Система аварийного электроснабжения

Топливный элемент резервного питания для телекоммуникационных приложений.

Портативный аварийный генератор электроэнергии в транспортном контейнере.

Система аварийного электроснабжения — это независимый источник электроэнергии, который поддерживает важные электрические системы при потере нормального электропитания. Резервная энергосистема может включать в себя резервный генератор , батареи и другое оборудование. Системы аварийного электроснабжения устанавливаются для защиты жизни и имущества от последствий потери первичного электроснабжения. Это тип системы непрерывного питания .

Они находят применение в самых разных условиях: от дома до больниц , научных лабораторий, центров обработки данных , ^[1] телекоммуникации ^[2] оборудование и корабли. Системы аварийного электроснабжения могут опираться на генераторы , аккумуляторы глубокого цикла , маховики для хранения энергии. ^[3] или топливные элементы . ^[4]^[5]

История

Системы аварийного электроснабжения использовались еще во время Второй мировой войны на военно-морских кораблях. В бою корабль может потерять работу котлов, питающих паровые турбины корабельного генератора . В таком случае один или несколько дизельных двигателей для привода резервных генераторов используются . Ранние переключатели резерва полагались на ручное управление; два переключателя будут расположены горизонтально, в одну линию и в положении «включено», лицом друг к другу. Между ними помещается стержень. Для срабатывания выключателя необходимо выключить один источник, переместить стержень в другую сторону и включить другой источник.

Эксплуатация в зданиях

Свинцово-кислотные батареи глубокого цикла, хранящиеся на базовой станции в качестве аварийного источника питания, систем аварийного электроснабжения высокой готовности, таких как больницы, и автономных энергосистем.

Электроснабжение может быть потеряно из-за обрыва линий, неисправностей на подстанции, ненастной погоды, плановых отключений электроэнергии или, в крайних случаях, сети отказа всей . В современных зданиях большинство систем аварийного электроснабжения основано и до сих пор основано на генераторах . Обычно эти генераторы приводятся в движение дизельным двигателем, хотя в небольших зданиях может использоваться генератор с приводом от бензинового двигателя .

В некоторых более крупных зданиях есть газовые турбины , но для выработки электроэнергии им может потребоваться от 5 до 30 минут. ^[6]

В последнее время все шире используются батареи глубокого цикла и другие технологии, такие как маховиковое накопление энергии или топливные элементы . Эти последние системы не выделяют загрязняющие газы, что позволяет размещать их внутри здания. Кроме того, в качестве второго преимущества они не требуют строительства отдельного навеса для хранения топлива. ^[7]

В обычных генераторах автоматический переключатель резерва для подключения аварийного питания используется . Одна сторона подключена как к нормальному, так и к аварийному питанию; а другая сторона подключена к нагрузке, обозначенной как аварийная. Если на нормальной стороне не поступает электричество, безобрывный переключатель использует соленоид для переключения трехполюсного двухпозиционного переключателя. Это переключает питание с нормального на аварийное питание. Потеря нормальной мощности также запускает систему стартера с батарейным питанием для запуска генератора, аналогично использованию автомобильного аккумулятора для запуска двигателя. После включения резервного выключателя и запуска генератора аварийное питание здания снова включается (после выключения при потере нормального питания).

В отличие от аварийного освещения , аварийное освещение не является типом осветительного прибора; это схема обычного освещения здания, которая обеспечивает путь света, обеспечивающий безопасный выход, или освещает служебные помещения, такие как технические помещения и электрические помещения. Знаки выхода , системы пожарной сигнализации (не питающиеся от резервных батарей) и электромоторные насосы спринклеров почти всегда находятся в аварийном режиме. Другое оборудование с аварийным питанием может включать противодымные заслонки, вентиляторы дымоудаления, лифты, двери для инвалидов и розетки в служебных помещениях. В больницах используются аварийные розетки для питания систем жизнеобеспечения и оборудования мониторинга. Некоторые здания могут даже использовать аварийное питание в рамках нормальной работы, например, театр использует его для питания оборудования шоу в соответствии с принципом « спектакль должен продолжаться ».

Работа в авиации

Использование систем аварийного электропитания в авиации может осуществляться как в самолете, так и на земле.

В коммерческих и военных самолетах крайне важно поддерживать питание основных систем во время чрезвычайной ситуации. Это можно сделать с помощью воздушных турбин Ram или аккумуляторных источников аварийного питания, что позволяет пилотам поддерживать радиосвязь и продолжать навигацию с использованием MFD, GPS, приемника VOR или гироскопа направления в течение более часа.

Курсовой курс , глиссада и другие средства посадки по приборам (например, микроволновые передатчики) являются потребителями большой мощности и критически важны для выполнения миссии, и не могут надежно работать от батарейного питания даже в течение коротких периодов времени. Следовательно, когда требуется абсолютная надежность (например, когда в аэропорту действуют операции категории 3), обычно систему запускают от дизель-генератора с автоматическим переключением на питание от сети в случае отказа генератора. Это позволяет избежать прерывания передачи, пока генератор выводится на рабочую скорость.

Это противоречит типичному представлению о системах аварийного электропитания, где резервные генераторы рассматриваются как вторичные по отношению к основному электроснабжению.

Защита электронного устройства

Компьютерам, сетям связи и другим современным электронным устройствам для продолжения работы требуется не только электроэнергия, но и постоянный ее поток. Если напряжение источника значительно упадет или пропадет полностью, эти устройства выйдут из строя, даже если потеря мощности будет лишь на доли секунды. По этой причине даже резервный генератор не обеспечивает защиты из-за времени запуска.

дополнительное оборудование, такое как устройства защиты от перенапряжения , инверторы или иногда полный источник бесперебойного питания Чтобы обеспечить более полную защиту от потерь, используется (ИБП). Системы ИБП могут быть локальными (с одним устройством или одной розеткой) или могут распространяться на все здание. Локальный ИБП — это небольшая коробка, которая помещается под столом или телекоммуникационной стойкой и питает небольшое количество устройств. ИБП для всего здания может принимать любую из нескольких форм в зависимости от применения. Он напрямую питает систему розеток, называемых ИБП, и может питать большое количество устройств.

Поскольку телефонные станции здания используют постоянный ток, аккумуляторная комната обычно подключена непосредственно к потребляющему оборудованию и постоянно подключена к выходу выпрямителей, которые обычно подают постоянный ток, выпрямленный из сети. При сбое электропитания батарея несет нагрузку без необходимости переключения. Благодаря этой простой, хотя и несколько дорогой системе, некоторые биржи ни на секунду не теряли мощности с 1920-х годов.

Устройство и работа на коммунальных станциях

В последние годы крупные агрегаты коммунальной электростанции проектируются, как правило, по модульной системе, в которой необходимые устройства, в том числе котел, турбогенераторная установка, ее силовой (повышающий) и блочный (вспомогательный) трансформаторы , жестко соединены между собой. как одно целое. Менее распространенная установка состоит из двух блоков, сгруппированных вместе с одной общей вспомогательной станцией. Поскольку каждый турбогенератор имеет свой собственный трансформатор собственных нужд, он подключается к сети автоматически. Для запуска агрегата питание собственных нужд осуществляется от другого трансформатора агрегата (вспомогательного оборудования) или трансформатора собственных нужд станции. Период переключения с трансформатора первого агрегата на следующий рассчитан на автоматический, мгновенный режим работы в моменты, когда необходимо включить систему аварийного электроснабжения. известное как отключение электроэнергии , когда все штатные блоки временно выходят из строя). Вместо этого во время остановок сеть Ожидается, что останется работоспособной. Проблемы обычно возникают из-за реле обратной мощности и частотно-управляемых реле на линиях сети из-за серьезных нарушений в сети. В этих обстоятельствах необходимо включить питание аварийной станции, чтобы избежать повреждения любого оборудования и предотвратить опасные ситуации, такие как выброс газообразного водорода из генераторов в окружающую среду.

Управление системой аварийного электроснабжения

Для системы аварийного электропитания напряжением 208 В переменного тока используется центральная аккумуляторная система с автоматическим управлением, расположенная в здании электростанции, чтобы избежать длинных проводов электропитания. Эта центральная аккумуляторная система состоит из блоков свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, образующих систему с напряжением 12 или 24 В постоянного тока, а также резервных элементов, каждый из которых имеет собственное зарядное устройство. Также необходим блок измерения напряжения, способный принимать напряжение 208 В переменного тока, и автоматическая система, которая способна сигнализировать и активировать цепь аварийного питания в случае сбоя питания станции 208 В переменного тока.

Ссылки

^ Топливный элемент в дата-центре Мюнхена. Архивировано 20 сентября 2008 г. в Wayback Machine.
^ Индия заказывает 10 000 систем аварийного электропитания на топливных элементах. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Дорф, Ричард К. (14 декабря 2018 г.). Справочник по электротехнике - набор из шести томов . ЦРК Пресс. ISBN 978-1-4200-4975-6 .
^ Топливные элементы в приложениях резервного питания
^ Топливные элементы Министерства энергетики для резервного питания
^ [1] Газовые турбины в простом и комбинированном цикле | Клэр М. Соареш
^ «Преимущества аккумуляторов глубокого цикла перед генераторами» . Апрель 2000 года.

Внешние ссылки

[1] Топливный элемент в дата-центре Мюнхена. Архивировано 20 сентября 2008 г. в Wayback Machine.

[2] Индия заказывает 10 000 систем аварийного электропитания на топливных элементах. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[3] Дорф, Ричард К. (14 декабря 2018 г.). Справочник по электротехнике - набор из шести томов . ЦРК Пресс. ISBN 978-1-4200-4975-6 .

[4] Топливные элементы в приложениях резервного питания

[5] Топливные элементы Министерства энергетики для резервного питания

[6] [1] Газовые турбины в простом и комбинированном цикле | Клэр М. Соареш

[7] «Преимущества аккумуляторов глубокого цикла перед генераторами» . Апрель 2000 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]