziomu NIE ZAMIENIAĆ! Rys.1 Opis zacisków wyjściowych napięcia 24V DC i wejściowych 230V AC szb4b-rg_www.doc PRO-SERW SOSNOWIEC 9
Rys. 2. Schemat elektryczny części stałoprądowej szb4b-rg_www.doc PRO-SERW SOSNOWIEC 10
Rys.3 Schemat elektryczny części zmiennoprądowej 230V AC szb4b-rg_www.doc PRO-SERW SOSNOWIEC 11