Od redakcji 4/2018

Ei4 I oklSzanowni Państwo,

zachęcam do sięgnięcia po 4 zeszyt „Elektroinstalatora”. Przygotowaliśmy w nim wiele ciekawych informacji.

Najtańszym sposobem przesyłu energii elektrycznej jest budowa napowietrznych linii przesyłowych z wykorzystaniem przewodów roboczych gołych (nieizolowanych).

Więcej…

Zasilacze UPS dla przemysłu

Współczesne zasilacze awaryjne UPS mają wiele zalet. Na uwagę zasługuje wysoki poziom bezpieczeństwa zasilania, dzięki możliwości zastosowania globalnego monitoringu oraz zarządzania alarmami w czasie rzeczywistym.

Zwraca się uwagę na oszczędność czasu i kosztów szkolenia dzięki otwartym standardom komunikacyjnym oraz integracji z istniejącą siecią i systemami zarządzania budynkiem BMS. W nowoczesnych systemach stawia się na jednolity i scentralizowany nadzór nad wieloma zasilaczami oraz innymi urządzeniami uwzględnianymi w systemie ochrony zasilania. Warte podkreślenia jest łatwe zarządzanie wszystkimi zasilaczami awaryjnymi pracującymi w sieci. W sposób automatyczny generowane są przypomnienia o planowanych pracach konserwacyjnych oraz o wymianach baterii. Dzięki inteligentnemu oprogramowaniu wszelkie problemy są szybko rozwiązywane, a co za tym idzie, zapobiega się obniżeniu wydajności systemu zasilania. Przydatne rozwiązanie stanowi szereg narzędzi pozwalających na analizowanie trendów.
Nowoczesne zasilacze UPS bazują na budowie modułowej uwzględniającej moduły kompletnych zasilaczy w wykonaniu panelowym. W każdym module zasilacza przewidziane są własne układy w postaci procesora CPU (ang. Central Processing Unit), prostownika, falownika, ładowarki baterii, baterii, a także by-passa serwisowego oraz panelu kontroli i sterowania. Takie rozwiązanie cechuje brak pojedynczych punktów awarii (ang. Single Point of Failure – SPOF). Czynności serwisowe w konstrukcjach modułowych wykonuje się w bardzo prosty sposób, natomiast uszkodzony moduł zamieniany jest sprawnym urządzeniem.
W nowoczesnych zasilaczach stawia się na niski poziom zawartości harmonicznych w prądzie wejściowym (25–100% obciążenia poniżej 3,5%). Z kolei wejściowy współczynnik mocy jest bliski 1 w całym zakresie obciążenia (25–100% obciążenia poniżej 0,92–0,99). W przypadku wymiany lub instalowania nowych modułów nie są konieczne połączenie kablowe. Oprócz tego prace serwisowe mogą być prowadzone przy włączonym urządzeniu. W konstrukcji typowego systemu nie przewiduje się modułów pełniących funkcje urządzenia nadrzędnego (Master), a wszystkie moduły są w stanie spełniać zadania jednostki nadrzędnej i zarazem sterującej pracą całego systemu. W razie awarii jednego z modułów kolejny z nich może pełnić jego funkcję po automatycznym przejściu w tryb pracy Master.

Zasada działania
Prostowniki bazują na mostkach, które są zbudowane z półprzewodników IGBT. Prostownik przy użyciu autotransformatora lub izolowanego transformatora przekształca napięcie, a następnie podaje je do inwertera oraz do układu ładowania baterii. Jest ona ładowana albo pracuje w trybie utrzymania optymalnej pojemności. Interesująca jest także możliwość pracy w oparciu o charakterystykę ładowania IU, która uwzględnia indywidualne parametry akumulatorów, łącznie z ich kompensacją temperaturową. Pracą prostowników steruje oprogramowanie. Odpowiada ono również za tzw. łagodny start prostownika w momencie, gdy pojawi się napięcie zasilające. Niektóre modele wyposażono w funkcję stopniowego startu w przypadku pracy systemu równoległego.
Warto zwrócić uwagę na nowoczesne inwertery. Odpowiadają one za przetwarzanie napięcia stałego na przemienne, które w zależności od modelu UPS-a, może być jedno lub trójfazowe. W systemach zasilania awaryjnego istotną rolę odgrywa ochrona napięcia wyjściowego przed zniekształceniami liniowymi. Inwertery również bazują na technologii IGBT. Istotne cechy inwerterów to przede wszystkim wysoka sprawność przy częściowym obciążeniu. Nie bez znaczenia pozostaje niewielki współczynnik zniekształcenia, nawet przy nieliniowym obciążeniu. W momencie gdy zanika napięcie zasilania, akumulatory stają się źródłem energii. Użytkownik jest informowany o rozładowaniu baterii.
W urządzeniach typu UPS istotną rolę odgrywają tzw. obejścia. Funkcjonalność w tym zakresie bardzo często nazywana jest także by-passami. By-passy pozwalają na przejście do zasilania z sieci elektroenergetycznej, a przełączenie odbywa się ręcznie lub automatycznie za pomocą odpowiedniego sygnału sterującego. W przypadku ręcznego sterowania urządzenie kontroluje pracę i ingeruje w przypadku zarówno nieprawidłowej pracy UPS-a, jak i uruchomienia przez operatora niewłaściwych funkcji. Pamiętać należy, aby w zaplanowanych odstępach czasu sprawdzać przełączanie za pomocą przycisku testowego.
Dla prawidłowej pracy zasilaczy UPS ważne jest zapewnienie odpowiedniego chłodzenia. Odpowiednie wymagania w tym zakresie są szczególnie istotne w miejscach o podwyższonej temperaturze i dużym zapyleniu. Systemy chłodzenia w przemysłowych zasilaczach zazwyczaj bazują na chłodzeniu wymuszonym ze sterowaną prędkością, redundancyjnym przy jednoczesnym monitorowaniu wentylatorów. Przy obiegu powietrza zastosowanie znajdują wloty z klapami.

Skalowalność i monitoring pracy
Urządzenia do podtrzymania zasilania charakteryzują się skalowalnością. Tym sposobem zapewniono obniżenie kosztów instalacji i eksploatacji. Dzięki najnowszym technologiom sprawność energetyczna osiąga nawet 99%. W warunkach przemysłowych nie bez znaczenia pozostaje szybka, a zarazem bezpieczna konserwacja. Nie mniej ważne są wymagania dotyczące optymalnego stosunku zajmowanej powierzchni do mocy. Kluczowe miejsce zajmują zminimalizowane wymagania klimatyzacyjne oraz możliwość szybkiej zmiany trybów pracy. Stąd też UPS przemysłowy powinien odznaczać się wysoką sprawnością i oszczędnością oraz kondycjonowaniem energii, a także pełną kontrolą parametrów zasilania.
Modułowe zasilacze awaryjne cechuje skalowalność, tym samym moc urządzenia może być zwiększona podczas pracy w zależności od zapotrzebowania na energię elektryczną. W tradycyjnych rozwiązaniach konieczne jest zainstalowanie docelowej mocy na samym początku. Dzięki zastosowaniu technologii beztransformatorowej sprawność UPS-ów modułowych wynosi do 95,5%.
Funkcjonalność dostępnych na rynku UPS-ów pozwala na wybór odpowiedniego trybu pracy w zależności od właściwości dostarczanej energii, przy jednoczesnym zapewnieniu odpowiednich parametrów zasilania. Z pewnością przydatna okaże się modułowość systemu, dzięki czemu można go rozbudować. Zainstalowane oprogramowanie diagnostyczne wykrywa sytuacje awaryjne.
Nowoczesne zasilacze UPS nie obejdą się bez oprogramowania monitorującego ich pracę. Specjalne oprogramowanie UPS-Management Software bazuje na modułach klient/serwer dla sieci i stacji roboczych monitorujących stan zasobów systemowych i zarządzania zadaniami w przypadku różnych stanów pracy. Jeden moduł jest w stanie zarządzać prostym systemem zasilacza awaryjnego na podstawowym poziomie. Z kolei oprogramowanie modułowe jest skalowalne i zapewnia możliwość wykonania inteligentnego systemu zarządzania. W takim rozwiązaniu system jest w stanie pracować w zakresie od jednego serwera, który połączony jest kablem szeregowym z pojedynczym UPS, do tysiąca klientów z różnymi systemami pracującymi w sieci rozległej, zabezpieczonymi agregatami, konglomeratem baterii i alternatywnymi systemami UPS-ów.
Specjalne moduły serwerowe oprogramowania są w stanie komunikować się z UPS-em poprzez RS-232, USB, SNMP lub adapter SNMP. Wraz z uruchomieniem modułu pobierane są dane z zasilacza, po czym poddaje się je analizie w celu wygenerowania odpowiedniego alarmu.

 

(...)

Damian Żabicki

Pełna wersja artykułu w EI 5/2017

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