Что означает «байпас» в стабилизаторе напряжения

Зачем нужен bypass?

Когда нужно запитать всю нагрузку минуя стабилизатор, байпас избавляет пользователя от необходимости возиться с клеммами и проводами. Достаточно просто щелкнуть переключателем и вот уже напряжение пошло в обход стабилизатора, как будто его и нет вовсе.

Ситуации, когда целесообразно задействовать режим «bypass» могут быть самыми различными. Например,

• подключение в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает выходную мощность стабилизатора напряжения. Байпас позволит избежать перегрузки и аварийного отключения;
• если в питающей сети происходит понижение напряжения, ниже рабочего диапазона стабилизатора и это приводит к отключению всей нагрузки. В некоторых случаях, пониженное напряжение питания лучше полного отключения, поэтому наличие байпаса будет как нельзя кстати;
• в определенный период времени, например ночью, напряжение в сети стабильно и в стабилизаторе нет необходимости;
• в случае, когда напряжение питания, наоборот, слишком нестабильно и его колебания выходят за пределы рабочего диапазона стабилизатора (например, при питании от простенького дизельного генератора);
• требуется провести техническое обслуживание самого стабилизатора;
• в случае если жилой дом надолго покидают его хозяева и ради соблюдения пожарной безопасности оставляют включенными минимально необходимое количество техники (а стабилизатор отключают);
• в случае возникновения каких-либо экстренных или нештатных ситуаций, когда нужно быстро исключить стабилизатор из электрической цепи.

Подготовка к подключению трехфазного ИБП (UPS). Кабели и предохранители.

В щитке, к которому мы будем подключать трехфазный
ИБП Eaton Powerware 9355 должна быть предусмотрена отдельная линия с автоматическим выключателем на 32 А.
Автомат могжет стоять самый обычный, наиболее распространенная в России серия С подойдет. У
Eaton Powerware 9355 предусмотрена возможность независимого питания выпрямителя и байпаса. В случае, если имеются
две принципиально независимые электрические сети (питающиеся от разных станций), можно подключить одну линию в выпрямителю
— от нее будет питаться ИБП и все подключенное к нему оборудование в нормальном режиме; а другую линию подключить к байпасу
— на нее нагрузка будет переведена в случае перегрузки. В чем же преимущество? В том, что если первая линия отключится
(ИБП, конечно, перейдет на
работу от аккумуляторной батареи) и будет полностью исчерпан
заряд батареи, питание нагрузки будет переведено на питание
через байпас, который питается от независимой линии, в которой осталось напряжение. Будем ли мы это делать? Нет, не будем, — у нас нет двух линий. Да и в случае наличия двух линий, лучше (много лучше) потратить еще немного денег и сделать
полноценную систему бесперебойного питания с АВР (автоматом ввода резерва), который будет стоять перед
ИБП.

На выходе
ИБП Eaton Powerware 9355 должен быть еще один щиток — выходной, для распределения нагрузки (вариант — автоматы во все
том же входном щитке). Номиналы автоматов и количество переключаемых полюсов зависят от мощности и количества фаз нагрузки.
Казалось бы можно не ставить общий автомат на выход
Eaton Powerware 9355, особенно, если имеется (как у нас) сервисный байпас, где общий выходной выключатель присутствует.
Но в сервисном байпасе этот автомат (как и все прочие) заблокирован, чтобы неправильными переключениями не нанести
вред ИБП и нагрузке. Поэтому мы поставим отдельный выходной автомат на 25 А, —
вся структура выходной электрической сети станет прозрачной для электриков и персонала, обслуживающего подключенное
к UPS оборудования — они смогут легко распоряжаться выходной сетью в соответствии со своими
потребностями, а в ИБП
эти люди совсем не обязаны разбираться.

Для подключения
БП Eaton Powerware 9355 мощностью 15 кВА,
понадобятся 5 медных проводников сечением 10 мм2 (три
фазных провода, нейтраль и защитная земля). Мы будем подключать ИБП к электрической сети с глухозаземленной
нейтралью, но все равно, для избежания путаницы, проведем два отдельных провода N и Pe.

Методы переключения в байпас

Переключение стабилизатора в режим байпаса можно осуществить внешним и внутренним переключателем. Они в свою очередь могут быть механическими или электронными.

Внешние устанавливаются по желанию потребителя. Использовать их очень удобно, если возникает потребность полностью обесточить и изъять устройство, например, для ремонта.

Самое простое внешнее переключение осуществляется встраиваемым в электрический щиток трёх позиционным кулачковым переключателем. Это механическое устройство позволяет одним щелчком производить переключение режима работы стабилизатора. Иногда регуляторы электроэнергии помещают в специально изготовленные для них шкафы. Их размещают в помещениях потребителя или на электрической опоре, рядом с участком. Такие шкафы могут изначально оснащаться внешними переключателями электронного или механического типа.

Внешним переключателем можно дополнить сеть стабилизатора любого типа, независимо от комплектации.

Механический способ

Встроенный механический переключатель работает аналогично внешнему. Переключение осуществляется тумблером или рукояткой. Такими переключателями оборудуют регуляторы мощностью от 3 кВА. Стабилизаторы меньшей мощности обычно изготавливают переносными, и оснащают обходными розетками. Режимы работы переключателей и розеток обозначают как «Стабилизация» и «Байпас».

Механические переключатели просты и надёжны. Поэтому уже давно и успешно используются в электрических схемах.

Отключение режима байпас производится в обратной последовательности.

Электронный способ

Электронное переключение осуществляется двумя способами – ручным и автоматически.

В ручном режиме, при нажатии на кнопку «Байпас», электрический сигнал поступает на реле или полупроводники. И уже ими включается режим обхода стабилизатора. При таком варианте переключения следует руководствоваться рекомендациями для механического способа.

В автоматическом режиме электронный способ переключения в режим байпас осуществляется процессором с помощью реле либо полупроводников. Автоматически электричество может запускаться в обход регулятора по двум причинам — это критические ситуации либо стабильное напряжение на протяжении длительного времени. В обоих случаях стабилизатор контролирует входящее напряжение.

Экстремальные ситуации могут быть вызваны перегрузкой или поломкой стабилизирующего устройства. Перегрузка обычно возникает из-за неисправности электроприборов либо подключения к домашней сети дополнительного мощного оборудования. При этом режим байпас включится, только если входящее напряжение соответствует норме. Если в этот момент напряжение внешней сети нестабильно, то стабилизатор просто отключит подачу электричества. Возвращение нормальных параметров (снижение нагрузки) автоматически вызовет переключение на режим стабилизации.

У некоторых регуляторов возможен автоматический перевод в обход, при стабильном напряжении подающей сети. В этой ситуации стабилизация электроэнергии не требуется. После переключения устройство контролирует параметры электрической энергии и включает режим стабилизации при необходимости.

Электронное переключение позволяет стабилизатору быстро реагировать в экстремальных ситуациях и исключает влияние человеческого фактора.

Подключаем кабели к ИБП Eaton Powerware 9355

Сначала подключим выходной кабель к выходному щитку.

Электрики привыкли к тому, что для
снятия напряжения с какого-то участка электрической сети достаточно отключить автомат «выше по течению».
С выходным щитком ИБП
это не так — в нем может быть опасное напряжение, даже, если отключится электричество во всем городе. Это ведь и есть работа
ИБП — поддерживать
напряжение во время отключения. Поэтому, для безопасности, на выходном щитке ИБП нужно повесить два (один снаружи, а другой
внутри щитка) ярких и страшных плакатика примерно такого содержания: «Перед работой в щитке, отключи источник
бесперебойного питания».

Затем откатим
ИБП (у него есть
колесики) от стены, так, чтобы можно было свободно работать с задней панелью, и убедимся, что входной
кабель не подключен к входному щитку, автоматы во входном щитке и автоматы на задней панели «вход выпрямителя»
и «вход батареи», расположенные на задней панели
ИБП Eaton Powerware 9355 — 15 кВА разомкнуты. Это гарантирует нам отсутствие напряжения на проводах и клеммах во время
подключения.

На задней панели ИБП видим модуль ручного (сервисного) байпаса.
Если модуля
байпаса нет, — возможно он приехал в отдельной коробке, и его нужно монтировать самим. Мы опустим эту несложную операцию
и продолжим в предположении, что ручной байпас установлен. Подключим сначала провод защитного заземления Pe.

Отвернув винты, откроем крышку задней панели байпаса. Перед нами два клеммника:
вход статического байпаса и выход ИБП. Подключаем входной и выходной кабели (в каждом по 4 проводника). Открыв верхнюю крышку задней
панели
Eaton Powerware 9355 подключаем в клеммам входа выпрямителя 3 короткие перемычки от клеммника байпаса — теперь две
входные линии ИБП подключены параллельно — ведь у нас одна электрическая сеть. Для работы выпрямителя
Eaton Powerware 9355 нужно нейтраль, которую мы к выпрямителю не
подключили, потому что это соединение есть внутри UPS.

Убедимся, что автоматы
сервисного
(ручного) байпаса зафиксированы в положении «OFF-ON_ON» — как на рисунке. Выключатели сервисного байпаса не
понадобятся — они будут нужны только тогда, когда ИБП будут ремонтировать (например, если
мы напортачим при подключении)

Обратим внимание на положение всех автоматов
ИБП в данный момент.
Вход сервисного байпаса соединен с входом статического байпаса. Автомат «батарея» и автомат «выпрямитель»
выключены

Теперь можно пододвинуть
ИБП Eaton Powerware 9355 к стенке и вывинтить опорные стойки снизу — во время эксплуатации, ИБП будет стоять на четырех «пятачках»,
а не на колесах. Теперь он не сдвинется с места, даже, если его толкнуть. После этого можно подключить входной кабель
ИБП к входному щитку.

Схема бесперебойного питания

На рисунке ниже — упрощенная однолинейная схема бесперебойного питнаия. На ней
вместо трех фазных проводов нарисован один (поэтому она называется однолинейной), и не показаны клемники и автоматы, без
которых построить реальную схему не удастся.

По сравнению со схемой бесперебойного питания, которая приведена на странице про
подключение небольшого ИБП, здесь два изменения.

Линия защитного заземления не проходит через UPS, а обходит его. В этом случае меньше
соспротивление заземляющих проводников.

В случае поломки UPS, его нужно вывести из эксплуатации
для ремонта, а оборудование запитать от электрической сети. Для небольшого UPS (до 3 кВА) это делается просто:
вилка UPS вынимается из
розетки, а оборудование подключается к той же розетке непосредственно. С
трехфазным ИБП этот фокус не пройдет. Все соединения будут сделаны клеммами, отсоединять их нежелательно из-за
возможных ошибок при обратном подключении, да и трудоемко это. Поэтому, пути для отступления прокладывают в этом случае
заранее — при первом подключении
трехфазного UPS делают линию ручного (сервисного) байпаса. Байпас — от английского bypass (обходная линия).
Ручным он называется потому, что включают его вручную, а сервисным — потому, что используется он во время ремонтных
работ.

Теперь самое время определиться, что мы будем подключать. Подключать мы будем
высококлассный трехфазный on-line UPS (ИБП с двойным преобразованием)
Eaton Powerware 9355 мощностью 15 кВА в комплекте с ручным байпасом и 64-ю специальными аккумуляторами для ИБП
емкостью 9 А*час. «А как там будет с гарантией?», — спросите вы. Насчет себя я договорился, а вы — спросите
у своего поставщика.

Предупреждение

Если
подключение небольшого ИБП немногим сложнее, чем подключение к электрической сети пылесоса, то с большим
трехфазным UPS дело обстоит
совершенно иначе. Вся прецедура рассчитана на
профессионала, знакомого, как минимум с правилами электробезопасноти.
Еще он должен знать Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ). Т.е. быть квалифицированным (и сертифицированным, т.е.
сдавшим соответствующие экзамены) электриком. Очень желательно иметь еще и опыт подключения UPS. Вы так круты? Здорово. Но это еще не все.

Еще одной проблемой является гарантия. Некоторые поставщики
трехфазных ИБП требуют, чтобы ИБП, подключались только специалистами, сертифицированными производителем
UPS, в противном случае,
гарантия снимается. Это помогает избежать неправильного подключения (что уменьшает расходы производителя на гарантийное
обслуживание) и дает возможность немного заработать сертифицированным специалистам и тем, кто их обучает. Прежде чем
самостоятельно подключать
трехфазный ИБП, даже не очень мощный, узнайте, разрешает ли производитель или ваш поставщик самостоятельное
подключение и сохраняется ли гарантия в этом случае. Если ответы будут благоприятные, идем дальше.

Для чего нужно использование байпаса

Необходимость использование байпаса возникает не очень часто. Тем не менее, к таким ситуациям нужно быть готовым и знать когда может случиться такая необходимость. Переключение в режим обхода стабилизирующего устройства может быть вызвано рядом причин, таких как:

• Продолжительное и стабильное напряжение в питающей сети. Нормальный режим электроснабжения позволяет исключить стабилизатор из работы, тем самым увеличив срок его жизни.
• Необходимость профилактических работ в самом устройстве.
• Напряжение на входе очень низкое либо слишком нестабильное. Стабилизатор не может справиться со своими обязанностями. В этом случае достаточно обеспечить хотя бы освещение и устройство можно временно отключить.
• Мощность временно подключаемого оборудования больше возможностей стабилизатора (сварочные работы, мощный насос и т.п.), а входящее напряжение стабильно.
• Необходимость проведения строительных работ с большим выделением пыли и влаги. В этом случае регулятор лучше не использовать и закрыть материалом, исключающем его загрязнение.
• Выход из строя стабилизатора.

В иных случаях использование режима байпас нежелательно.

Watch this video on YouTube

Watch this video on YouTube

В качестве заключения можно сказать, что возможность переключения в режим байпас является необходимой опцией стабилизатора. С его помощью можно легко и быстро обеспечить подачу электропитания в обход устройства. При выборе стабилизатора, из двух равных, лучше выбрать модель с байпасом.