Zasilacz UPS we współpracy z generatorem prądotwórczym

Kiedy stosuje się układ zasilacza UPS z generatorem?

Układ UPS z generatorem prądotwórczym stosuje się w przypadku długotrwałych przerw w zasilaniu, spowodowanych, np. zerwaniem linii napowietrznej, uszkodzeniem linii kablowej czy też awarią stacji elektroenergetycznej.

Zasilacze UPS przyczyniają się do poprawy niezawodności zasilania wrażliwych urządzeń elektrycznych, jednak czas podtrzymania napięcia jakim się charakteryzują, zazwyczaj nie przekracza kilkunastu minut. W większości przypadków przerwy w zasilaniu z sieci elektroenergetycznej nie trwają jednak zbyt długo i wyposażenie instalacji elektrycznej obiektu w tego typu rozwiązania jest wystarczające.

W przypadku dłuższych przestojów w dostawie energii elektrycznej, czas podtrzymania zasilania przez UPS można zwiększyć, podłączając dodatkowe moduły Battery Pack, ale może być to ekonomicznie nieuzasadnione. Należy również pamiętać, że dodatkowe zestawy akumulatorów będą wymagały pobrania większej ilości energii, aby się naładować. Innym rozwiązaniem jest stworzenie układu zasilania awaryjnego w postaci zasilacza UPS z generatorem, poprzez wyposażenie instalacji elektrycznej w zapasowe źródło energii w postaci generatora prądotwórczego i sterującego nim systemu automatyki SZR.

Jaka jest zasada działania układu UPS z generatorem?

Działanie układu zasilacza UPS z generatorem prądotwórczym powinno być następujące:

• po zaniku napięcia w publicznej sieci elektroenergetycznej, odbiorniki kategorii pierwszej podłączone do rozdzielnicy napięcia awaryjnego są zasilane z zasilacza UPS,
• jednocześnie następuje rozruch generatora prądotwórczego i stabilizacja parametrów jego pracy,
• po ustabilizowaniu się parametrów napięcia generowanego przez generator prądotwórczy, zasilacz UPS powraca do normalnego trybu pracy i w razie możliwości ładuje baterie akumulatorów.

Jak dobierać UPS do współpracy z generatorem?

Jak wybrać odpowiedni zasilacz UPS? Przede wszystkim, aby ocenić, które rozwiązanie z zakresu zasilania awaryjnego jest najlepsze dla przedsiębiorstwa, należy odpowiedzieć na kilka pytań dotyczących rodzaju chronionego sprzętu, konsekwencji przestoju tych urządzeń czy też dostępności zapasowego źródła zasilania, jakim jest generator prądotwórczy.

Pełna fala sinusoidalna oraz charakterystyka on-line

Dobór zasilacza UPS do układu zasilania awaryjnego jest równie istotny, co wybór właściwego generatora. Po pierwsze musi zapewniać pełną falę sinusoidalną, która doskonale imituje prąd płynący ze stabilnej sieci energetycznej. Jest to istotne, ze względu na wrażliwe na wahania napięcia podtrzymywane obciążenia, takie jak silniki czy elektronika sterująca urządzeń grzewczych, komputery i sprzęty RTV.

Drugim bardzo ważnym aspektem jest charakterystyka on-line oznaczająca natychmiastowe przełączenie na zasilanie awaryjne w przypadku nagłego przerwania dostawy energii. Zasilacze UPS on-line z podwójnym przetwarzaniem, pracujące w trybie VFI, charakteryzują się zerowymi czasami przełączeń pomiędzy każdym z trybów pracy. Ze względu na rozbudowany układ automatyki kontrolującej ich pracę umożliwiają eliminację zakłóceń występujących w napięciu sieciowym (obwody wejściowe i wyjściowe zasilacza są od siebie odseparowane za pomocą przekształtników energoelektronicznych) oraz bezprzerwową pracę odbiorników wrażliwych na zmiany parametrów napięcia zasilającego.

Moc znamionowa i przeciążenia

W przypadku gdy moc znamionowa obu urządzeń jest do siebie zbliżona, istnieje ryzyko chwilowego przeciążenia agregatu w wyniku impulsu prądowego, wywoływanego przez prostownik zasilacza UPS. Generatory mają wprawdzie pewien margines przeciążenia (zwykle około 110% mocy znamionowej), jednak moc nie może narastać w sposób skokowy. Dlatego zasilacz awaryjny przeznaczony do pracy w układzie z generatorem powinien być wyposażony funkcję soft-startu, która zapewni płynny wzrost prądu pobieranego przez prostownik w momencie załączenia zasilacza UPS.

Zniekształcenia harmoniczne oraz współczynnik mocy

Ponadto, zasilacz UPS dobierany do współpracy z agregatem prądotwórczym musi charakteryzować się możliwie najniższą wartością zniekształceń harmonicznych prądu wejściowego THDI. Równie ważne jest utrzymanie możliwie wysokiej wartości współczynnika mocy cosφ w całym zakresie obciążeń zasilacza, co będzie skutkować zmniejszonym zapotrzebowaniem na moc bierną pobieraną z generatora. Trzeba bowiem zauważyć, że optymalnym obciążeniem dla agregatu jest odbiornik rezystancyjny. Aby przeciwdziałać nadmiernemu zapotrzebowaniu na moc bierną, należy stosować zasilacze UPS wyposażone w układ korekcji współczynnika mocy.

Czas podtrzymania

Ostatnim, ale być może najważniejszym kryterium doboru zasilacza awaryjnego, przeznaczonego do pracy z generatorem, jest czas podtrzymania napięcia, który zależy od pojemności zastosowanych baterii akumulatorów. Czas uruchomienia generatora prądotwórczego i ustabilizowania parametrów jego pracy wynosi ok. 1 minuty, jednak należy tu uwzględnić pewien margines bezpieczeństwa na nieprzewidziane zdarzenia, np. nieudany rozruch czy opóźnienia zadziałania automatyki SZR. Przyjmuje się, że czas podtrzymania napięcia przez zasilacz awaryjny powinien wynosić co najmniej 5 minut, ale zaleca się jego wydłużenie, zwłaszcza jeśli UPS ma być eksploatowany w instalacjach, w których często dochodzi do przerw w zasilaniu.

W jaki sposób wybrać generator prądotwórczy do współpracy z UPS?

Dobór generatora prądotwórczego zasilającego UPS jest niezwykle istotny. Należy tu zwrócić uwagę na wiele jego parametrów pracy czy funkcje, które oferuje.

Odpowiednia moc

Moc generatora powinna być większa niż moc UPS-a, ale nie zawsze istnieje sztywna reguła określająca dokładny jej zapas. Zaleca się jednak, aby moc generatora była co najmniej 1,5–2 razy większa niż moc zasilacza, co wynika z faktu, że UPS, zwłaszcza typu on-line, pobiera nieliniowy prąd o wysokiej zawartości harmonicznych, co może powodować problemy ze stabilnością pracy generatora.

Właściwe napięcie i częstotliwość

Generator musi produkować napięcie o odpowiednich parametrach, aby zasilacz awaryjny do którego jest podłączony mógł przełączyć się z pracy bateryjnej do normalnego trybu. Dopuszczalny zakres zmian napięcia generowanego przez agregat, zwłaszcza w stanach nieustalonych, musi zawierać się w granicach, jakie zasilacz awaryjny UPS uznaje za prawidłowy. Stabilność napięcia generatora zależy od parametrów układu wzbudzenia oraz od jakości i szybkości działania regulatora napięcia. Agregat prądotwórczy wyposażony w regulator AVR (ang. Automatic Voltage Regulation) gwarantujący stabilność napięcia na poziomie od 0,5 do 1% powinien prawidłowo współpracować z zasilaczem awaryjnym UPS.

Kolejnym istotnym parametrem w przypadku pracy w układzie UPS z generatorem jest częstotliwość generowanego napięcia, która powinna charakteryzować się mniejszą zmiennością niż tolerancja zmian częstotliwości napięcia wejściowego zasilacza awaryjnego. Prawidłową współpracę z UPS-em zagwarantują urządzenia wyposażone w elektroniczny regulator prędkości obrotowej.

Kształt fali wyjściowej

Generatory słabej jakości mogą wytwarzać napięcie o zniekształconej sinusoidzie, co będzie z kolei skutkować problemami występującymi w pracy zasilaczy UPS. Zwłaszcza modele on-line są bardzo wymagające w tym zakresie, dlatego warto sprawdzić, czy generator zapewnia czystą sinusoidę.

Dodatkowe wymagania

• UPS-y on-line cechują się wysokim prądem rozruchowym, zwłaszcza przy starcie z trybu baterii na zasilanie sieciowe. Mając to na uwadze, generator powinien być odporny na tego typu skoki obciążenia,
• niektóre zasilacze mogą nie tolerować nagłego przełączenia na generator, jeśli czas stabilizacji napięcia jest zbyt długi, dlatego nie powinien on przekraczać 0,5 s.
• wysokiej jakości generatory oferują funkcję „soft start” eliminującą gwałtowne zmiany napięcia,
• w niektórych przypadkach warto wyposażyć agregat w filtr EMI/EMC, aby ograniczyć zakłócenia generowane przez silnik spalinowy.

Jakie zasilacze UPS do współpracy z generatorem oferuje PowerWalker?

PowerWalker to marka profesjonalnych UPS-ów, która powstała w 2004 roku. Zapewnia rozwiązania przeznaczone dla domów czy biur, ale także systemów serwerowych oraz przemysłowych. Szeroka gama akcesoriów, dodatków i modułów baterii pozwala na zastosowanie produktów w wielu sytuacjach. Rozwiązania PowerWalker przechodzą dokładny, czterostopniowy proces kontroli jakości w fazie produkcji podzespołów, montażu, akceptacji produktu oraz przed wprowadzeniem na rynek.

W ofercie PowerWalker znajdują się zasilacze UPS PowerWalker typu on-line z technologią podwójnej konwersji (VFI), które ze względu na parametry techniczne, nowoczesne funkcje oraz wysoką jakość wykonania świetnie sprawdzą się zarówno jako indywidualne rozwiązania do pracy samodzielnej, jak i w układach zasilania awaryjnego z generatorem prądotwórczym.

Zasilacze serii VFI CG PF1 do pracy w układzie UPS z generatorem

Zasilacze awaryjne UPS z serii VFI CG PF1 to jednofazowe, zaawansowane rozwiązania przemysłowe o mocy 1–3 kVA, typu on-line. Zostały wykonane w oparciu o technologię podwójnej konwersji (VFI), czego efektem jest pełne zabezpieczenie przed skokami napięcia w sieci oraz zerowy czas przełączania w tryb bateryjny. Zapewniają czystą energię elektryczną o sinusoidalnym kształcie oraz dodatkowo chronią urządzenia przed wszystkimi typowymi problemami sieci.

Zasilacze serii VFI CG PF1 wyposażono w wyświetlacz LCD, programowalne gniazda wyjściowe IEC oraz port szeregowy RS-232 i USB. Za pomocą dołączonego do zestawu oprogramowania umożliwiają monitorowanie różnego rodzaju parametrów, takich jak m.in. napięcie, moc czy stan baterii. Do zasilaczy przygotowano również szeroką ofertę modułów baterii (Battery Pack) z wbudowanym złączem RJ-45 służącym do komunikacji z UPS, które pozwalają na uzyskanie bardzo długich czasów pracy autonomicznej, co jest szczególnie istotne w kotłach c.o.

Seria VFI CG PF1 została zaprojektowana specjalnie z myślą o zastosowaniach profesjonalnych, szczególnie w przemyśle i centrach medycznych, a także wszędzie tam, gdzie wymagana jest najwyższa niezawodność działania. Wyróżnikiem tych modeli jest mocna ładowarka oraz największa liczba dostępnych modułów Battery Pack, co zwiększy autonomię bateryjną samego UPS.

>> Sprawdź przykładowy model z serii VFI CG PF1 <<

Zasilacze serii VFI ICR IOT PF1 do pracy w układzie UPS z generatorem

VFI ICR IoT PF1 to profesjonalne i uniwersalne zasilacze UPS on-line z technologią podwójnej konwersji (VFI), o mocy 6–10 kVA . Te jednofazowe rozwiązania charakteryzują się współczynnikiem mocy PF na poziomie 1,0 oraz wysoką sprawnością, dzięki czemu niemalże cała moc przekazana do urządzenia na wejściu, zostanie oddana w postaci mocy wyjściowej. Zużycie energii elektrycznej na potrzeby własne urządzenia jest marginalne, co przekłada się na ich wysoką energooszczędność.

Modele z serii VFI ICR IoT PF1 wyposażono w funkcję IoT, która umożliwia udostępnianie ważnych informacji o urządzeniach w chmurze. Po podłączeniu do Internetu za pomocą kabla Ethernet lub z wykorzystaniem połączenia bezprzewodowego (poprzez adapter WLAN) automatycznie wyślą wszystkie istotne dane do odpowiednio zabezpieczonej chmury Microsoft Azure. Dostęp do nich możliwy jest w czasie rzeczywistym za pomocą aplikacji PowerWalker WinPower View, która pozwala monitorować pracę urządzeń i uzyskiwać istotne z punktu widzenia użytkownika informacje.

Zasilacze umożliwiają sprawowanie pełnej kontroli nad podłączonymi urządzeniami zarówno w domowych, jak i firmowych systemach zasilania awaryjnego. Dodatkowo, narzędzia dostępne w aplikacji i na stronie internetowej zapewniają całkowicie zdalny monitoring oraz podstawową konfigurację UPS.

>> Sprawdź przykładowy model z serii VFI ICR IOT PF1 <<

Zasilacze serii VFI CPG PF1 do pracy w układzie UPS z generatorem

Zasilacze awaryjne UPS z serii VFI CPG PF1 to profesjonalne trójfazowe rozwiązania on-line zbudowane w technologii podwójnej konwersji (VFI), o współczynniku mocy 1,0. Dzięki nowoczesnej konstrukcji osiągają bardzo wysoką sprawność mocy w trybie bateryjnym dochodzącą do 94,5%. Wszystkie modele tej serii umożliwiają pracę równoległą do trzech urządzeń. W standardzie wyposażono je w kartę SNMP, która pozwala poszerzyć kontrolę nad jednostką i zapewnia wbudowany monitoring przez IP.

W modelach serii VFI CPG PF1 można regulować numery baterii (od 32 do 40 sztuk dla modeli 15–60kW), co gwarantuje większą elastyczność i zgodność z istniejącymi bankami baterii. Trójstopniowa, wysuwana konstrukcja ładowania zwiększa również wydajność akumulatora w całym okresie jego eksploatacji, a bypass ręczny pomoże całkowicie wyłączyć UPS-a z toru zasilania, przekierowując energię bezpośrednio z sieci do odbiorów, z pominięciem elektroniki UPS-a. Dzięki temu możliwe jest wykonanie różnego rodzaju prac serwisowych bez przerywania zasilania obciążeń. Co ważne, dostępne są także wersje puste zasilaczy w zakresie mocy od 10 do 200 kW.

Ze względów bezpieczeństwa seria została wyposażona w zabezpieczenie przed prądem zwrotnym (wsteczny przepływ), w celu uniknięcia przeniesienia zasilania na zacisk wejściowy w przypadku awarii zasilania. Na życzenie można zmodyfikować zasilacz tak, aby była wyposażony w transformator izolacyjny lub ujemny absorber mocy.

>> Sprawdź przykładowy model z serii VFI CPG PF1 <<

Szeroka oferta rozwiązań

W ofercie PowerWalker znajdują się również inne zasilacze UPS, które można stosować w układach zasilania awaryjnego z generatorem prądotwórczym:

>> Sprawdź pełną ofertę zasilaczy jednofazowych <<

>> Sprawdź pełną ofertę zasilaczy trójfazowych <<

Dystrybutorem rozwiązań PowerWalker jest:

Impakt S.A.
www.impakt.com.pl