17 июня 2021 г.
Существуют потребители, не допускающие даже кратковременного пропадания питающего напряжения в энергетической сети. Это больницы, с их аппаратурой жизнеобеспечения, транспортные, опасные предприятия, а также любая техника, использующая сложное компьютерное управление. Для резервирования там используются источники бесперебойного питания. Они в автоматическом режиме за очень короткое время переключают сеть на себя, а необходимую энергию хранит аккумуляторная батарея для ИБП. При появлении внешнего напряжения производится восполнение израсходованного запаса.
Как устроен ИБП
В состав источника бесперебойного питания могут входить различные устройства:
- входной фильтр помех;
- выпрямитель, заряжающий накопительную батарею;
- инвертор, преобразующий постоянное напряжение АКБ в стандартизированное переменное;
- быстродействующий электронный переключатель с основной сети на резервное питание и обратно.
Особенность современного ИБП – реакция на пропадание сети в течении буквально одного полупериода промышленной частоты, чтобы даже самые чувствительные потребители не заметили сбоя. Более того, они не должны воспринять процесс переключения даже как помеху. Используется фазирование инвертора с внешней сетью.
Требования к аккумуляторной батарее
Идеально работающий ИБП не должен обнаруживать своего присутствия за весь срок службы, для чего при выборе следует обращать внимание не только на его мощностные показатели, но и на способности установленного аккумулятора:
- срок службы – чем больше, тем лучше, но существуют ограничения по разумной стоимости батареи;
- ёмкость, позволяющая при любом прогнозируемом перерыве в энергоснабжении обеспечить все потребности объекта;
- зарядные и разрядные характеристики, АКБ должна выдавать необходимую мощность и быстро восполнять потраченную энергию;
- особые требования по безопасности и выделению агрессивных или токсических веществ.
Основой правильного выбора будет проведение моделирующего расчёта на основе имеющихся статистических данных по отказам в энергоснабжении. Учитывается коэффициент безотказности, зависящий от опасности последствий отключения и времени принятия дополнительных мер, например, переходу на автономное энергоснабжение от резервной станции.
Порядок расчёта параметров АКБ
Расчёт должен проводиться специалистом с использованием компьютерных программ, куда закладывается модель системы. В качестве исходных параметров выбирается множество доступных данных, например:
- максимальное время автономной работы;
- КПД системы преобразования;
- максимальная и аварийная мощность потребителей;
- деградация характеристик АКБ за весь срок службы;
- резерв мощности питающей сети, который можно реализовать на заряд;
- предельные массогабаритные характеристики;
- возможность проведения регламентных обслуживаний;
- условия работы, в частности, диапазон температур.
В зависимости от вводных, выбираются не только электрические характеристики накопителя, но и применяемая технология, что определяет стоимость. Можно сделать идеальный ИБП, но по цене он мало кого устроит, а определять эту немаловажную деталь будет именно батарея.
В любом случае, сохранить долговременную работоспособность оборудования, ориентируясь только на работу от аккумуляторов, нереально. Обеспечение автономности с помощью ИБП подразумевает наличие иных источников энергии, которыми могут стать дизельные электростанции, установки солнечных батарей или ветрогенераторов. В каждом конкретном случае проект создаётся специалистами по энергетике, подбирающими оптимальный вариант по исходным требованиям. Но самое оперативное замещение пропавшей сети может дать только аккумуляторная батарея с инвертором и силовой коммутирующей аппаратурой в горячем быстродействующем резерве.