Neprerušované napájanie je dôležité ako pre jednotlivý stroj v priemyselnom podniku, tak aj pre veľký výrobný komplex ako celok. Moderné energetické systémy sú pomerne zložité a spoľahlivé, ale nie vždy sa s touto úlohou vyrovnajú. Aké typy UPS sa používajú v priemyselných zariadeniach? Aké požiadavky musia spĺňať? Existujú nejaké špeciálne prevádzkové podmienky pre takéto zariadenia?
Požiadavky na priemyselné UPS
Ak vezmeme do úvahy účel, môžeme zdôrazniť hlavné charakteristiky, ktoré by mali mať zdroje neprerušiteľného napájania pre priemyselné zariadenia:
- Vysoký výkon. Je určená výkonom zariadení používaných v podnikoch.
- Maximálna spoľahlivosť. Stanovuje sa vo fáze vývoja návrhu zdrojov. Pri ich výrobe sa používajú komponenty, ktoré môžu výrazne zvýšiť spoľahlivosť zariadení. To samozrejme zvyšuje náklady na UPS, ale zároveň zvyšuje životnosť ako samotných zdrojov, tak aj zariadení, ktoré zabezpečujú elektrinou.
- Premyslený dizajn, ktorý uľahčuje diagnostiku, údržbu a opravu neprerušiteľných zdrojov napájania. Tento prístup poskytuje jednoduchý prístup ku všetkým systémovým jednotkám a minimalizuje čas potrebný na demontáž alebo výmenu komponentov UPS.
- Možnosť škálovania a plynulého zvyšovania výkonu. To je potrebné, keď sa zvýši dopyt po energii.
Typy priemyselných UPS
Na priemyselné účely sa používajú tri hlavné typy neprerušiteľných zdrojov napájania:
- Rezerva (inak známa ako Off-Line alebo Standby). Takéto zdroje sú vybavené automatickými spínačmi, ktoré v prípade výpadku prúdu prepnú záťaž na batérie. Ide o jednoduché a lacné systémy, ktoré však nie sú vybavené stabilizátormi sieťového napätia (čo znamená, že batérie sa rýchlejšie opotrebúvajú) a vyžadujú určitý čas na prepnutie napájania do batérií (asi 4 ms). Takéto UPS sa vyrovnávajú iba s krátkodobými výpadkami napájania a používajú sa na obsluhu nekritických výrobných zariadení.
- Line-interaktívne. Takéto zdroje sú vybavené transformátormi na stabilizáciu výstupného napätia. V dôsledku toho sa zníži počet prepínačov napájania batérií a šetrí sa životnosť batérie. UPS však nie sú navrhnuté tak, aby filtrovali šum a riadili priebeh napätia. Sú optimálne pre neprerušované napájanie zariadení, pre ktoré je dôležité len vstupné napätie.
- Online (On-Line). V takýchto zdrojoch dochádza k dvojitej konverzii napätia. Najprv zo striedavého na priamy (dodáva sa do batérií) a potom opäť na striedavý, ktorý sa používa na napájanie priemyselných zariadení. V tomto prípade je jasne kontrolovaná nielen hodnota napätia, ale aj fáza, frekvencia a amplitúda striedavého prúdu. Niektorí výrobcovia namiesto dvojitej konverzie používajú obojsmerné meniče, ktoré striedavo vykonávajú funkcie usmerňovača alebo meniča. Online UPS šetria energiu a vyznačujú sa zvýšenou účinnosťou. Takéto zdroje sú vhodné na ochranu výkonných a sieťovo citlivých zariadení.
Okrem toho môžu byť priemyselné UPS rozdelené do dvoch skupín v závislosti od typu dodávanej záťaže:
- Prvá zahŕňa zdroje neprerušiteľného napájania, ktoré slúžia na ochranu výrobných procesov a pracovných zariadení pred výpadkami prúdu. Na tento účel možno použiť záložné alebo linkovo interaktívne UPS.
- Druhá zahŕňa UPS, ktoré sa používajú na nepretržité napájanie IT infraštruktúry: systémov na ukladanie dát alebo serverov. Na to sú vhodné zdroje typu on-line.
Prevádzkové podmienky pre priemyselné UPS
Podniky v rôznych odvetviach majú svoje špecifiká, a preto majú rôzne požiadavky na neprerušiteľné zdroje energie. V skutočnosti je každý takýto projekt jedinečný a potrebuje optimalizovať vybavenie pre svoje podmienky. Tu je len niekoľko príkladov špecifikácií výroby:
- UPS, používané v ropných rafinériách na zaistenie bezpečnej prevádzky destilačných kolón, slúžia na núdzové napájanie nielen riadiacich systémov, ale aj akčných členov. Preto musia mať vysoký výkon.
- Geotermálne elektrárne produkujú vedľajší produkt: plynný oxid siričitý. Pri kontakte so vzdušnou vlhkosťou vytvára výpary kyseliny sírovej. Dokáže rýchlo zničiť materiály používané na výrobu neprerušiteľných zdrojov energie.
- Na ropných plošinách na mori je ďalším nebezpečenstvom zvýšená vlhkosť, soľ a možnosť horizontálnych alebo vertikálnych pohybov základne, na ktorej je UPS nainštalovaný.
- Taviace zariadenia obsahujú silné elektromagnetické polia, ktoré môžu spôsobovať rušenie a spúšťať ističe.
Vyššie uvedený zoznam možno doplniť desiatkami ďalších príkladov. Zároveň, bez ohľadu na špecifiká priemyselného podniku, sa vyžaduje, aby neprerušiteľné zdroje napájania fungovali spoľahlivo 15–25 rokov. Môžeme identifikovať dva hlavné faktory ovplyvňujúce fungovanie UPS:
- Ubytovanie. Dôrazne sa neodporúča umiestňovať zdroje blízko spotrebiteľov energie. Musia byť chránené pred vysokými teplotami, znečisteným vzduchom alebo mechanickými vplyvmi. Pre UPS je optimálna teplota 20–25 °C, no naďalej správne fungujú pri teplotách do 45 °C. Ďalšie zvýšenie životnosti batérie skracuje životnosť batérie, pretože všetky chemické procesy v nich sú urýchlené.
Škodlivý je aj prašný vzduch. Jemný prach pôsobí ako abrazívne činidlo a vedie k opotrebovaniu pracovných plôch ventilátorov a poruche ich ložísk. Môžete skúsiť použiť UPS bez ventilátorov, ale je oveľa bezpečnejšie ich pred takýmito vplyvmi spočiatku chrániť. Za týmto účelom musí byť zariadenie umiestnené v samostatnej miestnosti s udržiavanými teplotnými podmienkami a čistým vzduchom.
- Obnova elektriny. Samotná myšlienka vrátiť časť elektriny do siete a znova ju použiť je určite užitočná. Umožňuje vám to znížiť náklady na energiu. Systémy obnovy sa aktívne využívajú napríklad v železničnej doprave, ale sú škodlivé pre neprerušiteľné zdroje energie. Keď sa použije spätná energia, napätie DC zbernice sa zvýši. V dôsledku toho sa spustí ochrana a UPS sa prepne do režimu bypass. Následky zotavenia sa nedajú úplne odstrániť. Môžu byť minimalizované iba použitím transformátorových neprerušiteľných zdrojov napájania.
Zdroj: hab.com