Việc cung cấp điện liên tục rất quan trọng đối với cả một máy riêng lẻ trong một doanh nghiệp công nghiệp và đối với toàn bộ tổ hợp sản xuất lớn. Các hệ thống năng lượng hiện đại khá phức tạp và đáng tin cậy, nhưng không phải lúc nào chúng cũng đáp ứng được nhiệm vụ này. Những loại UPS nào được sử dụng cho cơ sở công nghiệp? Họ phải đáp ứng những yêu cầu gì? Có bất kỳ điều kiện vận hành đặc biệt nào cho thiết bị đó không?
Yêu cầu đối với UPS công nghiệp
Xét đến mục đích, chúng ta có thể nêu bật những đặc điểm chính mà bộ cấp nguồn liên tục cho các cơ sở công nghiệp cần có:
- Sản lượng điện cao. Nó được quyết định bởi công suất của các thiết bị sử dụng trong doanh nghiệp.
- Độ tin cậy tối đa. Nó được đặt ra ở giai đoạn phát triển thiết kế nguồn. Trong quá trình sản xuất của họ, các thành phần được sử dụng có thể làm tăng đáng kể độ tin cậy của thiết bị. Tất nhiên, điều này sẽ làm tăng giá thành của UPS, nhưng đồng thời làm tăng tuổi thọ sử dụng của cả nguồn và thiết bị mà chúng cung cấp điện.
- Một thiết kế chu đáo tạo điều kiện thuận lợi cho việc chẩn đoán, bảo trì và sửa chữa các nguồn cung cấp điện liên tục. Cách tiếp cận này giúp dễ dàng truy cập vào tất cả các bộ phận hệ thống và giảm thiểu thời gian cần thiết để tháo rời hoặc thay thế các bộ phận của UPS.
- Khả năng mở rộng quy mô và tăng sức mạnh mượt mà. Điều này là cần thiết khi nhu cầu điện năng tăng cao.
Các loại UPS công nghiệp
Có ba loại nguồn cung cấp điện liên tục chính được sử dụng cho mục đích công nghiệp:
- Dự trữ (còn được gọi là Ngoại tuyến hoặc Dự phòng). Các nguồn như vậy được trang bị công tắc tự động, trong trường hợp mất điện sẽ chuyển tải sang pin. Đây là những hệ thống đơn giản và rẻ tiền nhưng không được trang bị bộ ổn định điện áp mạng (có nghĩa là pin hao mòn nhanh hơn) và cần một thời gian nhất định để chuyển nguồn sang pin (khoảng 4 ms). Những UPS như vậy chỉ đối phó với tình trạng mất điện trong thời gian ngắn và được sử dụng để bảo trì các thiết bị sản xuất không quan trọng.
- Tương tác dòng. Những nguồn như vậy được trang bị máy biến áp để ổn định điện áp đầu ra. Kết quả là số lượng công tắc cấp nguồn cho pin giảm đi và tuổi thọ pin được tiết kiệm. Tuy nhiên, UPS không được thiết kế để lọc nhiễu và kiểm soát dạng sóng điện áp. Chúng tối ưu để cung cấp điện liên tục cho các thiết bị mà chỉ có điện áp đầu vào là quan trọng.
- Trực tuyến (Trực tuyến). Trong những nguồn như vậy, sự chuyển đổi điện áp kép xảy ra. Đầu tiên, từ xoay chiều sang một chiều (được cung cấp cho pin), sau đó lại chuyển sang xoay chiều, được sử dụng để cấp nguồn cho các thiết bị công nghiệp. Trong trường hợp này, không chỉ giá trị điện áp được kiểm soát rõ ràng mà cả pha, tần số và biên độ của dòng điện xoay chiều. Một số nhà sản xuất, thay vì chuyển đổi kép, sử dụng bộ biến tần hai chiều, lần lượt thực hiện các chức năng của bộ chỉnh lưu hoặc bộ biến tần. UPS trực tuyến tiết kiệm năng lượng và được đặc trưng bởi hiệu quả tăng lên. Những nguồn như vậy phù hợp để bảo vệ các thiết bị mạnh và nhạy cảm với mạng.
Ngoài ra, UPS công nghiệp có thể được chia thành hai nhóm tùy thuộc vào loại tải được cung cấp:
- Đầu tiên bao gồm nguồn cung cấp điện liên tục, được sử dụng để bảo vệ quy trình sản xuất và thiết bị làm việc khỏi bị mất điện. Với mục đích này, có thể sử dụng UPS dự phòng hoặc UPS tương tác đường truyền.
- Loại thứ hai bao gồm các UPS, được sử dụng để cung cấp điện liên tục cho cơ sở hạ tầng CNTT: hệ thống lưu trữ dữ liệu hoặc máy chủ. Các nguồn loại trực tuyến phù hợp cho việc này.
Điều kiện hoạt động của UPS công nghiệp
Các doanh nghiệp trong các ngành khác nhau có những đặc thù riêng và do đó có những yêu cầu khác nhau về nguồn cung cấp điện liên tục. Trên thực tế, mỗi dự án như vậy là duy nhất và yêu cầu tối ưu hóa thiết bị để phù hợp với điều kiện của nó. Đây chỉ là một vài ví dụ về chi tiết sản xuất:
- UPS, được sử dụng trong các nhà máy lọc dầu để đảm bảo vận hành an toàn cho các cột chưng cất, được sử dụng để cung cấp nguồn điện khẩn cấp không chỉ cho hệ thống điều khiển mà còn cho các bộ truyền động. Theo đó, họ phải có quyền lực cao.
- Các nhà máy năng lượng địa nhiệt tạo ra sản phẩm phụ: khí sulfur dioxide. Khi tiếp xúc với độ ẩm của khí quyển, nó tạo thành hơi axit sulfuric. Nó có thể nhanh chóng phá hủy các vật liệu được sử dụng để tạo ra nguồn cung cấp điện liên tục.
- Trên các giàn khoan dầu ngoài khơi, một mối nguy hiểm khác là độ ẩm, muối tăng lên và khả năng dịch chuyển theo chiều ngang hoặc chiều dọc của đế nơi lắp đặt UPS.
- Các nhà máy luyện kim có chứa điện từ trường mạnh có thể gây nhiễu và ngắt mạch nguồn.
Danh sách trên có thể được bổ sung bằng hàng chục ví dụ khác. Đồng thời, bất kể đặc thù cụ thể của doanh nghiệp công nghiệp, nguồn cung cấp điện liên tục phải hoạt động ổn định trong 15–25 năm. Chúng ta có thể xác định hai yếu tố chính ảnh hưởng đến hoạt động của UPS:
- Chỗ ở. Tuyệt đối không nên đặt nguồn gần nơi tiêu thụ năng lượng. Chúng phải được bảo vệ khỏi nhiệt độ cao, không khí ô nhiễm hoặc ảnh hưởng cơ học. Đối với UPS, nhiệt độ tối ưu là 20–25 °C, nhưng chúng vẫn tiếp tục hoạt động bình thường ở nhiệt độ lên tới 45 °C. Việc tăng thêm tuổi thọ pin sẽ rút ngắn tuổi thọ pin vì tất cả các quá trình hóa học trong chúng đều được tăng tốc.
Không khí bụi bặm cũng có hại. Bụi mịn hoạt động như một chất mài mòn và dẫn đến mài mòn bề mặt làm việc của quạt và làm hỏng ổ trục của chúng. Bạn có thể thử sử dụng UPS không có quạt, nhưng sẽ an toàn hơn nhiều nếu ban đầu bảo vệ chúng khỏi những ảnh hưởng như vậy. Để làm được điều này, thiết bị phải được đặt trong một phòng riêng biệt với điều kiện nhiệt độ được duy trì và không khí trong lành.
- Thu hồi điện. Ý tưởng trả lại một phần điện cho lưới điện và tái sử dụng nó chắc chắn rất hữu ích. Nó cho phép bạn giảm chi phí năng lượng. Hệ thống phục hồi được sử dụng tích cực, chẳng hạn như trong vận tải đường sắt, nhưng chúng có hại cho nguồn cung cấp điện liên tục. Khi sử dụng năng lượng ngược, điện áp bus DC sẽ tăng. Kết quả là bảo vệ được kích hoạt và UPS chuyển sang chế độ bypass. Hậu quả của việc phục hồi không thể được loại bỏ hoàn toàn. Chúng chỉ có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng nguồn điện liên tục biến áp.
Nguồn: www.habr.com