Systemy zasilania gwarantowanego

Systemy zasilania gwarantowanego uwzględniają podział odbiorów w obiekcie ogólnie na trzy kategorie. O zaszeregowaniu odbioru decyduje jego znaczenie dla obiektu oraz wrażliwość na nieprawidłowości występujące w napięciu zasilającym.

Kategoria I - należą do niej odbiory strategiczne nie tolerujące żadnych zakłóceń czy przerw w zasilaniu. Zalicza się do nich miedzy innymi:
  • sieci komputerowe i systemy telekomunikacyjne,
  • systemy przetwarzania i transmisji danych,
  • systemy automatyki i sterowania,
  • urządzenia medyczne, itp.
    • Są to urządzenia wymagające zarówno ciągłości napięcia zasilającego (dopuszczalna przerwa to zwykle kilka milisekund), jak i bardzo dobrych parametrów kształtu napięcia, źle znoszące wszelkie zakłócenia, w których nawet krótka przerwa w dostawie energii elektrycznej może spowodować zagrożenie życia ludzi lub znaczne straty materialne.

      Kategoria II - należą do niej odbiory, dla których kilkunastosekundowy zanik napięcia nie stanowi zagrożenia, a których zasilanie musi być rezerwowane ze względu na ich znaczenie w systemie. Należą do nich:
    • oświetlenie,
    • klimatyzacja i wentylacja,
    • pompy, windy, itp.
      • Są to odbiory niewrażliwe zwykle na zaniki napięcia, zakłócenia impulsowe czy szumy, dobrze znoszące odkształcenia napięcia, odporne na odchyłki częstotliwości i wahania wartości skutecznej oraz niepodatne na przepięcia. Od źródła rezerwowego wymaga się niezawodności i natychmiastowej gotowości do pracy po awarii napięcia w sieci energetycznej oraz zdolności długotrwałego podtrzymywania zasilania gwarantowanego.

        Kategoria III - należą do niej odbiory bez znaczenia strategicznego dla obiektu, nie wymagające specjalnych warunków zasilania. Zalicza się do nich zwykle:
      • oświetlenie ogólne,
      • klimatyzacja komfortu,
      • systemy wentylacji podstawowej, itp.
        • Kompleksowy system zasilania
          Kompleksowy system zasilania gwarantowanego powinien w sposób uzasadniony ekonomicznie realizować w pełni wymagania wszystkich kategorii odbiorów. Zasilanie gwarantowane o prawidłowej strukturze zostało zaprezentowane na przykładowym rysunku poniżej.
          W skład systemu wchodzi:
          ·  trafostacja SN jako zasilanie podstawowe i rezerwowe,
          ·  rozdzielnia główna budynku zasilana napięciem z sieci energetycznej,
          ·  agregat prądotwórczy uruchamiany automatycznie po zaniku napięcia w sieci energetycznej,
          ·  SZR / rozdzielnia napięcia rezerwowanego zasilana normalnie z rozdzielni głównej z możliwością przełączenia na zasilanie rezerwowe z agregatu prądotwórczego,
          ·  układ samoczynnego załączania rezerwy (SZR) realizujący automatyczne przełączanie zasilania miedzy rozdzielnia główną a agregatem prądotwórczym,
          ·  system równoległy UPS 2n + 1,
          ·  rozdzielnia napięcia gwarantowanego zasilana napięciem wyjściowym systemu UPS.
          Poszczególne obwody zasilające powinny zawierać stosowne zabezpieczenia przeciążeniowe i przeciwporażeniowe (bezpieczniki nadmiarowe lub różnicowoprądowe), które są elementami dodatkowej ochrony przeciwporażeniowej.

          Schemat zasilania gwarantowanego obiektu

          Agregat prądotwórczy, uruchamiany z kilkunastosekundowa zwłoką, po rozruchu stanowi stabilne źródło energii z bardzo długim czasem podtrzymania. Zasilacz UPS ma ograniczony czas podtrzymania, limitowany wielkością towarzyszącego mu zespołu baterii, ale stanowi źródło napięcia o idealnych parametrach, niezależnych od jakości napięcia i częstotliwości wejściowej. Obydwa urządzenia mają wiec niekwestionowane zalety, nie są jednak pozbawione naturalnych wad. Praca w „tandemie” pozwala wykorzystać zalety obydwu urządzeń.

          W przedstawionym systemie zasilania gwarantowanego sieć energetyczna jest podstawowym źródłem napięcia dla odbiorów kategorii II i III oraz do zasilania obwodów wejściowych zasilacza UPS. W następstwie zaniku napięcia w sieci następuje automatyczne, nieodczuwalne dla odbiorów kategorii I przełączenie zasilacza UPS na pracę bateryjną oraz automatyczny rozruch agregatu prądotwórczego. Po kilku sekundach agregat uzyskuje nominalne parametry pracy, SZR realizuje przełączenie w wyniku czego podejmują prace odbiory kategorii II, zaś UPS wraca do pracy w trybie normalnym. Odbiory kategorii III pozostają bez napięcia do chwili powrotu napięcia w sieci energetycznej zaś odbiory kategorii I pracują bezpiecznie niezależnie od tego, co dzieje się na wejściu zasilacza UPS.
          Z punktu widzenia systemu UPS, agregat prądotwórczy stanowi alternatywę dla baterii akumulatorów. Ponieważ czas przerwy w napięciu wejściowym zasilacza ograniczany jest do kilku - kilkunastu sekund, uzyskanie długiego czasu podtrzymania dla odbiorów kategorii I nie wymaga rozbudowy systemu bateryjnego.
          Czas podtrzymania pracy odbiorów kategorii I i II zależy wyłącznie od pojemności zbiorników paliwa - minimum kilka godzin. Może być praktycznie nieograniczony, jeżeli zastosowane zostaną rezerwowe zbiorniki paliwa z odpowiednim układem dotanku.
          Czas przerwy w zasilaniu odbiorów kategorii II wynosi kilka do kilkunastu sekund, odbiory kategorii I pracują bezprzerwowo.
          Zasilanie gwarantowane odbiorów kategorii I przez UPS chroni je także przed wszelkimi zakłóceniami, które są typowe dla sieci energetycznej.

          Dobór elementów systemu zasilania

          Agregat prądotwórczy powinien bezpiecznie pokrywać zapotrzebowanie zasilacza UPS i odbiorów kategorii II. Jego moc jest sumą mocy pobieranej przez UPS w stanie pełnego obciążenia i mocy odbiorów kategorii II.
          Jeżeli system UPS ma możliwość rozbudowy (np. zwiększenie mocy wyjściowej przewidziane w konstrukcji modułowej urządzenia) należy brać pod uwagę graniczną moc wyjściową zasilacza UPS.
          Do współpracy z agregatem prądotwórczym zaleca się stosowanie zasilaczy UPS, gdzie zawartość harmonicznych w prądzie wejściowym nie przekracza poziomu 5%. Nie powinno się stosować innych topologii zasilaczy niż VFI SS 111, gdyż tylko taka gwarantuje, że poprawność współpracy UPS - agregat nie zachwieje się w wyniku zmiany charakterystyki odbiorów.
          Zalecane jest stosowanie agregatów wyposażonych w elektroniczne regulatory prędkości obrotowej, z nowoczesnymi prądnicami przystosowanymi do nieliniowych obciążeń. Generalnie poleca się stosowanie urządzeń sprawdzonych we współpracy i zapewniających stabilność zasilania w każdych warunkach.


          Zasilacz UPS powinien być dobierany do oszacowanej mocy odbiorów. Należy pamiętać by sumaryczna moc odbiorów nie przekraczała ani wyjściowej mocy czynnej, ani wyjściowej mocy pozornej zasilacza. Wskazane jest niewielkie przewymiarowanie zasilacza (10 - 30 %), które stanowiłoby rezerwę na okresowy wzrost lub błędy w szacowaniu mocy odbiorów lub zastosowanie UPSa modułowego.
          UPS przeznaczony do współpracy z agregatem prądotwórczym powinien stanowić barierę miedzy odbiorami a agregatem. Chodzi o maksymalne wyeliminowanie wpływu na agregat odkształconych prądów pobieranych przez odbiory nieliniowe o charakterystyce pojemnościowej (takie są wszystkie urządzenia komputerowe). Powinien to być UPS, który nie wiąże kształtu prądu wejściowego z kształtem prądu pobieranego przez odbiory.

          UPSgeAEGLegrandinformDelta EnergyEuro-DieselAgregatygesandoosanjcbjohn_deereivecomitsubishiMTUvolvoperkinscumminsKlimatyzacjaAiredale
          © 2015 EST Energy Sp. z o.o.   |   Wszelkie prawa zastrzeżone
          Projekt & CMS: www.zstudio.pl