52
Współpraca zespołów prądotwórczych z zasilaczami UPS
ewentualnego przyłączenia dodatkowych odbiorników, okresowego
wzrostu ich mocy lub błędów w jej szacowaniu [17]. Następnie
konieczne jest ustalenie, czy agregat ma pracować wewnątrz budynku
czy na zewnątrz i w jaki sposób będzie uruchamiany (ręcznie – linką,
kluczykiem lub za pomocą automatyki SZR). Pomieszczenie dla agre-
gatu powinno zostać zaprojektowane zgodnie z obowiązującymi prze-
pisami i normami. Należy uwzględnić zalecane minimalne wymiary
pomieszczenia [7], a także spełnić warunki odpowiedniej wentylacji
oraz wyprowadzenia spalin na zewnątrz. Przed podłączeniem agregatu
do sieci trzeba uzyskać pozwolenie od operatora systemu dystrybu-
cyjnego na jego zainstalowanie oraz spełnić warunki przyłączeniowe
ustalone przez operatora systemu dystrybucyjnego [17]. Eksploata-
cja agregatów prądotwórczych powinna być prowadzona przez osoby
przeszkolone i uprawnione, zgodnie z zaleceniami stosownych instruk-
cji fabrycznych – regulują to odpowiednie przepisy, w tym BHP.
x x x
Zasilacze awaryjne UPS
Zasilacze awaryjne UPS (ang.
Uninterruptible Power Supply
) umożliwiają
bezprzerwowe zasilanie wyznaczonych elementów sieci. Są urządze-
niami energoelektronicznymi podtrzymującymi pracę odbiornika lub
grupy odbiorników i umożliwiają bezprzerwową pracę urządzeń wraż-
liwych na przestoje w zasilaniu, wahania napięcia czy zakłócenia wystę-
pujące w sieci. Zasilacze UPS stanowią wtórne źródło energii elektrycz-
nej – ich akumulatory ładują się w czasie, gdy napięcie w sieci zasilającej
jest prawidłowe. Przełączanie źródła zasilania odbywa się bezprzerwowo.
Po przejęciu zasilania podłączonych do niego odbiorników czas podtrzy-
mania napięcia zależy od pojemności akumulatorów i poboru energii.
Baterie mają określoną trwałość i należy je okresowo wymieniać.
W obiekcie, w zależności od rozmieszczenia urządzeń wymagających
bezprzerwowego zasilania, stosuje się centralny system zasilania z jed-
nym lub kilkoma UPS-ami zasilającymi wszystkie odbiory lub zasila-
nie rozproszone – urządzenia o mniejszej mocy zasilają mniejsze grupy
odbiorników lub pojedyncze odbiorniki. W pierwszym przypadku zasi-
lacze UPS umieszcza się pomiędzy pierwotnym źródłem zasilania, jakim
jest sieć elektroenergetyczna, a grupą takich odbiorników, natomiast
w drugim – gdy dotyczy to pojedynczego odbiornika – między pierwot-
nym źródłem zasilania, a chronionym urządzeniem (jest to tzw. konfi-
guracja szeregowa).
Podstawowa klasyfikacja układów UPS określona w normie [4] doty-
czy wzajemnej zależności wartości napięcia wejściowego i jego często-
tliwości od parametrów napięcia na wejściu układu. Wyróżnia trzy
klasy układów: VFD, VI i VFI. Topologia VFD, określana często jako
off-line, charakteryzuje się tym, że zasilacz UPS pracuje z sieci, filtru-
jąc napięcie wejściowe, natomiast napięcie i częstotliwość wyjściowa
nie są regulowane (ich parametry są takie, jak sieci zasilającej). Po
przekroczeniu parametrów zakresu napięcia wejściowego lub często-
tliwości następuje przełączenie na pracę bateryjną w czasie kilku ms.
Zasilacz UPS zasila odbiory do czasu rozładowania baterii lub powrotu
napięcia do akceptowalnych wartości. Topologia VI, określana czę-
sto jako line-interactive, charakteryzuje się tym, że zasilacz UPS pra-
cuje z sieci o niezależnej częstotliwości i regulowanej wartości napięcia
w zadanym przedziale, bez wykorzystania energii z baterii akumulato-
rów. Gdy napięcie i częstotliwość sieci znajdą się poza zadaną toleran-
cją, następuje przełączenie na pracę z baterii, analogicznie jak
w przypadku zasilaczy off-line, z tą różnicą, że VI ma możliwość
regulacji wartości napięcia zasilającego w czasie pracy normalnej.
Topologia VFI, określana często jako on-line, charakteryzuje się tym,
że zasilacz UPS w czasie pracy z sieci dwukrotnie konwertuje energię
z prądu przemiennego na stały i odwrotnie, dzięki czemu na wyjściu
zasilacza dostarczane jest zasilanie o stabilnych parametrach napięcia
i częstotliwości. Gdy zasilanie sieciowe nie spełnia warunków dopusz-
czalnych przez UPS następuje przełączenie na pracę z baterii. Przy
czym na wyjściu zasilacza UPS nie występuje przerwa w zasilaniu,
zmiana trybu pracy odbywa się w zerowym czasie.
x x x
Dobór zasilaczy awaryjnych UPS
Dobór układu zasilania rezerwowego gwarantowanego (bezprzerwo-
wego) zależy od wymaganego poziomu niezawodności chronionych
odbiorów. Najczęściej stosowane są rozwiązania przedstawione w tab. 1.
Zasilacze awaryjne UPS dla odbiorów indywidualnych mają moc do
10 kVA i z reguły są wykonywane w technologii line-interactive.
Natomiast dla odbiorów grupowych wykorzystywane są urządzenia
średniej – od 10 do 100 kVA i dużej mocy – ponad 100 kVA.
Realizowane są w technologii on-line z podwójnym przetwarzaniem
(konwersją) i ze stabilizowanym napięciem sinusoidalnym na wyjściu
zasilacza UPS.
Centralne zasilacze awaryjne wykonane w technologii on-line zwykle
przystosowane są do pracy równoległej, co pozwala na rozbudowę
gwarantowanej mocy dla chronionych odbiorników i zapewnia nad-
miarowość (redundancję) przy ich zasilaniu, co zwiększa niezawod-
ność systemu zasilania awaryjnego – uszkodzenie jednego urządzenia
nie powoduje awarii zasilania, ponieważ obciążenie przejmują na sie-
bie pozostałe. Zastosowanie rozproszonego systemu zasilania awaryj-
nego nie wymaga dodatkowych inwestycji w pomieszczenia i instala-
cję elektryczną. Koszt jest wprost proporcjonalny do liczby urządzeń
wymagających ochrony (jedno urządzenie – jeden zoptymalizowany
pod względem mocy zasilacz awaryjny UPS). Awaria jednego zasila-
cza pozbawia ochrony jedno urządzenie, nie powodując awarii całego
systemu. Wadą takiej struktury jest słaba separacja chronionych urzą-
dzeń od sieci zasilającej podczas pracy normalnej oraz konieczność
kontrolowania dużej liczby małych zasilaczy UPS [15]. Pośrednim,
często stosowanym rozwiązaniem zasilania awaryjnego sieci jest kon-
figuracja mieszana. Polega ona na tym, że urządzenia o kluczowym
znaczeniu (np. serwery czy systemy monitoringu obiektu) zabezpiecza
się zasilaczem redundantnym on-line małej mocy. Jest on zbudowany
z modułów pracujących równolegle. Uszkodzenie któregoś z nich nie
powoduje przerwy w dostawie zasilania do chronionego urządzenia,
pod warunkiem odpowiedniego doboru modułów. Do zabezpieczania
urządzeń o mniejszym priorytecie można stosować tańsze zasilacze
awaryjne line-interactive.
Tab. 1. Stosowane rozwiązania zasilaczy awaryjnych UPS [15]
Typ układu
Zastosowanie
VFD (off-line)
zastosowania domowe, pojedyncze komputery, stacje robocze itp.
VI (line-interactive)
serwery, komputery, małe sieci komputerowe, urządzenia sieciowe itp.
VFI (on-line)
urządzeniawymagającebezprzerwowegozasilania,serwerownie,sieci
komputerowe,urządzeniaautomatykiprzemysłowej,sterownikiprzemysłowe itp.
Układy redundantne UPS
odbioryoznaczeniukrytycznym,centraprzetwarzaniadanych,ośrodkioblicze-
niowe,serwerownie,urządzeniaprzeznaczonedopracyciągłejwciąguroku itp.
Podwójnesystemy
zasilania,współbieżne,bez
pojedynczychpunktówawarii
systemy informatyczno-telekomunikacyjneonajwyższymznaczeniu
krytycznym itp.
Co najmniej dwa układy
zasilania gwarantowanego
odbiorniki z redundantnymi zasilaczami wewnętrznymi
