●●
Wyniki badań zasilaczy UPS
Wpływ UPS-ów na jakość energii doprowadzanej do odbiorników oraz na
zaburzenia, jakie powstają w układach odbiorczych i oddziałują na sieć elek-
troenergetyczną, najlepiej można zobrazować za pomocą wyników pomia-
rów wykonanych w systemie zasilania sieciowego, w którym zastosowano
zasilacze bezprzerwowe. Na rys. 13. przedstawiono porównanie przebiegu
napięcia sieciowego (którego całkowity współczynnik zawartości harmo-
nicznych THD ma wartość 2,1%) dostarczonego do wejścia UPS-a z napię-
ciemwytwarzanym na wyjściu zasilacza bezprzerwowego (o współ-
czynniku THD wynoszącym 0,8%) systemu UPS EVER Superline. Widać
wyraźnie, że napięcie generowane przez UPS jest sinusoidalne, natomiast
sieciowe ma przebieg odkształcony. Do tego układu włączono odbiornik
nieliniowy symetryczny, pobierający z zasilacza prąd silnie odkształcony –
obcięte są dwie ćwiartki przebiegu sinusoidalnego (rys. 14). Całkowity
współczynnik odkształceń harmonicznych THD prądu pobieranego przez
odbiornik nieliniowy (na wyjściu UPS-a) wyniósł 63,5%, a harmoniczna trze-
ciego rzędu przekroczyła wartość 53,5% (rys. 15). Należy zwrócić uwagę, że
tak duży poziom zniekształceń (wynikający z charakteru uruchomionego
odbiornika) ma miejsce tylko w obwodzie obciążenia (po stronie wyjściowej
zasilacza bezprzerwowego). Zakłócenia wywołane nieliniowością odbiornika
jedynie wmałym stopniu przeniosły się do sieci energetycznej – współczyn-
nik THD prądu po stronie wejściowej UPS-a wyniósł 8,4%, a zawartość jego
trzeciej harmonicznej nieznacznie przekroczyła 7,5%. Są to wartości ponad
7-krotnie niższe od wartości związanych z pracą odbiornika nieliniowego.
Wynika stąd, że zasilacz UPS znacznie ograniczył przenoszenie się harmo-
nicznych z odbiornika do obwodu zasilania sieciowego [1].
●●
ZESPOŁY (AGREGATY) Prądotwórcze
Podczas zaników bądź nieprawidłowości napięcia sieciowego czas zasila-
nia zabezpieczanych przez UPS-y odbiorników, w zależności od pojemności
i liczby zastosowanych akumulatorów, wynosi najczęściej od kilku do kilku-
dziesięciu minut. Jeżeli podczas długotrwałych zaników energii w sieci
istnieje zapotrzebowanie na długotrwałe, nieprzerwane zasilanie odbior-
ników, można wykorzystać inne elementy zasilania awaryjnego, jakimi są
agregaty prądotwórcze [5, 6]. Składają się one z silnika spalinowego, prąd-
nicy prądu przemiennego (zazwyczaj trójfazowej) oraz układów elektronicz-
nych zarządzających ich współpracą. Silnik spalinowy napędza prądnicę,
która wytwarza energię elektryczną doprowadzaną do zasilanych urządzeń.
Czas generowania energii zależy od ilości paliwa dostarczanego
do silnika spalinowego, czyli można go praktycznie dowolnie wydłużać,
uzupełniając je.
Podstawowym problemem przy wykorzystaniu agregatów prądotwór-
czych jako systemów zasilania gwarantowanego jest czas przełączania
na pracę rezerwową (buforową, awaryjną), który wynosi nawet kilkadzie-
siąt sekund (czas uruchomienia silnika spalinowego i stabilizacji parame-
trów pracy agregatu). Ponadto należy zwrócić uwagę na to, że samodzielna
praca zespołów prądotwórczych może być dla zasilanych odbiorników nie-
korzystna ze względu na przebieg napięcia wytwarzanego w agregacie (jest
bardziej odkształcony od przebiegu napięcia sieciowego), a także z powodu
zmian wartości i przede wszystkim częstotliwości napięcia wytwarzanego
przez agregat (przy skokowych przełączeniach dużych obciążeń).
●●
Współpraca zasilaczy awaryjnych ups
z zESPOŁami (AGREGATami) Prądotwórczymi
Z przedstawionych opisówmożna wywnioskować, że oba urządzenia zasila-
nia gwarantowanego (UPS oraz agregat prądotwórczy) w pracy indywidual-
nej mają pewne ograniczenia [5, 6]. Zasilacze UPS on-line dostarczają energię
elektryczną o parametrach wysokiej jakości (korzystniejszych niż z sieci czy
agregatu) zarówno podczas pracy sieciowej, jak również przy zanikach lub
nieprawidłowościach napięcia sieciowego, jednak czas podtrzymania zasi-
lania w pracy buforowej jest ograniczony, co wynika z ilości energii zgroma-
dzonej w zastosowanych akumulatorach. Agregat prądotwórczy natomiast
dostarcza energię o gorszych parametrach niż UPS, a przerwa przy przejściu
na zasilanie awaryjne jest długa, ale za to czas zasilania awaryjnego jest nie-
malże nieograniczony (należy jedynie uzupełniać zużywane paliwo).
W przypadku zapotrzebowania na długotrwałe, bezprzerwowe zasilanie gwa-
rantowane i jednocześnie przy wysokiej jakości dostarczanej energii warto
zastosować oba wspomniane rozwiązania, które będą ze sobą współpraco-
wać. Rolą UPS-a będzie wówczas bezprzerwowe doprowadzanie do odbior-
ników napięcia o odpowiednich parametrach, natomiast agregat zapewni
długotrwałe zasilenie obwodu wejściowego zasilacza awaryjnego. Z prze-
prowadzonych rozważań wynika, że w systemie zasilania składającym się
z sieci, zespołu prądotwórczego i UPS-a odbiorniki mogą być zasilane z [5, 6]:
• zasilacza awaryjnego (którego obwód wejściowy może pobierać energię
z sieci, z agregatu prądotwórczego bądź z akumulatorów) – osiąga się wów-
czas najlepsze parametry zasilania,
• sieci elektroenergetycznej,
• zespołu prądotwórczego.
Dzięki temu dodatkowo zwiększa się pewność, niezawodność działania
(redundancję) tak powstałego układu zasilania zabezpieczanych odbiorników.
Jakość energii dostarczanej z poszczególnych źródeł zasilania w pewnym
zakresie obrazują wyniki pomiarów przeprowadzonych w tych układach,
Oscylogramy napięć na wejściu (1) i wyj-
ściu (2) układu UPS przy podłączeniu odbior-
nika nieliniowego symetrycznego (źródło: [1])
13
Oscylogramy prądów na wejściu (1) i wyj-
ściu (2) UPS-a przy podłączeniu odbiornika
nieliniowego symetrycznego (źródło: [1])
14
Rozkłady widmowe prądów odkształconych od-
powiednio na wejściu i wyjściu UPS-a dla odbior-
nika nieliniowego symetrycznego (źródło: [1])
15
Zobacz serwis dla profesjonalistów:
100
zasilacze ups i agregaty prądotwórcze
