Zasilanie rezerwowe hal przemysłowych – współpraca zespołów prądotwórczych z zasilaczami UPS
100
Zespół prądotwórczy i zasilacz UPS są urządzeniami bardzo
różniącymi się technologicznie. Przy ich doborze warto zwrócić
szczególną uwagę na parametry agregatu prądotwórczego,
które są istotne dla prawidłowej pracy zasilacza UPS i odwrot-
nie. Z punktu widzenia UPS-a napięcie z zespołu prądotwór-
czego powinno charakteryzować się m.in. odpowiednią stabil-
nością napięcia agregatu (tolerancją napięcia) i częstotliwości
napięcia (tolerancją częstotliwości) oraz niskim poziomem zawar-
tości harmonicznych napięcia THDu [10]. Tolerancja napięcia
i częstotliwości agregatu powinna być wyższa od tolerancji napię-
cia i częstotliwości na wejściu prostownika zasilacza UPS. Jest to
szczególnie istotne w stanach nieustalonych, powstałych po sko-
kowym załączeniu obciążenia na pracujący agregat. Z punktu
widzenia agregatu prądotwórczego zasilacz UPS powinien być
wyposażony w regulowany softstart prostownika i charakteryzo-
wać się m.in. niskim poziomem zawartości harmonicznych
prądu THDi pobieranego przez prostownik, odpowiednią
wartością współczynnika mocy prostownika ograniczającą
pobór energii biernej z zespołu prądotwórczego oraz właściwą
tolerancją napięcia wejściowego [10].
Konsekwencje niepoprawnego doboru współdziałającego agre-
gatu prądotwórczego i zasilacza UPS mogą być zróżnicowane
i prowadzić do niewłaściwej pracy i/lub poważnych zakłóceń, rów-
nież z wyłączeniem układu agregat prądotwórczy/UPS lub jego
elementów, a w konsekwencji pozbawienia układu zasilania cech
zasilania rezerwowego i bezprzerwowego gwarantowanego.
Przykładowo zasilacz UPS po przyłączeniu do niego napięcia
z zespołu prądotwórczego może nie chcieć z nim współpracować
albo zespół będzie zatrzymywał się z bliżej nieokreślonych przy-
czyn. Wynika to z faktu, że w przypadku układu agregat prądo-
twórczy/UPS urządzenia składowe pracują razem (agregat zasila
UPS) i może pojawić się wiele problemów wynikających z proce-
sów zachodzących pomiędzy oddziałującymi na siebie agregatem
prądotwórczym, zasilaczem UPS i odbiornikami oraz pracą auto-
matyki sterującej tych urządzeń. Problemy te niestety mogą być
trudne do właściwej identyfikacji, a ich rozwiązanie wymaga czę-
sto specjalistycznej wiedzy i dużego doświadczenia [10], co może
wiązać się ze znacznymi kosztami.
Wspomniane problemy dotyczą m.in. takich zjawisk jak: udary
prądowe, prądy harmoniczne, wahania napięcia i częstotli-
wości [10]. Wynikają one z faktu, że większość zasilaczy UPS
zawiera układy bateryjne z kontrolą ładowania (prostownik),
które powodują gwałtowny pobór mocy z sieci zasilającej czy
agregatu prądotwórczego. Udary tego typu mogą powodo-
wać zakłócenia w pracy odbiorników. Ponadto urządzenia ładu-
jące stosowane w zasilaczach UPS zwykle powodują odkształce-
nia prądu pobieranego z sieci zasilającej. Jest to zjawisko bardzo
niepożądane. Dodatkowo w układzie agregat prądotwórczy/UPS,
w sytuacji gdy agregat jest uruchamiany i następuje przyłączenie
zasilacza UPS, wzrost obciążenia może spowodować nagłe waha-
nia częstotliwości i napięcia.
Natomiast jeśli moc agregatu jest zbytnio zbliżona do mocy
zasilacza UPS i kiedy inne obciążenie agregatu jest zbyt małe
lub nie występuje, może nastąpić nagły niekontrolowany wzrost
napięcia. Właściwy dobór rozwiązań oraz parametrów zasilaczy
UPS i agregatów prądotwórczych przeznaczonych do pracy
w tandemie pozwala na zabezpieczenie się przed tymi nieko-
rzystnymi zjawiskami, jednak jak wspomniano, wymaga dużej
wiedzy i doświadczenia w tym obszarze. Nie można tego przy-
padku porównać do sytuacji, w której agregat prądotwórczy czy
zasilacz UPS pracuje osobno na określoną grupę odbiorników.
Wówczas eksploatacja takiego urządzenia, w sytuacji gdy jest
prawidłowo dobrane, przeważnie nie stwarza problemów. Jeśli
jednak one wystąpią, stosunkowo łatwo można je rozpoznać,
zdiagnozować i rozwiązać. Wiążą się one głównie z przeciąże-
niem, zakłóceniami albo awarią urządzeń zasilających [10].
x x x
Wnioski
Hale przemysłowe są często obiektami wymagającymi dużej
ciągłości, niezawodności i pewności zasilania. Konieczne jest
w związku z tym stosowanie w ich układach zasilania źródeł
rezerwowych – połączenie agregat prądotwórczy/UPS stanowi
najlepsze rozwiązanie. Poprawna praca tych urządzeń wymaga
ich właściwej współpracy, wynikającej z odpowiedniego doboru
urządzeń oraz należytej eksploatacji.
Literatura
1. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. „Prawo budowlane” (DzU
z 1994 r. nr 89, poz. 414 z późn. zm.).
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia
2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpo-
wiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2002 r. nr 75, poz. 690
z późn. zm.).
3. IEC 62040-3:2009 „Uninterruptible power systems (UPS).
Part 3: Method of specifying the performance and test
requirements”.
4. PN-IEC 60364 „Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych”.
5. PN ISO 8528-5:1997 „Zespoły prądotwórcze. Zespoły prądo-
twórcze zasilane silnikiem tłokowym”.
6. PN-EN 12601:2011 „Zespoły prądotwórcze napędzane silni-
kami spalinowymi tłokowymi. Bezpieczeństwo”.
7. W. Dołęga, „Niezawodność i pewność dostawy energii elek-
trycznej obiektów przemysłowych”, „Elektroinstalator” 7–8/2014.
8. W. Dołęga, „Stacje elektroenergetyczne”, Oficyna Wydawnicza
Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2007.
9. W. Dołęga, „Układy zasilania budynków publicznych pod spe-
cjalnym nadzorem”, „Elektroinstalator” 6/2014.
10. W. Dołęga, „Współpraca zespołów prądotwórczych z zasila-
czami UPS”, „Sektor Elektroenergetyczny”, wrzesień 2015.
11. W. Dołęga, „Zasilacze awaryjne UPS – dobór rozwiązań”,
„Sektor Elektroenergetyczny”, wrzesień 2016.
12. „Poradnik elektro.info.pl. Część 1: Zespoły prądotwórcze”,
DW Medium, Warszawa 2012.
13. „Poradnik elektro.info.pl. Część 3: Zasilacze UPS”, DW
Medium, Warszawa 2013.
14. T. Sutkowski, „Rezerwowe i bezprzerwowe zasilanie w energię
elektryczną”, COSiW SEP, Warszawa 2007.
15. J. Wiatr, „Zastosowanie zespołów prądotwórczych do awa-
ryjnego zasilania obiektów budowlanych”, „Biuletyn Techniczny
Odziału Krakowskiego SEP” 1/2011.
