Od redakcji 2/2018

I okladkaSzanowni Państwo,

W dniu 18 lutego br. obchodziliśmy Dzień Baterii. Urządzenia do magazynowania energii elektrycznej pokonały w swym rozwoju długą drogę. Począwszy od starożytnych narzędzi dla złotników, poprzez zasilanie podzespołów samochodów, na aparaturze medycznej skończywszy.

Więcej…

Zespoły agregat prądotwórczy/UPS

Uzyskanie wysokiego poziomu niezawodności i pewności dostawy energii elektrycznej w obiektach budowlanych wymaga stosowania rezerwowych źródeł zasilania (agregatów prądotwórczych, zasilaczy awaryjnych UPS, zespołów agregat prądotwórczy/UPS) wyposażonych w automatykę SZR. W artykułach zamieszczonych we wcześniejszych, tegorocznych numerach czasopisma „Elektroinstalator" przedstawiono dwa pierwsze rodzaje tych źródeł – agregaty prądotwórcze i zasilacze awaryjne UPS, natomiast w niniejszym artykule zajęto się trzecim rodzajem tych źródeł – zespołami agregat prądotwórczy/zasilacz awaryjny UPS.

30

Układy agregat prądotwórczy/UPS
Układy agregat prądotwórczy/UPS określane często mianem hybrydowych lub tandemów umożliwiają zasilanie bezprzerwowe, które charakteryzuje się zarówno dobrymi parametrami przełączeniowymi, jak i dowolnie długim czasem podtrzymania. Podczas krótkotrwałej przerwy w zasilaniu, kiedy następuje rozruch agregatu, zapotrzebowanie na energię elektryczną jest w pełni pokrywane przez energię zgromadzoną w baterii zasilacza UPS. Przejmuje on rolę źródła zasilania niezwłocznie po zaniku napięcia w sieci zasilania podstawowego. Po uruchomieniu agregatu energia jest dostarczana przez UPS do odbiornika.

Układy agregat/UPS stanowią pewne źródło zasilania, nawet dla odbiorów o najwyższych wymaganiach. Podstawowym warunkiem jego poprawnej pracy jest właściwa ich konfiguracja, umiejętne zaprojektowanie układu przełączającego oraz dobór urządzeń o odpowiednich parametrach [1].

W układach agregat prądotwórczy/UPS moc zespołu prądotwórczego oraz zasilacza UPS dobiera się do mocy zapotrzebowanej przez zasilane odbiorniki, którą należy oszacować na drodze analitycznej lub pomiarowej. Moc ta musi być co najmniej taka jak moc przyłączonych do niego odbiorów. W praktyce jednak dobiera się te urządzenia z nadwyżką mocy w stosunku do tych odbiorów. Przy czym moc zespołu prądotwórczego zasilającego zasilacz UPS powinna być co najmniej równa mocy pobieranej przez zasilacz UPS i powiększona o współczynnik przewymiarowania zespołu, wynikający z konieczności uwzględnienia sprawności zasilacza UPS, mocy potrzebnej na ładowanie baterii akumulatorów, zniekształceń THDi wprowadzanych do źródła zasilania przez zasilacz UPS, charakteru obciążeń odbiorników itp. [1].

Współczynnik przewymiarowania zespołu prądotwórczego w stosunku do mocy zasilacza UPS w praktyce kształtuje się na poziomie 1-1,7 [2]. Jego właściwe przyjęcie wymaga dużej wiedzy specjalistycznej i doświadczenia projektanta takich układów. W sytuacji, gdy agregat prądotwórczy zasila inne odbiorniki, obok zasilacza UPS należy dodatkowo uwzględnić przy doborze sumaryczną moc tych odbiorników. Ponadto przy doborze należy zwrócić szczególną uwagę na parametry agregatu prądotwórczego, które są istotne dla prawidłowej pracy zasilacza UPS i odwrotnie.

Z punktu widzenia zasilacza UPS napięcie z zespołu prądotwórczego powinno charakteryzować się m.in. odpowiednią stabilnością napięcia agregatu (tolerancją napięcia) i stabilnością częstotliwości napięcia agregatu (tolerancją częstotliwości) oraz niskim poziomem zawartości harmonicznych napięcia zespołu THDu [2].

Tolerancja napięcia i częstotliwości agregatu powinna być lepsza od tolerancji napięcia i częstotliwości na wejściu prostownika zasilacza UPS. Szczególnie jest to istotne w stanach nieustalonych powstałych po skokowym załączeniu obciążenia na pracujący agregat prądotwórczy [1].

Z punktu widzenia zespołu prądotwórczego zasilacz UPS powinien posiadać regulowany „soft-start" prostownika i charakteryzować się m.in. niskim poziomem zawartości harmonicznych prądu THDi pobieranego przez prostownik, odpowiednią wartością współczynnika mocy prostownika ograniczającą pobór energii biernej z zespołu prądotwórczego oraz odpowiednią tolerancją napięcia wejściowego [2].

Eksploatacja prawidłowo dobranego agregatu prądotwórczego i zasilacza UPS pracujących osobno na określoną grupę odbiorników przeważnie nie stwarza problemów [5]. Jeśli jednak one wystąpią, stosunkowo łatwo można je rozpoznać, zdiagnozować i rozwiązać. Wiążą się one głównie z przeciążeniem, zakłóceniami albo awarią urządzeń zasilających [1]. Jeśli jednak dotyczy to układu agregat prądotwórczy/UPS, gdzie urządzenia te pracują razem (agregat zasila zasilacz UPS), to może pojawić się wiele problemów wynikających z procesów zachodzących pomiędzy oddziałującymi na siebie agregatem prądotwórczym, zasilaczem UPS i odbiornikami oraz działaniem automatyki sterującej tych urządzeń [1]. Kwestie te niekiedy trudno zidentyfikować, a rozwiązanie ich stwarza wiele problemów, może wiązać się ze znacznymi kosztami i wymaga specjalistycznej wiedzy.

Wspomniane problemy dotyczą m.in.: udaru prądowego i prądów harmonicznych, skokowego ładowania, wzrostu napięcia, wahań częstotliwości, synchronizacji z obejściem oraz układu automatycznego przełączania [1].

Pierwszy problem wynika z faktu, że większość zasilaczy UPS zawiera układy bateryjne z kontrolą ładowania (prostownik), które powodują gwałtowny pobór mocy z sieci zasilającej (sieć elektroenergetyczna, agregat prądotwórczy) [1]. Udary tego typu mogą m.in. wprowadzić zakłócenia do pracy automatyki agregatu. Ponadto urządzenia ładujące zwykle powodują odkształcenia prądu pobieranego z sieci zasilającej, co jest zjawiskiem bardzo niepożądanym.

(...)

Dr hab. inż. Waldemar Dołęga,
Politechnika Wrocławska

Pełna wersja artykułu w EI 8/2016 do zakupu na portalu www.e-czasopismo.pl oraz www.magazyn-online.com

Wyszukiwarka

like Newsletter!

like Nowości!

quote Na skróty

like Najczęściej czytane!

like Polecamy!

Znajdź nas na facebooku!

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem