Η αδιάλειπτη παροχή ρεύματος είναι σημαντική τόσο για ένα μεμονωμένο μηχάνημα σε μια βιομηχανική επιχείρηση όσο και για ένα μεγάλο συγκρότημα παραγωγής στο σύνολό του. Τα σύγχρονα ενεργειακά συστήματα είναι αρκετά περίπλοκα και αξιόπιστα, αλλά δεν αντιμετωπίζουν πάντα αυτό το έργο. Ποιοι τύποι UPS χρησιμοποιούνται για βιομηχανικές εγκαταστάσεις; Ποιες προϋποθέσεις πρέπει να πληρούν; Υπάρχουν ειδικές συνθήκες λειτουργίας για τέτοιο εξοπλισμό;
Απαιτήσεις για βιομηχανικά UPS
Λαμβάνοντας υπόψη τον σκοπό, μπορούμε να επισημάνουμε τα κύρια χαρακτηριστικά που πρέπει να έχουν τα αδιάλειπτα τροφοδοτικά για βιομηχανικές εγκαταστάσεις:
- Υψηλή ισχύς εξόδου. Καθορίζεται από την ισχύ του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται στις επιχειρήσεις.
- Μέγιστη αξιοπιστία. Καθορίζεται στο στάδιο της ανάπτυξης του σχεδιασμού των πηγών. Στην κατασκευή τους χρησιμοποιούνται εξαρτήματα που μπορούν να αυξήσουν σημαντικά την αξιοπιστία των συσκευών. Αυτό, φυσικά, αυξάνει το κόστος του UPS, αλλά ταυτόχρονα αυξάνει τη διάρκεια ζωής τόσο των ίδιων των πηγών όσο και του εξοπλισμού που παρέχουν με ηλεκτρική ενέργεια.
- Ένας προσεγμένος σχεδιασμός που διευκολύνει τη διάγνωση, τη συντήρηση και την επισκευή των αδιάλειπτων τροφοδοτικών. Αυτή η προσέγγιση παρέχει εύκολη πρόσβαση σε όλες τις μονάδες συστήματος και ελαχιστοποιεί τον χρόνο που απαιτείται για την αποσυναρμολόγηση ή την αντικατάσταση εξαρτημάτων του UPS.
- Δυνατότητα κλιμάκωσης και ομαλή αύξηση ισχύος. Αυτό είναι απαραίτητο όταν αυξάνεται η ζήτηση ισχύος.
Τύποι βιομηχανικών UPS
Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι αδιάλειπτης παροχής ρεύματος που χρησιμοποιούνται για βιομηχανικούς σκοπούς:
- Κάντε κράτηση (αλλιώς γνωστό ως Off-Line ή Standby). Τέτοιες πηγές είναι εξοπλισμένες με αυτόματους διακόπτες, οι οποίοι, σε περίπτωση διακοπής ρεύματος, αλλάζουν το φορτίο στις μπαταρίες. Αυτά είναι απλά και φθηνά συστήματα, αλλά δεν είναι εξοπλισμένα με σταθεροποιητές τάσης δικτύου (που σημαίνει ότι οι μπαταρίες φθείρονται πιο γρήγορα) και απαιτούν ορισμένο χρόνο για την εναλλαγή ισχύος στις μπαταρίες (περίπου 4 ms). Τέτοια UPS αντιμετωπίζουν μόνο βραχυπρόθεσμες διακοπές ρεύματος και χρησιμοποιούνται για τη συντήρηση μη κρίσιμου εξοπλισμού παραγωγής.
- Γραμμή-διαδραστική. Τέτοιες πηγές είναι εξοπλισμένες με μετασχηματιστές για τη σταθεροποίηση της τάσης εξόδου. Ως αποτέλεσμα, μειώνεται ο αριθμός των διακοπτών τροφοδοσίας στις μπαταρίες και εξοικονομείται η διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Ωστόσο, τα UPS δεν έχουν σχεδιαστεί για να φιλτράρουν το θόρυβο και να ελέγχουν την κυματομορφή τάσης. Είναι βέλτιστα για αδιάλειπτη παροχή ρεύματος σε εξοπλισμό για τον οποίο μόνο η τάση εισόδου είναι σημαντική.
- Online (On-Line). Σε τέτοιες πηγές, συμβαίνει διπλή μετατροπή τάσης. Πρώτον, από εναλλασσόμενο σε απευθείας (παρέχεται σε μπαταρίες), και μετά πάλι σε εναλλασσόμενο, το οποίο χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία βιομηχανικού εξοπλισμού. Σε αυτή την περίπτωση, όχι μόνο ελέγχεται σαφώς η τιμή της τάσης, αλλά και η φάση, η συχνότητα και το πλάτος του εναλλασσόμενου ρεύματος. Ορισμένοι κατασκευαστές, αντί για διπλή μετατροπή, χρησιμοποιούν αμφίδρομους μετατροπείς, οι οποίοι εκτελούν εναλλάξ τις λειτουργίες ενός ανορθωτή ή ενός μετατροπέα. Τα online UPS εξοικονομούν ενέργεια και χαρακτηρίζονται από αυξημένη απόδοση. Τέτοιες πηγές είναι κατάλληλες για την προστασία ισχυρού και ευαίσθητου στο δίκτυο εξοπλισμού.
Επιπλέον, τα βιομηχανικά UPS μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες ανάλογα με τον τύπο του φορτίου που παρέχεται:
- Το πρώτο περιλαμβάνει αδιάλειπτα τροφοδοτικά, τα οποία χρησιμοποιούνται για την προστασία των διαδικασιών παραγωγής και του εξοπλισμού εργασίας από διακοπές ρεύματος. Για το σκοπό αυτό, μπορούν να χρησιμοποιηθούν εφεδρικά ή διαδραστικά UPS.
- Το δεύτερο περιλαμβάνει τα UPS, τα οποία χρησιμοποιούνται για την αδιάλειπτη παροχή ρεύματος σε υποδομές πληροφορικής: συστήματα αποθήκευσης δεδομένων ή διακομιστές. Οι πηγές τύπου on-Line είναι κατάλληλες για αυτό.
Συνθήκες λειτουργίας βιομηχανικών UPS
Οι επιχειρήσεις σε διαφορετικούς κλάδους έχουν τις δικές τους ιδιαιτερότητες και επομένως έχουν διαφορετικές απαιτήσεις για αδιάλειπτα τροφοδοτικά. Στην πραγματικότητα, κάθε τέτοιο έργο είναι μοναδικό και χρειάζεται βελτιστοποίηση του εξοπλισμού για τις συνθήκες του. Ακολουθούν μερικά μόνο παραδείγματα ιδιαιτεροτήτων παραγωγής:
- Τα UPS, που χρησιμοποιούνται στα διυλιστήρια πετρελαίου για την ασφαλή λειτουργία των στηλών απόσταξης, χρησιμοποιούνται για την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος έκτακτης ανάγκης όχι μόνο σε συστήματα ελέγχου, αλλά και σε ενεργοποιητές. Κατά συνέπεια, πρέπει να έχουν υψηλή ισχύ.
- Οι μονάδες γεωθερμικής ενέργειας παράγουν ένα υποπροϊόν: αέριο διοξείδιο του θείου. Όταν έρχεται σε επαφή με την ατμοσφαιρική υγρασία, σχηματίζει ατμούς θειικού οξέος. Μπορεί να καταστρέψει γρήγορα τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή αδιάλειπτης παροχής ρεύματος.
- Στις υπεράκτιες πλατφόρμες πετρελαίου, άλλος κίνδυνος είναι η αυξημένη υγρασία, το αλάτι και η πιθανότητα οριζόντιων ή κάθετων κινήσεων της βάσης στην οποία είναι εγκατεστημένο το UPS.
- Οι μονάδες τήξης περιέχουν ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά πεδία που μπορεί να προκαλέσουν παρεμβολές και διακόπτες κυκλώματος πηγής διακοπής.
Η παραπάνω λίστα μπορεί να συμπληρωθεί με δεκάδες άλλα παραδείγματα. Ταυτόχρονα, ανεξάρτητα από τις ιδιαιτερότητες της βιομηχανικής επιχείρησης, απαιτούνται αδιάλειπτα τροφοδοτικά για να λειτουργούν αξιόπιστα για 15–25 χρόνια. Μπορούμε να εντοπίσουμε δύο κύριους παράγοντες που επηρεάζουν τη λειτουργία του UPS:
- Κατάλυμα. Δεν συνιστάται αυστηρά η τοποθέτηση πηγών κοντά σε καταναλωτές ενέργειας. Πρέπει να προστατεύονται από υψηλές θερμοκρασίες, μολυσμένο αέρα ή μηχανικές επιδράσεις. Για τα UPS, η βέλτιστη θερμοκρασία είναι 20–25 °C, αλλά συνεχίζουν να λειτουργούν σωστά σε θερμοκρασίες έως 45 °C. Η περαιτέρω αύξηση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας μειώνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας επειδή όλες οι χημικές διεργασίες σε αυτές επιταχύνονται.
Ο σκονισμένος αέρας είναι επίσης επιβλαβής. Η λεπτή σκόνη λειτουργεί ως λειαντικό και οδηγεί σε φθορά στις επιφάνειες εργασίας των ανεμιστήρων και αστοχία των ρουλεμάν τους. Μπορείτε να δοκιμάσετε να χρησιμοποιήσετε UPS χωρίς ανεμιστήρες, αλλά είναι πολύ πιο ασφαλές να τα προστατεύσετε αρχικά από τέτοιες επιρροές. Για να γίνει αυτό, ο εξοπλισμός πρέπει να τοποθετηθεί σε ξεχωριστό δωμάτιο με διατηρούμενες συνθήκες θερμοκρασίας και καθαρό αέρα.
- Ανάκτηση ηλεκτρικής ενέργειας. Η ίδια η ιδέα της επιστροφής μέρους της ηλεκτρικής ενέργειας στο δίκτυο και της επαναχρησιμοποίησής της είναι σίγουρα χρήσιμη. Σας επιτρέπει να μειώσετε το κόστος ενέργειας. Τα συστήματα ανάκτησης χρησιμοποιούνται ενεργά, για παράδειγμα, στις σιδηροδρομικές μεταφορές, αλλά είναι επιβλαβή για αδιάλειπτα τροφοδοτικά. Όταν χρησιμοποιείται αντίστροφη ενέργεια, η τάση διαύλου DC αυξάνεται. Ως αποτέλεσμα, ενεργοποιείται η προστασία και το UPS μεταβαίνει σε λειτουργία παράκαμψης. Οι συνέπειες της ανάκαμψης δεν μπορούν να εξαλειφθούν πλήρως. Μπορούν να ελαχιστοποιηθούν μόνο με τη χρήση τροφοδοτικών αδιάλειπτης ισχύος μετασχηματιστή.
Πηγή: www.habr.com