Katkematu toiteallikas on oluline nii üksiku masina jaoks tööstusettevõttes kui ka suure tootmiskompleksi jaoks tervikuna. Kaasaegsed energiasüsteemid on üsna keerulised ja töökindlad, kuid ei tule alati selle ülesandega toime. Milliseid UPS-e kasutatakse tööstusrajatiste jaoks? Millistele nõuetele nad peavad vastama? Kas sellistele seadmetele on mingeid erilisi töötingimusi?
Nõuded tööstuslikule UPS-ile
Võttes arvesse eesmärki, võime esile tuua peamised omadused, mis tööstusrajatiste katkematutel toiteallikatel peaksid olema:
- Suur väljundvõimsus. Selle määrab ettevõtetes kasutatavate seadmete võimsus.
- Maksimaalne töökindlus. See määratakse kindlaks allikate kavandamise etapis. Nende valmistamisel kasutatakse komponente, mis võivad oluliselt suurendada seadmete töökindlust. See muidugi suurendab UPS-i maksumust, kuid suurendab samal ajal nii allikate endi kui ka nende poolt elektriga varustavate seadmete kasutusiga.
- Läbimõeldud disain, mis hõlbustab katkematute toiteallikate diagnostikat, hooldust ja remonti. See lähenemine tagab lihtsa juurdepääsu kõigile süsteemiüksustele ja vähendab UPS-i komponentide lahtivõtmiseks või asendamiseks kuluvat aega.
- Skaleerimise ja sujuva võimsuse suurendamise võimalus. See on vajalik, kui energiavajadus suureneb.
Tööstuslike UPSide tüübid
Tööstuslikel eesmärkidel kasutatakse kolme peamist katkematu toiteallika tüüpi:
- Reserve (muidu tuntud kui Off-Line või Standby). Sellised allikad on varustatud automaatsete lülititega, mis voolukatkestuse korral lülitavad koormuse akudele. Need on lihtsad ja odavad süsteemid, kuid need ei ole varustatud võrgupinge stabilisaatoritega (mis tähendab, et akud kuluvad kiiremini) ja nõuavad teatud aega akudele toite lülitamiseks (umbes 4 ms). Sellised UPS-id tulevad toime ainult lühiajaliste elektrikatkestuste korral ja neid kasutatakse mittekriitiliste tootmisseadmete teenindamiseks.
- Line-interaktiivne. Sellised allikad on väljundpinge stabiliseerimiseks varustatud trafodega. Selle tulemusena väheneb akudele toiteallika lülituste arv ja säästetakse aku kasutusiga. UPS-id ei ole aga loodud müra filtreerimiseks ja pinge lainekuju juhtimiseks. Need on optimaalsed seadmete katkematuks toiteks, mille jaoks on oluline ainult sisendpinge.
- Internetis (On-Line). Sellistes allikates toimub kahekordne pinge muundamine. Esiteks vahelduvvoolust otsesele (seda tarnitakse akudele) ja siis jälle vahelduvvoolule, mida kasutatakse tööstusseadmete toiteks. Sel juhul ei kontrollita selgelt mitte ainult pinge väärtust, vaid ka vahelduvvoolu faasi, sagedust ja amplituudi. Mõned tootjad kasutavad topeltkonverteerimise asemel kahesuunalisi invertereid, mis täidavad vaheldumisi alaldi või inverteri funktsioone. Veebipõhised UPS-id säästavad energiat ja neid iseloomustab suurenenud tõhusus. Sellised allikad sobivad võimsate ja võrgutundlike seadmete kaitsmiseks.
Lisaks saab tööstuslikud UPS-id jagada kahte rühma, olenevalt tarnitava koormuse tüübist:
- Esimene hõlmab katkematuid toiteallikaid, mida kasutatakse tootmisprotsesside ja tööseadmete kaitsmiseks elektrikatkestuse eest. Sel eesmärgil saab kasutada varu- või liiniinteraktiivseid UPS-e.
- Teise hulka kuuluvad UPS-id, mida kasutatakse IT infrastruktuuri katkematuks toiteks: andmesalvestussüsteemid või serverid. Selleks sobivad on-Line tüüpi allikad.
Tööstuslike UPSide töötingimused
Erinevates tööstusharudes tegutsevatel ettevõtetel on oma eripärad ja seetõttu on neil erinevad nõuded katkematu toiteallikatele. Tegelikult on iga selline projekt ainulaadne ja vajab seadmeid selle tingimuste jaoks optimeerimiseks. Siin on vaid mõned näited tootmise spetsiifikast:
- Naftarafineerimistehastes destilleerimiskolonnide ohutu töö tagamiseks kasutatavaid UPS-e kasutatakse mitte ainult juhtimissüsteemide, vaid ka täiturmehhanismide avariitoite tagamiseks. Seetõttu peab neil olema suur võimsus.
- Geotermilised energiajaamad toodavad kõrvalsaadust: gaasilist vääveldioksiidi. Kokkupuutel atmosfääri niiskusega moodustab see väävelhappe auru. See võib kiiresti hävitada katkematute toiteallikate valmistamiseks kasutatud materjalid.
- Avamere naftaplatvormidel on teiseks ohuks suurenenud niiskus, sool ja UPS-i paigaldamise aluse horisontaalse või vertikaalse liikumise võimalus.
- Sulatustehased sisaldavad tugevaid elektromagnetvälju, mis võivad põhjustada häireid ja käivitada kaitselülitid.
Ülaltoodud loetelu saab täiendada kümnete teiste näidetega. Samas on sõltumata tööstusettevõtte spetsiifikast vaja katkematute toiteallikate töökindlust 15–25 aastat. UPS-i toimimist mõjutavad kaks peamist tegurit:
- Majutus. Rangelt ei ole soovitatav paigutada allikaid energiatarbijate lähedusse. Neid tuleb kaitsta kõrgete temperatuuride, saastunud õhu või mehaaniliste mõjude eest. UPSide jaoks on optimaalne temperatuur 20–25 °C, kuid need töötavad korralikult ka kuni 45 °C juures. Aku kasutusea edasine pikenemine lühendab aku kasutusaega, kuna kõik neis toimuvad keemilised protsessid kiirenevad.
Kahjulik on ka tolmune õhk. Peen tolm toimib abrasiivina ja põhjustab ventilaatorite tööpindade kulumist ja nende laagrite rikkeid. Võite proovida UPSide kasutamist ilma ventilaatoriteta, kuid palju turvalisem on neid esialgu selliste mõjude eest kaitsta. Selleks tuleb seadmed paigutada eraldi ruumi, kus on säilitatud temperatuuritingimused ja puhas õhk.
- Elektrienergia taaskasutus. Juba idee tagastada osa elektrist võrku ja seda taaskasutada on kindlasti kasulik. See võimaldab teil vähendada energiakulusid. Taastesüsteeme kasutatakse aktiivselt näiteks raudteetranspordis, kuid need on kahjulikud katkematute toiteallikate jaoks. Pöördenergia kasutamisel suureneb alalisvoolu siini pinge. Selle tulemusena rakendub kaitse ja UPS lülitub möödaviigurežiimile. Taastumise tagajärgi ei saa täielikult kõrvaldada. Neid saab minimeerida ainult trafo katkematu toiteallika abil.
Allikas: www.habr.com