APPLICATION OF PHOTOVOLTAIC MOBILE BACKUP POWER SUPPLY IN TELECOMMUNICATIONS

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается испытание и исследование режимов работы фотоэлектрического мобильного резервного источника электропитания в реальных условиях.

ABSTRACT

The article discusses testing and research of operating modes of a photoelectric mobile backup power supply in real conditions.

Ключевые слова: телекоммуникационная связь, мобильный, бесперебойное питание, режим, автономный

Keywords: telecommunications, mobile, uninterruptible power supply, mode, autonomous

Для качественного резервного гарантированного электроснабжения  систем телекоммуникационной связи, разработан ряд конструкций экспериментальных образцов  мобильных источников  бесперебойного питания (МИБП).

В зависимости от состояния сети и величины нагрузки исследованы режимы работы МИБП: сетевом, автономном, Байпас и других.

В таблице 1 приведены значения входного напряжения при переходе из сетевого режима в автономный режим, при различных процентах на­грузки МИБП.

Таблица 1.

Значения входного напряжения при переходе из сетевого режима в автономный режим МИБП

По результатам экспериментальных исследований режимов работы определены реальные энергетические показатели разработанных конструкций опытных образцов МИБП.

В частности коэффициент полезного действия МИБП. Коэффициент полезного действия харак­теризует эффективность использования ИБП и является отношением выходной активной мощности, потребляемой нагрузкой, к вход­ной активной мощности, потребляемой МИБП из сети. Значение КПД можно оценить через потери активной мощности в МИБП:

η = 1/(1+∆P/P_вых)                                                               (1)

Потери активной мощности (тепловые по­тери) в МИБП характеризуются рядом состав­ляющих:

∆P=P_вх – P_вых = +∆P_ХХ +∆P_ПП + +∆P_ДП

где: ∆Р_хх — постоянная составляющая потерь (потери холостого хода ИБП), она не зависит от коэффициента нагрузки и определяется энергией, необходимой для обслуживания системы управления силовых узлов, питания вентиляторов охлаждения и других вспомога­тельных блоков. МИБП1 1,2 кВ-А имеет значение по­тери холостого хода ∆Р_хх = 35 Вт, что составляет 20% от общих потерь при номинальной нагруз­ке. ∆Р_пп — переменная составляющая потерь, она зависит от величины нагрузки МИБП:

∆P_ПП = ∆P₁+∆P₂+∆P₃+∆P₄

где: ∆Р₁ — потери в силовой цепи выпрямите­ля; ∆Р₂ — потери в силовой цепи корректора коэффициента мощности (в сетевом режиме); ∆Р₃ — потери в силовой цепи преобразователя постоянного напряжения (в автономном режи­ме); ∆Р₄ — потери в силовой цепи инвертора и выходном силовом фильтре. ∆Р_дп — допол­нительные потери на заряд АБ, являющиеся переменными во времени и зависящие от сте­пени разряженности батареи и ее емкости. Наибольшие дополнительные потери возни­кают при форсированном заряде батареи.

Значение общего (системного) КПД МИБП1 – 1,2 кВА составляет 90% в сетевом режиме и диа­пазоне выходной мощности 50-100% от но­минальной при полностью заряженных АБ.

На рис. 1. приведены зависимости КПД от ве­личины нагрузки при различных значениях входного напряжения и зависимость тепловых потерь от степени загрузки МИБП1 – 1,2 кВА.

Экспериментальные исследования зависимости входных коэффициентов мощности от величины нагрузки МИБП при различных значениях входного напряжения показали, что входной коэффициент мощности МИБП1 – 1,2 кВА составляет 0,95 при нагруз­ке 25-100% номинальной мощности.

Коэффициент передачи полной мощности в нагрузку (К₈) — отношение предельно до пустимой мощности нагрузки к номинальной полной мощности МИБП.

Рисунок 1. Зависимости КПД от величины нагрузки при разных значениях входного напряжения

K_S = (S_выхmax/S_ном) * 100%

K_S коррелируется с понятием коэффици­ента снижения мощности Кd, указывающим на процент величины актив­ной составляющей мощности нагрузки, ко­торую можно подключить к инвертору. К_d зависит от характера нагрузки. В таблице 2 приведены значения К_s при выходном коэф­фициенте мощности инвертора 0,8 и различ­ных значениях коэффициентов мощности нагрузки.

Таблица 2.

Значения K_S при выходном коэф­фициенте мощности инвертора 0,8

а)                                             б)                                 в)                                 г)

Рисунок 2.Осциллограммы напряжений и токов: а) на входе МИБП 3; б) на выходе МИБП 3 при линейной нагрузке; в) на выходе МИБП 3, реальный вид осциллограммы МИБП

Анализ спектральных показателей напряжений и токов разработанных конструкций экспериментальных образцов МИБП показали следующее:

Коэффициент искажения синусоидально­сти характеризует степень отклонения формы периодической кривой тока или напряжения от синусоидальной формы:

K_U1 =

Спектральный анализ напряжений и токов показал следующее:

Коэффициент искажения синусоидальности входного тока составляет порядка от 5% до 20%  при наличии незначительных величин высших гармоник тока порядка n = 2; 3; 5; 7, что отвечает требованиям стандарта.

Коэффициент искажения синусоидальности выходного напряжения не превышает 4%, что соответствует требованиям стандарта.

В целом, по результатам исследований режимов работы разработанных конструкций мобильных бесперебойных (резервных) источников питания  МИБП  определены  следующие их особенности: высокий входной коэффициент мощности (0,95); высокий КПД (не менее 90%); повышенное значение выходного коэффициента мощности (0,8); низкие значения коэффициентов искажения синусоидальности формы входного тока и выходного напряжения.

Список литературы:

1. Тожибоев А.К., Султонов Ш.Д. Измерение, регистрация и обработка результатов основных характеристик гелиотехнических установок // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 11(92).
2. Тожибоев А. К., Хакимов М. Ф. Расчет оптических потерь и основные характеристики приемника параболоцилиндрической установки со стационарным концентратором //Экономика и социум. – 2020. – №. 7. – С. 410-418.
3. Тожибоев А. К., Немадалиева Ф. М. Комбинированные солнечные установки для теплоснабжения технологических процессов промышленных предприятий. результаты разработки и испытаний //Современные технологии в нефтегазовом деле-2018. – 2018. – С. 253-256.
4. Тожибоев А.К., Мирзаев С.А. Применение комбинированной солнечной установки при сушке сельскохозяйственных продуктов // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 10(91).
5. Умурзакова Г. М. и др. Радиационные дефекты в полупроводниковых соединениях //Актуальная наука. – 2019. – №. 11. – С. 23-25.
6. Умурзакова Г. М., Тожибоев А. К. Действие излучений на полупроводниковые материалы //Актуальная наука. – 2019. – №. 11. – С. 26-28.
7. Хакимов М. Ф., Тожибоев А. К., Сайитов Ш. С. Способы повышения энергетической эффективности автоматизированной солнечной установки //Актуальная наука. – 2019. – №. 11. – С. 29-33.
8. Эргашев С. Ф., Тожибоев А. К. Расчёт установленной и расчётной мощности бытовых электроприборов для инвертора с ограниченной выходной мощностью //Инженерные решения. – 2019. – №. 1. – С. 11-16.
9. Davlyatovich, S. S. ., & Kakhorovich, A. T. . (2021). Recombination Processes of Multi-Charge Ions of a Laser Plasma. Middle European Scientific Bulletin, 18, 405-409. https://doi.org/10.47494/mesb.2021.18.906
10. MechaUz: Modernization of Mechatronics and Robotics for Bachelor degree in Uzbekistan through Innovative Ideas and Digital Technology 609564-EPP-1-2019-1-EL-EPPKA2-CBHE-JP