Partnerzy
Merytoryczni

Zasilacze awaryjne UPS

Zasilacze awaryjne UPS w obiektach przemysłowych

Zasilacze awaryjne UPS mogą wyeliminować przestoje w procesach produkcyjnych, spowodowane przerwami w dostawie energii elektrycznej. Należy jednak mieć na uwadze, że zasilacze awaryjne UPS wykorzystywane w obiektach przemysłowych muszą charakteryzować się odpowiednimi właściwościami, ze względu na specyfikę stawianych im wymagań.

Zasilacze awaryjne UPS – dlaczego warto w nie zainwestować?

Zasilacze awaryjne UPS minimalizują ryzyko wystąpienia nieplanowanych przestojów w produkcji i związanych z tym strat finansowych, które mogą spowodować nawet bardzo krótkie przerwy w dostawie energii elektrycznej. W przypadku awarii zasilania zasilacze awaryjne UPS zapewnią energię elektryczną na kilka lub kilkanaście minut (zależnie od pojemności akumulatorów), do czasu przywrócenia zasilania sieciowego lub uruchomienia agregatu prądotwórczego.

Inwestycja w zasilacze awaryjne UPS dla osób zarządzających obiektami przemysłowymi ma zazwyczaj niższy priorytet niż, np. rozbudowa linii produkcyjnej. Tymczasem odpowiedni dobór zasilaczy UPS może zapewnić ogromne oszczędności finansowe. W wielu przypadkach straty finansowe związane zaledwie z kilkoma zanikami zasilania przewyższają koszty inwestycji w zasilacze awaryjne UPS. Oczywiście wszystko zależy od tego, jak często występują przerwy w dostawi energii elektrycznej w danym obiekcie i jakie jest ryzyko, np. uszkodzenia maszyn czy kar finansowych przewidzianych za opóźnienia w produkcji.

Czym powinny się charakteryzować zasilacze UPS przemysłowe?

Zasilacze UPS przemysłowe, ze względu na charakterystykę obiektów w których są wykorzystywane, muszą być odporne na specyficzne warunki pracy m.in. wysoką lub niską temperaturę, która może zmieniać się w krótkim czasie, dużą wilgotność powietrza, wysoki stopień zapylenia czy drgania podłoża, a także kontakt z wodą, brudem i chemikaliami. Ponadto zasilacze UPS przemysłowe narażone są na duże prądy rozruchowe zasilanych urządzeń oraz dynamiczne zmiany zapotrzebowania na moc, czynniki te nie mogą jednak negatywnie wpływać na ich prawidłowe funkcjonowanie.

Zasilacze awaryjne UPS stosowane w obiektach przemysłowych muszą również charakteryzować się niezawodnością działania. Najważniejszym elementem w tym aspekcie jest redundancja urządzeń, czyli ich nadmiarowość, ale istotne jest także monitorowanie czynników środowiskowych, aby móc szybko zareagować na zagrożenia, takie jak uszkodzenie baterii zasilaczy awaryjnych UPS lub zbyt wysoka temperatura w pomieszczeniach, w których je zlokalizowano. Ważna jest tu automatyzacja reakcji oraz przeprowadzanie terminowo okresowych przeglądów, co pozwoli zminimalizować ryzyko awarii. W nowoczesnych systemach zasilania gwarantowanego możliwy jest scentralizowany nadzór nad wieloma urządzeniami pracującymi w sieci na terenie obiektu – w tego typu rozwiązaniach przypomnienia o planowanych pracach konserwacyjnych czy konieczności wymiany baterii generowane są automatycznie.

Zasilacze awaryjne UPS – najważniejsze parametry w obiektach przemysłowych

Podstawowym parametrem zasilaczy awaryjnych UPS jest moc znamionowa, która wynika z mocy podłączonych odbiorów, z uwzględnieniem odpowiedniego zapasu. Istotną wartość stanowi również wymagany czas podtrzymania, zależny od częstości i długości występowania zaników zasilania sieciowego w danym obiekcie przemysłowym.

Bardzo ważną kwestią, a niestety często pomijaną, jest prawidłowe umiejscowienie urządzeń. Zasilacze awaryjne UPS, które mają być zlokalizowane bezpośrednio na hali przemysłowej powinny być wyposażone w szczelną obudowę z wbudowaną klimatyzacją. Takie rozwiązanie może być jednak stosunkowo drogie, dlatego należy rozważyć czy nie lepszym pomysłem będzie wydzielenie specjalnego pomieszczenia, gdzie zasilacze awaryjne UPS będą mogły pracować w optymalnych warunkach.

Niezależnie od przeznaczenia obiektu, najlepszym wyborem będą zasilacze awaryjne UPS pracujących w topologii online (tzw. podwójnej konwersji). Zapewniają one wysoką jakość zasilania i działają całkowicie bezprzerwowo.

Istotnym parametrem jest także sprawność UPS-a, wpływa ona bezpośrednio na koszty jego eksploatacji, które mogą stanowić nawet do 70% całkowitego kosztu inwestycji (pozostałe 20% to zakup urządzenia, a 10% – serwis). Należy zaznaczyć, że zasilacze awaryjne UPS będą eksploatowane przez 10–15 lat, więc każdy dodatkowy 1% sprawności w tak długim okresie zapewni duże oszczędności.

Jak dobrać zasilacze awaryjne UPS? Prawidłowy dobór zasilaczy UPS przemysłowych

Zasilacze awaryjne UPS powinny być przede wszystkim dopasowane do wymagań obiektu przemysłowego w którym zostaną wykorzystane. W przypadku zabezpieczenia maszyn produkcyjnych, systemów automatyki i sterowania, systemów pomiarowych czy lokalnych serwerowni sprawdzą się różne modele charakteryzujące się rozmaitymi parametrami. Należy koniecznie rozważyć czy bardziej uzasadniony ekonomicznie będzie centralny UPS zasilający wszystkie odbiory wymagające rezerwowania, czy rozproszony system urządzeń przeznaczonych do konkretnych odbiorów.

Wymagania dotyczące systemu zasilania gwarantowanego zależą w dużej mierze od specyfiki danego obiektu przemysłowego, ale najczęściej są bardzo wysokie. Wymagany poziom dostępności zasilania może wynosić nawet 99,995% (czyli do 0,4 h przerw w ciągu jednego roku). Zasilacze UPS przemysłowe skonstruowane są tak, aby poprawnie pracować w trudnych warunkach, o czym już wcześniej wspomniano. Muszą być wyposażone m.in. w obudowę o podwyższonym stopniu IP (do IP54 włącznie) oraz charakteryzować się wysoką wytrzymałością temperaturową, zapewnianą przez odpowiednie powłoki izolacyjne na elementach elektronicznych. W przypadku gdy wymagana jest separacja galwaniczna lub praca z podwyższonym lub obniżonym napięciem, stosuje się odpowiednie transformatory – wbudowane w zasilacze awaryjne UPS lub zabudowane poza nimi.

Oczywiście nie każde urządzenie stosowane w obiekcie przemysłowym musi mieć taką konstrukcję, wszystko zależy od potrzeb inwestora oraz warunków panujących w danym zakładzie, niekiedy można wykorzystać typowe zasilacze awaryjne UPS przeznaczone do zasilania odbiorów IT czy budynków komercyjnych. Mając to na uwadze warto skorzystać z wiedzy i doświadczenia dostawców systemów, którzy pomogą dobrać rozwiązanie dopasowane do indywidualnych potrzeb i specyfiki obiektu.

Nowoczesne zasilacze UPS przemysłowe – kierunki rozwoju

Zasilacze UPS do zastosowań przemysłowych stale się rozwijają, mimo to w wielu obiektach przemysłowych wciąż wykorzystuje się zasilacze awaryjne UPS transformatorowe wyposażone w prostowniki 6- lub 12-pulsowe. Takie urządzenia mają duże wymiary i masę, bardzo niską sprawność i słabe parametry wejściowe (m.in. wysoki poziom zniekształceń THDi na poziomie nawet do 15%).

Na rynku dostępnych jest wiele nowoczesnych rozwiązań, z prostownikiem i falownikiem bazującymi na tranzystorach IGBT. Zasilacze awaryjne UPS tego typu zapewniają bezprzerwowe zasilanie, pełną sinusoidę 230 V/50 Hz, bardzo dobre parametry na wejściu (takie jak THDi na poziomie <3–5%) oraz na wyjściu (sprawność do 95–96% i niskie zniekształcenia THDu na poziomie 1–3%).

Na rynku pojawiają się również zasilacze awaryjne UPS o budowie modułowej, które pozwalają na elastyczne skalowanie i dopasowanie systemu do potrzeb klienta, z uwzględnieniem redundancji. Umożliwiają one bezproblemową rozbudowę systemu, a także charakteryzują się krótszym średnim czasem naprawy (oznaczanym jako MTTR) w stosunku tradycyjnych rozwiązań monoblokowych. Każdy moduł wyposażony jest we własny procesor sterujący, prostownik, falownik czy ładowarkę baterii, co eliminuje występowanie pojedynczych punktów awarii SPOF (ang. Single Point of Failure). Sprawdzą się one przede wszystkim w przypadku obiektów przemysłowych wymagających dużej niezawodności zasilania. W razie awarii jednego urządzenia lub modułów mocy, pozostałe zasilacze awaryjne UPS mogą je zastąpić. Ponadto, podczas wymiany lub instalowania nowych modułów nie są potrzebne dodatkowe połączenia kablowe, a prace serwisowe mogą być wykonywane bez konieczności wyłączania UPS-ów.

Publikacja artykułu: listopad 2021 r.

Ocena:

4.8/5 - (5 ocen)

MOŻE CI SIĘ SPODOBAĆ

W POZOSTAŁYCH SERWISACH

logo

Serwis branżowy poświęcony zagadnieniom z branży energetycznej, na które składają się m.in. infrastruktura energetyczna, urządzenia i instalacje energetyczne, OZE czy przepisy prawne.

inwestycje plus

Serwis internetowy poświęcony zagadnieniom z branży budowlano-instalacyjnej, na które składają się m.in. projektowanie, budowa, instalacje, wyposażenie czy przepisy budowlane.