Keskeytymätön virransyöttö on tärkeää sekä yksittäiselle koneelle teollisuusyrityksessä että suurelle tuotantokompleksille kokonaisuutena. Nykyaikaiset energiajärjestelmät ovat melko monimutkaisia ja luotettavia, mutta ne eivät aina selviä tästä tehtävästä. Millaisia UPS-laitteita käytetään teollisuuslaitoksissa? Mitä vaatimuksia niiden tulee täyttää? Onko tällaisille laitteille olemassa erityisiä käyttöehtoja?
Teollisuuden UPS:n vaatimukset
Tarkoituksen huomioon ottaen voimme korostaa tärkeimmät ominaisuudet, jotka teollisuuslaitosten keskeytymättömillä virtalähteillä tulisi olla:
- Korkea teho. Sen määrää yrityksissä käytettävien laitteiden teho.
- Maksimaalinen luotettavuus. Se vahvistetaan lähteiden suunnittelun kehittämisvaiheessa. Niiden valmistuksessa käytetään komponentteja, jotka voivat merkittävästi lisätä laitteiden luotettavuutta. Tämä tietysti nostaa UPS:n kustannuksia, mutta samalla pidentää sekä itse lähteiden että niiden sähköllä toimittamien laitteiden käyttöikää.
- Harkittu suunnittelu, joka helpottaa keskeytymättömien virtalähteiden diagnostiikkaa, huoltoa ja korjausta. Tämä lähestymistapa mahdollistaa helpon pääsyn kaikkiin järjestelmäyksiköihin ja minimoi UPS-komponenttien purkamiseen tai vaihtamiseen kuluvan ajan.
- Skaalausmahdollisuus ja tehon tasainen lisäys. Tämä on tarpeen, kun tehontarve kasvaa.
Teollisuuden UPS-tyypit
Teollisiin tarkoituksiin käytettäviä keskeytymättömiä virtalähteitä on kolmea päätyyppiä:
- Varaa (tunnetaan myös nimellä Off-Line tai Standby). Tällaiset lähteet on varustettu automaattisilla kytkimillä, jotka sähkökatkon sattuessa kytkevät kuorman akkuihin. Nämä ovat yksinkertaisia ja edullisia järjestelmiä, mutta niitä ei ole varustettu verkkojännitteen stabilaattoreilla (mikä tarkoittaa, että akut kuluvat nopeammin) ja vaativat tietyn ajan virran kytkemiseen akkuihin (noin 4 ms). Tällaiset UPS-laitteet selviävät vain lyhytaikaisista sähkökatkoksista ja niitä käytetään ei-kriittisten tuotantolaitteiden huoltoon.
- Line-interaktiivinen. Tällaiset lähteet on varustettu muuntajilla lähtöjännitteen stabiloimiseksi. Tämän seurauksena akkujen virransyöttökytkimien määrä vähenee ja akun käyttöikä säästyy. UPS-laitteita ei kuitenkaan ole suunniteltu suodattamaan kohinaa ja ohjaamaan jännitteen aaltomuotoa. Ne ovat optimaalisia keskeytymättömään virransyöttöön laitteille, joille vain tulojännite on tärkeä.
- Online (On-line). Tällaisissa lähteissä tapahtuu kaksinkertainen jännitemuunnos. Ensin vuorottelevasta suoraksi (se toimitetaan akkuihin) ja sitten taas vaihtovirtaan, jota käytetään teollisuuslaitteiden virtalähteenä. Tässä tapauksessa ei vain jännitteen arvoa ohjata selvästi, vaan myös vaihtovirran vaihetta, taajuutta ja amplitudia. Jotkut valmistajat käyttävät kaksoismuuntamisen sijaan kaksisuuntaisia inverttereitä, jotka vuorotellen suorittavat tasasuuntaajan tai invertterin toimintoja. Online-UPS-laitteet säästävät energiaa ja niille on ominaista lisääntynyt tehokkuus. Tällaiset lähteet soveltuvat tehokkaiden ja verkkoherkkien laitteiden suojaamiseen.
Lisäksi teollisuus-UPS:t voidaan jakaa kahteen ryhmään syötettävän kuorman tyypin mukaan:
- Ensimmäinen sisältää keskeytymättömät virtalähteet, joilla suojataan tuotantoprosesseja ja työlaitteita sähkökatkoilta. Tähän tarkoitukseen voidaan käyttää vara- tai linjainteraktiivisia UPS-laitteita.
- Toinen sisältää UPS:t, joita käytetään keskeytymättömään virransyöttöön IT-infrastruktuuriin: tiedontallennusjärjestelmiin tai palvelimiin. On-Line-tyyppiset lähteet sopivat tähän.
Teollisten UPS-laitteiden käyttöolosuhteet
Eri toimialojen yrityksillä on omat erityispiirteensä, ja siksi niillä on erilaiset vaatimukset keskeytymättömälle virtalähteelle. Itse asiassa jokainen tällainen projekti on ainutlaatuinen, ja laitteet on optimoitava olosuhteisiinsa. Tässä on vain muutamia esimerkkejä tuotannon erityispiirteistä:
- Öljynjalostamoissa tislauskolonnien turvallisen toiminnan varmistamiseksi käytettyjä UPS-laitteita käytetään hätävirransyöttöön ohjausjärjestelmien lisäksi myös toimilaitteille. Näin ollen niillä on oltava suuri teho.
- Geotermiset energialaitokset tuottavat sivutuotteen: rikkidioksidikaasua. Joutuessaan kosketuksiin ilmankosteuden kanssa se muodostaa rikkihappohöyryjä. Se voi nopeasti tuhota keskeytymättömien virtalähteiden valmistukseen käytetyt materiaalit.
- Offshore-öljynporauslautoilla toinen vaara on lisääntynyt kosteus, suola ja mahdollisuus liikkua vaaka- tai pystysuorassa alustassa, johon UPS on asennettu.
- Sulattolaitokset sisältävät voimakkaita sähkömagneettisia kenttiä, jotka voivat aiheuttaa häiriöitä ja laukaisulähteen katkaisijoita.
Yllä olevaa luetteloa voidaan täydentää kymmenillä muilla esimerkeillä. Samaan aikaan katkottomien teholähteiden edellytetään toimivan teollisuusyrityksen erityispiirteistä riippumatta 15–25 vuoden luotettavasti. Voimme tunnistaa kaksi päätekijää, jotka vaikuttavat UPS:n toimintaan:
- Majoitus. Ei ole ehdottomasti suositeltavaa sijoittaa lähteitä lähelle energiankuluttajia. Ne on suojattava korkeilta lämpötiloilta, saastuneelta ilmalta tai mekaanisilta vaikutuksilta. UPS-laitteille optimaalinen lämpötila on 20–25 °C, mutta ne toimivat edelleen kunnolla 45 °C:n lämpötiloissa. Akun käyttöiän pidentäminen edelleen lyhentää akun käyttöikää, koska kaikki niissä tapahtuvat kemialliset prosessit kiihtyvät.
Myös pölyinen ilma on haitallista. Hieno pöly toimii hankaavana aineena ja johtaa puhaltimien työpintojen kulumiseen ja niiden laakerien rikkoutumiseen. Voit yrittää käyttää UPS-laitteita ilman tuulettimia, mutta on paljon turvallisempaa suojata ne aluksi sellaisilta vaikutuksilta. Tätä varten laitteet on sijoitettava erilliseen huoneeseen, jonka lämpötilaolosuhteet ja puhdas ilma ovat ylläpidetty.
- Sähkön talteenotto. Jo ajatus palauttaa osa sähköstä verkkoon ja käyttää se uudelleen on varmasti hyödyllinen. Sen avulla voit vähentää energiakustannuksia. Palautusjärjestelmiä käytetään aktiivisesti esimerkiksi rautatieliikenteessä, mutta ne ovat haitallisia keskeytymättömille virtalähteille. Käänteistä energiaa käytettäessä DC-väylän jännite kasvaa. Tämän seurauksena suojaus laukeaa ja UPS siirtyy ohitustilaan. Toipumisen seurauksia ei voida täysin poistaa. Ne voidaan minimoida vain käyttämällä muuntajan keskeytymätöntä virtalähdettä.
Lähde: will.com