Источники бесперебойного и резервного питания

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b9565

Об источниках бесперебойного и резервного питания для систем ОПС написано немало, тем не менее часто отсутствует даже единообразная терминология, поэтому начнем именно с терминологии.

Итак, различают источники резервного (гарантированного) питания и источники бесперебойного питания.

Источник резервного (гарантированного) питания используется, когда система или какая-то из ее составляющих постоянно питаются от основного источника питания. Резервный источник подключается лишь при пропадании напряжения в основной питающей цепи. В зависимости от модели блока питания подключение может происходить в ручном или автоматическом режиме. Источники резервного питания можно рассматривать как зарядные устройства АКБ.

Источники бесперебойного питания или источники вторичного электропитания резервированные (ИВЭПР) предназначены для питания аппаратуры, которая не имеет своего встроенного сетевого источника питания. Они должны всегда обеспечивать питание нагрузки с указанными параметрами.

Источник бесперебойного питания одновременно выполняет функции и основного, и резервного. То есть, если в основной цепи напряжение по каким-то причинам пропадает, источник в автоматическом режиме переходит на резервное питание. Подобные блоки состоят из сетевого источника питания достаточной мощности, зарядного устройства для аккумуляторной батареи (АКБ) и схемы переключения нагрузки с сетевого источника на АКБ.

Специалисты выделяют еще одну группу: источники бесперебойного питания гибридного типа. Это буферные источники питания. Данные устройства можно рассматривать как источники бесперебойного или как резервного питания в зависимости от того, как будет распределена величина тока стабилизатора между током заряда АКБ и током нагрузки. Использование источников этого типа предоставляет возможность пользователю выбирать, что ему необходимо, — сокращение времени заряда АКБ за счёт увеличения тока заряда в пределах зарядных характеристик или перераспределения большей величины тока стабилизатора на нагрузку, сокращая при этом ток заряда АКБ, что приведёт к возрастанию времени её зарядки.

Системы резервирования всего объекта – это, как правило, системы достаточно большой мощности (от 0,5 до 100 кВт). Они обеспечивают подачу в сеть напряжения 220 В частотой 50 Гц, которым и питаются все вторичные источники. В основном для этой цели применяются бензиновые или дизельные электростанции, хотя в последнее время рынок все больше начинают завоевывать инверторные источники питания, работающие от аккумуляторов, а также комбинированные системы с использованием так называемых альтернативных источников энергии (ветродвигатели, солнечные батареи и т.п.).

Автономные источники бесперебойного или резервного питания, обеспечивающие подачу электроэнергии на одно или несколько устройств или систем. Эти источники имеют мощность до 500 Вт и обеспечивают выходные напряжения, характерные для питания приборов охранно-пожарной сигнализации и связи, а именно 12, 24 и 60 В постоянного тока.

Встроенные в прибор или узел системы резервного питания – это гальванические элементы или аккумуляторы, которые нужно периодически подзаряжать с помощью внешнего устройства. В более сложных системах аккумулятор подзаряжается от встроенного в изделие зарядного устройства.

Какую схему организации резервного или бесперебойного питания наиболее целесообразно использовать для систем ОПС? В этом вопросе эксперты практически единодушны: автономные источники питания. Это решение предпочтительнее как с технологической точки зрения, так и по стоимости. Именно использование отдельных источников питания относительно небольшой мощности позволяет подобрать оптимальное решение конкретной задачи, подключая к одному источнику группу приборов с тем или иным напряжением питания и токопотреблением. В большинстве случаев удобнее использовать источники бесперебойного питания, так как в этом случае отпадает необходимость использования отдельного преобразователя (адаптера) напряжения сети 220 В для постоянного питания конкретного прибора необходимым напряжением (как уже отмечалось, источник бесперебойного питания выполняет функции и основного и резервного источников одновременно). Тем не менее, если прибор оснащен собственным сетевым адаптером или устройство в дежурном режиме не потребляет энергии, а потребляет ее от случая к случаю (например, в системах автоматического пожаротушения), целесообразно применять источники резервного питания, так как их цена ниже цены источников бесперебойного питания.

Время резервирования определяется, в основном, двумя параметрами — током потребления питающихся от источника приборов и характеристиками применяемых химических источников тока.

Незаряжаемые одноразовые химические источники тока (батарейки) применяются, в основном, при использовании той схемы резервирования, когда батарейка является составной частью прибора. Целесообразность такого варианта питания очевидна при использовании, например, радиоканала связи между различными частями системы. То есть, когда части системы не соединяются проводами и каждый ее элемент питается от встроенной батарейки.

В независимых блоках бесперебойного и резервного питания, как правило, используются аккумуляторные батареи, которые могут заряжаться как встроенным в блок, так и внешним зарядным устройством.

Несколько слов о применяемых в системах ОПС аккумуляторных батареях.

По типу используемого химического процесса все аккумуляторы можно условно разделить на две большие группы — щелочные аккумуляторы и кислотные. В свою очередь, каждая из этих групп может быть разделена на подгруппы по целому ряду различных параметров. При этом каждому типу присущи свои достоинства и недостатки.

К основным достоинствам щелочных аккумуляторов можно отнести тот факт, что они не боятся глубокого разряда. Однако при работе в составе систем ОПС это достоинство использовать достаточно сложно. К примеру, допустимое напряжение питания какого-либо прибора ОПС лежит в пределах 9—14 В, а щелочная аккумуляторная батарея с номинальным напряжением 12 В может без ущерба быть разряжена до напряжения 3 В, однако при этом от нее уже не сможет нормально работать данный прибор. Недостатков же у щелочных аккумуляторов хватает, и к наиболее существенному необходимо отнести невозможность отбора от этих аккумуляторов больших токов, даже в кратковременном режиме потребления. Те же щелочные аккумуляторы, которые допускают большие разрядные токи, имеют очень высокую стоимость.

Что касается кислотных аккумуляторов (в первую очередь, относительно дешевых свинцово-кислотных), то до недавнего времени их основными недостатками являлись боязнь глубокого разряда и хлопотность использования агрессивного жидкого электролита на основе серной кислоты. Однако в 80-х годах мир начали активно завоевывать так называемые герметичные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы (в зависимости от конструктивных особенностей внутреннего устройства они подразделяются на типы GP, HP, HV и т.п.). Их устройство таково, что они не требуют обслуживания и не выделяют наружу вредных веществ, что позволяет устанавливать их в помещениях, где постоянно находятся люди. Кроме того (и это, возможно, самое главное), они являются аккумуляторами глубокого разряда, то есть допускают отбор до 80% их номинальной емкости.

Единственным параметром источников питания, фигурирующим в нормативных документах по оснащению объектов системами ОПС, является длительность резервирования электропитания объектов. Для особо важных объектов эта длительность составляет 24 часа. Однако если объект включен в так называемый «список № 2», то есть перебои в энергоснабжении этого объекта от центральных электрических сетей не должны превышать 2 часов в сутки, требования к длительности могут быть снижены до 2,5 часа.

Отсутствием нормативных документов объясняется, в первую очередь, разнообразие применяемых на практике источников и еще большее разнообразие мнений относительно критериев выбора источника питания для конкретного объекта. К сожалению, многие поставщики резервированных источников (конечно, не производители, а торгующие организации) не обладают достаточной технической грамотностью, не говоря уже о наличии собственной лабораторно-технической базы. Это приводит к невозможности проверки и подтверждения параметров источников питания, заявляемых в рекламных, а иногда и в сопроводительных технических материалах перед попаданием изделия к конечному потребителю. А эта проверка, как показывает практика, оказывается далеко не лишней. Причем дело здесь отнюдь не в недобросовестности производителей или поставщиков оборудования, а опять-таки в отсутствии единых требований и норм, в том числе и отсутствие единообразия в терминологии.

В качестве классического примера можно привести заявляемый максимальный выходной ток, который источник способен отдать в нагрузку. В данном случае часто смешивают понятия «номинальный ток», то есть ток, который может потребляться от источника в долговременном (круглосуточном) режиме, «максимально допустимый ток источника», то есть ток, допускаемый в кратковременных режимах или импульсах (при этом должно указываться допустимое время потребления), и «максимальный выходной ток стабилизатора», то есть суммарный ток, выдаваемый источником, который может перераспределяться между током нагрузки, током, отбираемым для зарядки аккумуляторов, и токами для питания дополнительных внутренних или внешних сервисных устройств.

Основными параметрами, характеризующими источники питания, являются:
— выходное напряжение источника питания,
— уровень пульсаций выходного напряжения (величина напряжения пульсаций),
— выходной ток,
— пределы изменения напряжения питающей сети,
— величина напряжения на АКБ, при котором происходит автоматическое отключение нагрузки,
— максимальная мощность, потребляемая источником от питающей сети,
— ёмкость встроенной АКБ, ток или время полного заряда АКБ заданной ёмкости.

Для правильного выбора источника резервного или бесперебойного питания необходимо четко представлять исходные данные, касающиеся конкретного объекта, на котором будет использоваться источник. К таковым, в первую очередь, относятся:
• напряжения, которыми питаются приборы на объекте;
• величины потребляемых токов в номинальных и пиковых режимах;
• категория (значимость) объекта;
• частота и длительность отключений электроэнергии на объекте;
• критичность питаемой аппаратуры к пульсациям.

В понятие «категория» или «значимость» объекта включается то, насколько велики материальные средства, находящиеся на объекте, или какие социальные последствия могут произойти при проникновении посторонних лиц на объект или при его возгорании.

К особо важным объектам могут быть отнесены учреждения банков, хранилища оружия и боеприпасов, ядов и наркотических веществ, взрывчатых и радиоактивных материалов, базы и склады, на которых сосредоточено большое количество материальных ценностей. На этих объектах, как правило, резерв электропитания должен составлять 24 часа.

На остальных объектах для рационального расчета длительности резервного питания исходят из реально возможной частоты и длительности отключений электроэнергии в основных питающих сетях.

Скачать:
1. Расчет времени работы РИП от резервного аккумулятора — Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь для доступа к этому контенту


Похожие статьи...