Nagy teljesítményű szünetmentes tápegységek
2003/11. lapszám | netadmin | 2221 |
Figylem! Ez a cikk 21 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az áramellátás folytonosságának jelentősége annak megfelelően fokozódott az elmúlt időszakban, ahogy az elektromos energia-felhasználás egyre újabb és újabb területeken jelent meg. A napjainkban is szinte heti rendszerességgel bekövetkező, akár egész...
Az áramellátás folytonosságának jelentősége annak megfelelően fokozódott az elmúlt időszakban, ahogy az elektromos energia-felhasználás egyre újabb és újabb területeken jelent meg. A napjainkban is szinte heti rendszerességgel bekövetkező, akár egész országokra kiterjedő áramkimaradások fokozottan felhívták a figyelmet az ellátás szüneteltetése nyomán előálló gazdasági és egyéb jellegű károkra.
A nagy teljesítményű szünetmentes tápegységek megjelenése azzal a belátással függ össze, hogy a hagyományos, diesel aggregátorokra épülő biztonság sok szakterületen nem alkalmazható. Hogyan is lehetne ez a technológia alkalmas például egy esetlegesen több száz számítógépből álló hálózat ellátására, amikor is egy pár másodperces hálózati kimaradás már a munkafolyamathoz használt adatok elvesztéséhez vezethet? Persze a példák vég nélkül sorolhatók: az informatika mellett a gyógyszergyártásra éppúgy lehet hivatkozni, mint a biztonságtechnikai rendszerekre vagy a folyamirányításra.
A szünetmentes tápegységeket rövidítve UPS-eknek hívják, angol elnevezésük alapján (Uninterruptible Power Supply). Mind teljesítményük és az általuk biztosított áthidalási idő, mind pedig működési elvük, és az általuk nyújtott szolgáltatási kör vonatkozásában jelentősen különböznek az egyes fajták. Alapvető jelentőséggel bír, hogy a megrendelő igényének megfelelő UPS kerüljön telepítésre. Amennyiben a ténylegesen elvárt teljesítményt nem megfelelően kalkulálják, úgy az egész beruházás értelmét veszti, hiszen a berendezés nem tudja pótolni a hálózati betáplálást. Épp így az is előfordulhat, hogy az igényekhez képest indokolatlanul magas technológiát és nagy teljesítményű berendezést választanak, és így jelentős többletkiadás lép fel. Külön hangsúlyozni szükséges, hogy az UPS-ek nem pusztán arra szolgálnak, hogy áramot szolgáltassanak akkor, amikor a hálózati szolgáltatás szünetel; a korszerűbb berendezések alkalmasak arra is, hogy a hálózati áram feszültségében és frekvenciájában fellépő zavarokat észleljék és korrigálják. Működési elvük szerint a szünetmentes tápegységeket Off-line, illetve On-line berendezések szerint csoportosítják.
On-line, kettős konverziós szünetmentes tápegységek
Ezek a szünetmentes tápegységek első lépésben a betápláló hálózatot egyenirányítják, és erre csatlakoztatják az akkumulátort. Ezt követően az egyenáramot ismét váltakozó feszültséggé alakítják át, amivel aztán megtáplálják a fogyasztókat. Az egyenirányító tehát két alapvető feladatot lát el: táplálja az akkumulátort és tápot ad az inverternek is. Amennyiben hálózati kimaradás lép fel, úgy az inverter az akkumulátorról kapja tovább az energiát, és folytatódik az ellátás. Ez a megoldás biztosítja azt, hogy a normál betáplálás során is a feszültség és a frekvencia folytonosan ellenőrzött és a kívánt szinten tartott legyen, hiszen az inverter megfelelő és hibás hálózati betáplálás során is ellenőrzi az elektromos energiát.
(Érdekességként megemlíthető, hogy olyan országokban, amelyekben nagyon rossz színvonalú az áramellátás, az On-line szünetmentes tápegységek elektronikáját feszültség-szabályozóként alkalmazzák: magát az akkumulátort nem vásárolják meg, csak az UPS azon egységét, amellyel a hálózati hibák észlelhetők és korrigálhatók.)
A szünetmentes tápegységek alkotóelemei erősáramú és gyengeáramú vezérlő egységekre oszthatók fel. Az erősáramú részek közül kiemelendő az egyenirányító töltő, amely egyfelől egyenirányúvá teszi az áramot, másfelől táplálja az akkumulátort és teljesítményt ad az inverter felé is. Az inverter feladata az, hogy az egyenáramot viszszaalakítsa, és a szabványnak megfelelő feszültségű és frekvenciájú áramot adjon le a fogyasztók felé. Szót kell továbbá ejteni a kapcsolóról is, amely a hálózati táplálás szünetelése esetén megkezdi az akkumulátorról történő áramellátást.
Az UPS-ek központi része az akkumulátor. A savas alapon működő berendezések úgy kerülnek kialakításra, hogy rövid idő alatt igen nagy teljesítmény leadására legyenek képesek. A vezető gyártóknál kitüntetett szempont az akkumulátorok gondozásmentessége. Ezt szigorú működési feltételek rögzítésével garantálják: figyelni szükséges a környezeti hőmérsékletre, a táplálás mikéntjére stb. Amennyiben a működési feltételek megfelelőek, úgy általában öt éves garanciával forgalmazzák a termékeket. A berendezések vezérlését és ellenőrzését alkotó egységek képezik a gyengeáramú blokkot. Az újabb fejlesztésű készülékekben mikroprocesszor látja el ezeket a feladatokat, felügyeli a kimenő és bemenő áramok paramétereit, az akkumulátor töltését, az esetleges hibajelenségeket. Ezen túlmenően pedig az általa nyert adatokat képes megjeleníteni akár egy számítógép monitorján, akár egy mobiltelefon kijelzőjén. Sőt, akár arra is alkalmas lehet a vezérlés, hogy a szünetmentes tápegység indításával egy időben például automatikus mentés parancsot indítson az általa táplált számítógépes hálózatnak, vagy elindítsa az ellátott ipari folyamat biztonságos leállítását.
A berendezések teljesítménye - a nagyobb kategóriában - 30 kVA-tól 150 kVA-ig terjed, de gyártanak ennél lényegesen nagyobb kapacitású készülékeket is. Noha mód van a kimenet-bemenet vonatkozásában a fázisszám kombinálására, a nagyobb teljesítményű UPS-ek háromfázisú kimenettel és bemenettel rendelkeznek.
Lényeges szempont a tápegységeknél az áthidalási idő hoszszúsága: ezen azt értik, hogy az adott terhelés vonatkozásában az UPS-nek milyen hosszú ideig kell helyettesítenie a hálózati betáplálást. Ez az idő természetesen a szituációtól függően igen változó, átlagosan az UPS névleges teljesítménye mellett 30 percre adják meg. Amennyiben kisebb a teljesítményfelvétel, úgy értelemszerűen az áthidalási idő meghosszabbodik. Ha a rendszerhez egy diesel aggregátort is beterveznek, akkor elegendő egy 8-10 perces áthidalási időre alkalmas tápegységet választani. A szünetmentes tápegységek beszerelését és felügyeletét megfelelően képzett szakemberek látják el. A villanyszerelők ellenben azok, akik a berendezések működési környezetét kialakítják, s a két szakembergárda folytonos konzultációjára van szükség - a korrekt terveken túlmenően - a problémamentes üzemeltetés érdekében. A leggyakrabban fellépő hibák az installálás során mindazonáltal a fázis-forgásirány meg nem tartása, a csatlakozások hibás kialakítása, illetve - tervezői oldalról - a teljesítményigény elvétése vagy a nem megfelelő üzemkörnyezet megválasztása.