Індустріальні ДБЖ
Що таке Індустріальні ДБЖ?
Індустріальні ДБЖ призначені для захисту критичних процесів на виробничих підприємствах, комплексах нафтовидобутку і переробки, хімічних виробництвах, на електростанціях, транспорті та інших. При цьому вони забезпечують електроживлення не тільки систем контролю і автоматики, а й різних виконавчих механізмів. Порушення електропостачання зазначених об'єктів можуть мати серйозні наслідки. Тому до систем безперебійного живлення для таких об'єктів пред'являються значно суворіші вимоги, ніж до продуктів, призначених для захисту ІТ-систем.
ДБЖ загального призначення розробляються головним чином для офісів, торгових та інших будівель. Для таких застосувань важливі, перш за все, компактність, невелика вага, високий ККД, найчастіше, зовнішній вигляд ДБЖ. Надійність не настільки критична, оскільки недовгий перебій в електроживленні не приведе до загрози життю і здоров'я людей, порушення екології або мільярдних збитків. Для більш важливих застосувань, наприклад, дата-центрів, використовується резервування N + 1. Почасти тому виробники ДБЖ загального призначення намагаються максимально «стиснути» внутрішній обсяг, використовувати мінімально допустимі розміри зазорів і силових елементів, полегшені корпуси, більш дешеву елементну базу. Для охолодження використовуються вентилятори, що також зменшує надійність роботи пристроїв цього класу. Такі конструктивні рішення виправдані для систем загального застосування, але часто призводить до передчасного виходу з ладу при експлуатації ДБЖ в промислових умовах. У будь-якому випадку первісна економія при покупці обернеться підвищенням вартості володіння.
У промислових рішеннях основна увага приділяється надійності і функціональним властивостям ДБЖ, і в меншій мірі рівню шуму, масогабаритним характеристикам, зовнішньому дизайну.
Ось деякі характеристики, які повинні бути притаманні промисловим рішенням:
Висока надійність і відмовостійкість
Можливість роботи в несприятливому електромагнітному середовищі
Стійкість до ударних і вібраційних навантажень
Робота в розширеному температурному діапазоні
Підтримка нестандартних значень напруги і частоти
Продуманий дизайн ДБЖ з мінімізацією точок відмови.
Всі компоненти промислових ДБЖ розробляються з великим запасом міцності, щоб джерело забезпечувало час напрацювання на відмову не менше 100 тис. годин при експлуатації при температурі +40С0 і навіть вище. Зручний доступ до всіх компонентів для швидкої діагностики і заміни
Індустріальні ДБЖ
Gustav Klein
Вже більше 70 років німецька компанія Gustav Klein проектує та виробляє устаткування для забезпечення електропостачання різних навантажень в технологічних процесах на промислових об'єктах . Тому ДБЖ цієї компанії відповідають найбільш жорстким галузевим стандартам.
ДБЖ серії USV-7011 – 3-фазний вхід, 1-фазний вихід 10-200 кВА
ДБЖ серії USV-7013 – 3-фазний вхід, 3-фазний вихід 10-500 кВА
Низька загальна вартість володіння, висока ефективність та компактне рішення для забезпечення надійної безперебійної енергетичної потужності для всіх найважливіших мережевих застосувань, середніх та великих центрах обміну даними, охорони здоров’я, фінансів та транспорту.
• Переваги індустріальних ДБЖ «Gustav Klein» серії 7011 та 7013:
• Технологія IGBT PWM (ШІМ) для випрямляча і інвертора
• Постійне тестування батарей на повну потужність
• Ізолюючий трансформатор для випрямляча і інвертора
• Індивідуальний контроль випрямляча, інвертора і байпаса окремими платами управління
• Мікропроцесори використовуються тільки для некритичних операцій, вихід їх з ладу не призведе до втрати навантаження
• Підвищена безпека гарантується проведенням високовольтного тесту (вхід або вихід щодо землі - 2 кВ, вхід щодо виходу - 3,75 кВ)
• Індустріальний дизайн; компоненти розроблені, щоб з запасом надійності постійно працювати при температурі 40 °C
• РК-дисплей з окремим керуючим мікропроцесором
• Окремі вводи для випрямляча і байпаса
Строк служби ДБЖ «Gustav Klein» серії 7011 та 7013 – 25 років.
Висока надійність
Важливе значення для забезпечення високої надійності мають особливості конструкції ДБЖ. Так, в ДБЖ «Gustav Klein» мікропроцесори використовуються тільки для завдань моніторингу - основні силові блоки ДБЖ працюють і без мікропроцесорів. Це означає, що навіть при виході з ладу плат мікропроцесорів, ДБЖ як і раніше буде живити навантаження.
Відмітна особливість рішень «Gustav Klein» - побудова системи охолодження ДБЖ малої і середньої потужності (до 80 кВА) без вентиляторів. Охолодження силових елементів ДБЖ здійснюється методом природної конвекції, а для підвищення ефективності відведення тепла застосовуються спеціальні вертикальні радіатори. Використання вентиляторів має масу недоліків. Так, їх треба регулярно обслуговувати і замінювати - періодичність заміни визначається встановленим постачальником регламентом або станом вентилятора. Ще частіше доводиться міняти фільтри в системі вентиляції - іноді щомісяця (в залежності від рівня забруднень). Особливо «важко» вентиляторам доводиться в умовах високих температурних перепадів та запилення. Наприклад дрібнодисперсний пил, що супроводжує багато виробництв діє як абразив, через що відбувається швидкий знос лопатей вентиляторів і підшипників. Тому для критичних застосувань кращі системи без вентиляторів: збільшується надійність (час напрацювання на відмову - MTBF), знижуються операційні витрати.
Зручний доступ до всіх компонентів
Для ДБЖ промислового виконання вимоги до компактності відходять на другий план. Набагато важливіше зручність обслуговування, що в деяких випадках може зажадати збільшення габаритів шаф.
Все обслуговування ДБЖ «Gustav Klein» здійснюється з фронтальної частини, тому заміна навіть силових елементів проводиться дуже швидко. Досить відкрити шафу і ви відразу отримуєте доступ до всіх плат і модулів - можна швидко визначити причину проблеми і усунути її. Всі керуючі плати ідентичні незалежно від потужності конкретного ДБЖ. Плати контролю для випрямляча, інвертора і байпаса незалежні. Їх заміна здійснюється дуже просто і швидко з передньої панелі пристрою.
Вхідні та вихідні ізолюючі трансформатори
Промисловим ДБЖ доводиться працювати в несприятливих електромагнітних умовах. Часто вони «сидять» на одній шині з потужними агрегатами, наприклад двигунами з регуляторами швидкості обертання приводів, що вносять серйозні спотворення. Тому на вході випрямляча промислового ДБЖ майже завжди встановлюють ізолюючий трансформатор. При його відсутності сплески напруги і високий рівень спотворень змінного струму можуть спровокувати, наприклад, неадекватне спрацьовування автоматичних перемикачів.
В ДБЖ серій USV-7011 та USV-7013 ізолюючий трансформатор встановлений і на виході інвертора. Він не тільки забезпечує гальванічну розв'язку, а й гарантує відсутність постійної складової у вихідному сигналі (наявність такої складової цілком може вивести навантаження з ладу). Крім того, ДБЖ з вихідним трансформатором універсальні: можуть бути задіяні для захисту навантаження різного типу, включаючи технологічне, медичне або інше обладнання.
Увага до АКБ
До температурних умов найбільш чутливі акумуляторні батареї (АКБ). Так, підвищення температури на 10C0 скорочує термін їх служби вдвічі. Для оптимізації терміну служби і характеристик при заряджанні необхідно дотримуватися режиму температурної компенсації. Також «не люблять спеку» і ряд інших елементів ДБЖ, наприклад застосовувані в фільтрах конденсатори. Тому в промислових ДБЖ використовуються спеціальні високотемпературні конденсатори.
Ще однією особливістю промислових ДБЖ є наявність потужного зарядного пристрою (робота з великою ємністю АКБ) і можливість підключення ДБЖ до стаціонарних
Галузева специфіка
У загальному випадку, індустріальні середовища характеризуються підвищеним рівнем вібрації та запилення, розширеному діапазоном робочих температури та вологості, наявністю сильних електромагнітних полів. Наприклад, на морських нафтових платформах до числа несприятливих факторів додаються постійна волога, сіль, нестійкість самої платформи. На електростанціях часто зустрічається нестандартна напруга (220 В постійного струму) і дуже високий рівень вібрацій, що може зажадати додатково закріплення внутрішніх деталей ДБЖ (особливо трансформатора) і посилення раз'емов. Особливість залізничного транспорту, включаючи метрополітен, - високий ступінь вібрацій, велика різноманітність специфічних видів напруги, нестандартні частоти. Так, тягова напруга може досягати значення 650 В, а підключений до двигуна локомотива генератор може виробляти електроенергію з частотою до 400 Гц.
Оскільки промислові ДБЖ часто експлуатуються в нестандартних умовах, важлива відпрацьована виробником методика виготовлення обладнання на замовлення - з дотриманням цілого ряду специфічних вимог. Такою методикою в повній мірі володіє компанія «Gustav Klein», яка готова як адаптувати свої типові рішення під замовника так і створювати індивідуальні рішення на базі відпрацьованих вузлів.