L'alimentazione ininterrotta è importante sia per una singola macchina in un'impresa industriale che per un grande complesso produttivo nel suo insieme. I moderni sistemi energetici sono piuttosto complessi e affidabili, ma non sempre riescono a far fronte a questo compito. Quali tipi di UPS vengono utilizzati per gli impianti industriali? Quali requisiti devono soddisfare? Esistono condizioni operative particolari per tali apparecchiature?
Requisiti per UPS industriali
Tenendo conto dello scopo, possiamo evidenziare le principali caratteristiche che dovrebbero avere i gruppi di continuità per impianti industriali:
- Elevata potenza in uscita. È determinato dalla potenza delle attrezzature utilizzate nelle imprese.
- Massima affidabilità. Viene stabilito nella fase di sviluppo della progettazione delle fonti. Nella loro fabbricazione vengono utilizzati componenti che possono aumentare notevolmente l'affidabilità dei dispositivi. Ciò, ovviamente, aumenta il costo dell'UPS, ma allo stesso tempo aumenta la durata sia delle fonti stesse che delle apparecchiature che forniscono elettricità.
- Un design accurato che facilita la diagnostica, la manutenzione e la riparazione dei gruppi di continuità. Questo approccio fornisce un facile accesso a tutte le unità del sistema e riduce al minimo il tempo necessario per smontare o sostituire i componenti dell'UPS.
- Possibilità di ridimensionamento e aumento graduale della potenza. Ciò è necessario quando la domanda di energia aumenta.
Tipologie di UPS industriali
Esistono tre tipi principali di gruppi di continuità utilizzati per scopi industriali:
- Prenota (altrimenti noto come Off-Line o Standby). Tali sorgenti sono dotate di interruttori automatici che, in caso di interruzione di corrente, commutano il carico sulle batterie. Si tratta di sistemi semplici ed economici, ma non sono dotati di stabilizzatori di tensione di rete (il che significa che le batterie si consumano più velocemente) e richiedono un certo tempo per dare alimentazione alle batterie (circa 4 ms). Tali UPS sono in grado di far fronte solo a interruzioni di corrente a breve termine e vengono utilizzati per fornire assistenza ad apparecchiature di produzione non critiche.
- Line-interattivo. Tali sorgenti sono dotate di trasformatori per stabilizzare la tensione di uscita. Di conseguenza, il numero di interruttori di alimentazione delle batterie viene ridotto e la durata delle batterie viene prolungata. Tuttavia, gli UPS non sono progettati per filtrare il rumore e controllare la forma d'onda della tensione. Sono ottimali per l'alimentazione ininterrotta di apparecchiature per le quali è importante solo la tensione di ingresso.
- In linea (in linea). In tali fonti si verifica una doppia conversione di tensione. Innanzitutto dall'alternato al continuo (viene fornito alle batterie), e poi ancora all'alternato, che viene utilizzato per alimentare le apparecchiature industriali. In questo caso, non solo il valore della tensione è chiaramente controllato, ma anche la fase, la frequenza e l'ampiezza della corrente alternata. Alcuni produttori, invece della doppia conversione, utilizzano inverter bidirezionali, che svolgono alternativamente le funzioni di raddrizzatore o inverter. Gli UPS online risparmiano energia e sono caratterizzati da una maggiore efficienza. Tali fonti sono adatte per proteggere apparecchiature potenti e sensibili alla rete.
Inoltre gli UPS industriali possono essere suddivisi in due gruppi a seconda del tipo di carico alimentato:
- Il primo comprende i gruppi di continuità, che vengono utilizzati per proteggere i processi produttivi e le attrezzature di lavoro dalle interruzioni di corrente. A questo scopo è possibile utilizzare UPS di backup o line-interactive.
- Il secondo comprende gli UPS, che vengono utilizzati per l'alimentazione ininterrotta dell'infrastruttura IT: sistemi di archiviazione dati o server. A questo scopo sono adatte le fonti di tipo On-Line.
Condizioni operative per UPS industriali
Le aziende di diversi settori hanno le proprie specifiche e quindi hanno requisiti diversi per i gruppi di continuità. In effetti, ciascuno di questi progetti è unico e necessita di ottimizzare le attrezzature per le sue condizioni. Ecco solo alcuni esempi di specifiche di produzione:
- Gli UPS, utilizzati nelle raffinerie di petrolio per garantire il funzionamento sicuro delle colonne di distillazione, vengono utilizzati per fornire alimentazione di emergenza non solo ai sistemi di controllo, ma anche agli attuatori. Di conseguenza, devono avere una potenza elevata.
- Gli impianti di energia geotermica producono un sottoprodotto: il gas di anidride solforosa. A contatto con l'umidità atmosferica forma vapori di acido solforico. Può distruggere rapidamente i materiali utilizzati per realizzare gruppi di continuità.
- Sulle piattaforme petrolifere offshore, un altro pericolo è l'aumento dell'umidità, del sale e la possibilità di movimenti orizzontali o verticali della base su cui è installato l'UPS.
- Gli impianti di fusione contengono forti campi elettromagnetici che possono causare interferenze e far scattare gli interruttori automatici.
L'elenco sopra può essere integrato con decine di altri esempi. Allo stesso tempo, indipendentemente dalle specificità dell'impresa industriale, i gruppi di continuità devono funzionare in modo affidabile per 15-25 anni. Possiamo identificare due fattori principali che influenzano il funzionamento dell’UPS:
- Alloggio. È severamente sconsigliato posizionare le fonti vicino ai consumatori di energia. Devono essere protetti dalle alte temperature, dall'aria inquinata o dagli influssi meccanici. Per gli UPS, la temperatura ottimale è 20–25 °C, ma continuano a funzionare correttamente a temperature fino a 45 °C. Un ulteriore aumento della durata della batteria riduce la durata della batteria perché tutti i processi chimici al loro interno vengono accelerati.
Anche l’aria polverosa è dannosa. La polvere sottile agisce come un abrasivo e porta all'usura delle superfici di lavoro dei ventilatori e al guasto dei loro cuscinetti. Puoi provare a utilizzare gli UPS senza ventole, ma è molto più sicuro proteggerli inizialmente da tali influenze. Per fare ciò, l'apparecchiatura deve essere collocata in una stanza separata con condizioni di temperatura mantenute e aria pulita.
- Recupero dell'energia elettrica. L’idea stessa di restituire parte dell’elettricità alla rete e riutilizzarla è sicuramente utile. Permette di ridurre i costi energetici. I sistemi di recupero sono utilizzati attivamente, ad esempio, nel trasporto ferroviario, ma sono dannosi per i gruppi di continuità. Quando viene utilizzata l'energia inversa, la tensione del bus CC aumenta. Di conseguenza, la protezione viene attivata e l'UPS passa alla modalità bypass. Le conseguenze del recupero non possono essere completamente eliminate. Possono essere ridotti al minimo solo utilizzando gruppi di continuità con trasformatore.
Fonte: habr.com