13A. ZÁLOŽNÍ ZDROJE
Doc. Ing. Stanislav Kocman, Ph.D.
2. 2. 2009, Ostrava
Stýskala, 2002
Osnova přednášky • Úvod • Rozdělení záložních zdrojů • Statické zdroje nepřerušovaného napájení (UPS) • Požadavky na zdroje elektrické energie pro PBZ
Úvod Přerušení a poklesy napájecího napětí v síti: náhradní dodávka elektrické energie ze záložního zdroje
Oblasti využití záložních (náhradních) zdrojů: – – – –
bezporuchové odstavení výrobního zařízení zajištění nouzového osvětlení zajištění nouzového chodu důležitých zařízení zabezpečení kvalitního napájení s překlenutím poklesů a krátkodobějších přerušení napětí pro: • • • • • • •
počítačové sítě telekomunikační zařízení řídící systémy technologických procesů bezpečnostní systémy nemocnice letištní osvětlovací systémy osvětlení veřejných budov
Rozdělení záložních zdrojů • Rotační zdroje: – Motorgenerátor (dieselgenerátor) • spalovací motor se startérem • elektrický generátor Základní vlastnosti: – – – –
hlučnost chodu určitý čas pro najetí soustrojí zásobníky (nádrže) paliva možnost paralelního řazení
– Rotační UPS • vertikálně uložený rotující setrvačník s budícím vinutím a vinutím pro jeho roztočení a v generátorovém chodu napájejícím zátěže • usměrňovač a střídač pro konverzi na napětí 3x400V, 50Hz Základní vlastnosti: – – – – – –
velmi krátká doba překlenutí výpadku (obvykle do 20s) schopnost vydržet krátkodobé značné přetížení velké výkony, stovky kVA velká životnost nízká spotřeba energie bez přerušení dodávky elektrické energie během přechodu z rozvodné sítě na energii ze setrvačníku – možnost paralelního řazení
• Statické zdroje (UPS): – stejnosměrné • on line (bez prodlevy)
– střídavé • off-line (s prodlevou) • line-interactive (s prodlevou) • on-line (bez prodlevy) Základní vlastnosti: – delší doba zálohování, je možná jednotky až několik desítek minut – generování harmonických vyšších řádů do napájecí sítě – bezhlučnost, menší rozměry, nejsou potřeba zásobníky paliva – nižší životnost akumulátorových baterií a změna jejich vnitřního odporu
Statické zdroje nepřerušovaného napájení (UPS) • Stejnosměrné usměrňovač napájecí síť
zátěž
~
akumulátory
– on-line, doba zálohování: desítky minut až několik hodin
• Střídavé off-line napájecí síť
zátěž
usměrňovač
střídač
~ ~ akumulátory
– v případě výpadku napájecího napětí nebo jeho poklesu pod nastavenou mez (zpravidla při 230 V +10%/-15%) dojde k přepnutí napájení z akumulátorové baterie s dobou prodlevy přibližně 4-8 ms, doba zálohování ca od 5 minut až do několika desítek minut
• Střídavé line-interactive autotransformátor napájecí síť
zátěž
usměrňovač
střídač
~ ~ akumulátory
– s prodlevou, napájení z akumulátorů jen při přerušení napájení, doba zálohování ca 10 min až do několika desítek minut
• Střídavé on-line s dvojí konverzí servisní bypass
statický bypass
napájecí síť
usměrňovač
střídač zátěž
~ ~ tyristorový spínač akumulátory
– bez prodlevy, kompletní ochrana před poruchami napájecí sítě, doba zálohování až do několika desítek minut
• Střídavé on-line s jednou konverzí
spínač napájecí síť
zátěž tlumivka
~ usměrňovač + střídač
akumulátory
– vůči systémům s dvojí konverzí jsou menší ztráty tj. mají větší celkovou účinnost a omezují zkreslení vstupního napájecího napětí
Požadavky na zdroje elektrické energie pro PBZ • PBZ: protipožární zabezpečení objektů – zařízení sloužící k PBZ musí mít zajištěnu trvalou dodávku elektrické energie, a to i v případě jejího výpadku • ze dvou na sobě nezávislých zdrojů – druhým nezávislým zdrojem může být samostatný generátor nebo akumulátorové baterie – přepnutí na druhý napájecí zdroj musí proběhnout automaticky, nebo ho musí provést obsluha stálé služby
• ze záložního zdroje – např. rotační UPS (pro krátkodobý výpadek) + dieselgenerátor (pro dlouhodobý výpadek)
Konec přednášky
