Скачать презентациюЗаявка на оборудование

Динамические источники бесперебойного питания

В современной практике применения оборудования для резервного электроснабжения принято исходить из требуемой потребляемой мощности. Объекты с потреблением до 500 кВт /час комплектуются статическими источниками бесперебойного питания. Если нагрузка превышает 500 кВт/час, то применяют динамические источники бесперебойного питания (ДИБП). Применение ДИБП позволяет эффективно обеспечить бесперебойным питанием потребителей I категории по надежности электроснабжения, дата центры с уровнем надежности Tier III и Tier IV.

ДИПБ это агрегат, в состав которого входит дизельный двигатель, обгонная муфта, роторный накопитель кинетической энергии и генератор переменного тока. Все составляющие смонтированы на общей стальной силовой раме. Аппаратура управления и контроля может поставляться в виде отдельного блока.

При отключении питания во внешней сети, кинетическая энергия вращения ротора обеспечивает нужную частоту вращения вала электрогенератора. ДИБП обеспечивает непрерывное электроснабжение даже без искажения и разрыва синусоиды напряжения.

Основные преимущества ДИБП относительно статических установок ИБП:

  • Высокая надежность, меньшая занимаемая площадь, простота, меньший вес, высокая наработка на отказ.
  • Отсутствие промежуточных цепей выпрямителей, инверторов импульсного высокочастотного преобразования электроэнергии, как следствие, более высокий КПД и живучесть установки в нестандартных ситуациях. ДИБП выдерживают даже десятикратное превышение номинального тока при коротком замыкании в силовом оборудовании потребителей электроэнергии.
  • Генератор ДИПБ выполняет функцию фильтрации поступающего напряжения. Отсутствие силовой электроники, для генерации электрической энергии, исключает появление каких-то гармоник напряжения на выходе установки.
  • Генератор установки обеспечивает реактивную составляющую мощности, потребляемой нагрузкой, КПД по мощности постоянно около единицы.
  • Отсутствие батарей. Нет необходимости решать вопросы по закупке, замене и утилизации старых аккумуляторов с периодичностью раз в 3 — 5 лет. Проблема особенно актуальна при больших мощностях систем бесперебойного питания. Так же аккумуляторы требуют систем вентиляции, поддержания определенной температуры внутри помещения, где они установлены.
  • Простота эксплуатации. На крупных промышленных объектах всегда найдутся специалисты, которые по роду своей работы будут в состоянии компетентно проводить техническое обслуживание генератора и дизельного мотора.
  • При частых отключениях внешней подачи электроэнергии ДИБП являются безальтернативным вариантом. Статические ИБП (СИБП) рассчитаны на поддержание работы потребителей лишь в течение 10 – 20 минут. При нескольких отключениях напряжения на 3-10 минут в течение часа статические ИБП не успеют восстановить заряд аккумуляторных батарей. ДИБП могут обеспечивать электроэнергией неограниченное время.
  • Низкая стоимость владения. ДИБП к концу 10 года эксплуатации в 1,5 раза дешевле по сравнению со статическими системами ИБП.
  • Нет необходимости охлаждать оборудование ИБП кондиционерами.
  • Требуемое помещение для установки ДИБП на 40-60% меньше, чем у СБП аналога такой же мощности.

Основные недостатки ДИБП относительно статических установок ИБП:

  • Постоянные расходы на горюче-смазочные материалы, ремонт и техническое обслуживание дизельного двигателя.
  • Дизельный двигатель запускается при каждом кратковременном, в течение более нескольких секунд, отключении от электроэнергии, чего нет у СИБП с резервным источником электроэнергии в виде дизельного генератора.
  • Частые запуски дизельного мотора требуют большего объема дизтоплива, что связано с вопросами доставки и хранения необходимого запаса ГСМ.
  • Повышенная вероятность внезапных аварий. Аккумуляторы СИБП постепенно теряют свою емкость, их параметры хорошо контролируются системами мониторинга. Поломка дизельного двигателя может возникнуть внезапно. При использовании нескольких ДИБП в одной энергосистеме эта проблема нивелируется.
  • Помещение для установки ДИБП должно обладать прочным и ровным фундаментом. ДИБП является агрегатом с большим числом массивных подвижных частей. Возможен повышенный уровень шума и вибрации. Для установки ДИБП желательно использовать отдельно стоящее здание с кран-балкой для проведения ремонтных работ.
  • Ограниченность применения в электросетях с нестабильными характеристиками. Гальваническая развязка по питанию отсутствует. Частота переменного тока на выходе равна входной частоте питающего напряжения. Возможность регулировать выходное напряжение, подавлять перенапряжение, ограничена.
  • При работе дизельного двигателя выделяется тепло, и образуются выхлопные газы.
  • Довольно большой объем регламентных работ, который включает в себя, в том числе:
  • Периодическая чистка агрегата от ГСМ и пыли;
  • Контроль уровня, доливка, замена смазок и технических жидкостей;
  • Замена щеток генератора и иных расходных запчастей по электрической части;
  • Смазка и замена подшипников;
  • Замена воздушного и масляного фильтров дизельного двигателя.

Область применения ДИБП

ДИБП, безусловно, являются узкоспециализированным продуктом. Они отлично себя показывают в ситуациях с частыми краткими бросками напряжения и при большой величине гармоник в питающем напряжении. Большинство проектов, реализованных с применением ДИБП, имеют установленную мощность нагрузки от 0,5 МВатт/час до нескольких десятков. При этом применяется параллельная схема соединения нужного количества ДИБП агрегатов с резервированием по схемам N+1 или 2N.

ДИБП оптимально применять для питания потребителей с высоким стартовым током. Компрессоры систем кондиционирования воздуха характеризуются высокими стартовыми токами, которые СИБП не всегда в состоянии обеспечить. ДИПБ применяются для питания наземных объектов спутниковой связи, передатчиков телестанций.

Отдельной строкой идет применение ДИБП в военной и космической области. Там, где высокая секретность стратегически важных объектов, порой нельзя применять импортную электронную аппаратуру, которой насыщены СИБП, поскольку чипы могут иметь не регламентированные функции, в результате возможна как утечка секретной информации, так и принудительное отключение по сигналу извне от вероятного противника.

В военной сфере важна простота обслуживания систем ИПБ. Дизельный двигатель генератора мало чем отличается от танкового. Такое оборудование способны обслуживать и ремонтировать даже солдаты. СИБП имеют в своем составе сложные схемы управления, дорогостоящие мощные высоковольтные полевые транзисторы и симисторы. Ошибочные действия при выполнении ТО могут привести к выходу их из строя. Что характерно, могут выгорать не только сами силовые ключи преобразования электроэнергии, но и электронные платы промежуточных цепей. Зачастую после такого ЧП аппаратура практически не пригодна к ремонту, приходится закупать целые блоки системы СИБП. Ситуация усугубляется процедурой закупки и сроками поставки запасных частей. ДИБП имеют куда большую «защиту от дурака».

ДИБП будут интересны для оснащения объектов космической отрасли, иных особо важных потребителей электрической энергии. В прошлом из-за ограничений в элементарной базе, вызванной отсутствием мощных высокочастотных транзисторов-ключей, в СССР широко применялись ДИБП для питания мощных электронно-вычислительных машин. Хоть их производительность по современным меркам смехотворна, но в то время ЭВМ занимали большую площадь и требовали стабильного мощного источника тока.

История идет по спирали. С одной стороны росла мощность ЭВМ, снижалась потребляемая ими электроэнергия, появлялись новые радиоэлементы, позволяющие создать относительно компактные и недорогие СИБП. С развитием сети Интернет произошел лавинообразный рост потоков и объемов передаваемой и хранимой информации. Для этого стали опять востребованы источники бесперебойного питания высокой мощности.

В качестве примера можно привести установку ДИБП для здания правительства в Астане. Это произошло еще в 2013 году. Выбор пал на систему с номинальной мощностью порядка 1,5 МВатт/час. Само собой, что для таких критически важных для страны объектов, выбор системы электроснабжения был осуществлен после тщательного анализа существующих решений в сфере гарантированного обеспечения бесперебойного питания.

ДИБП применяются не только в каких-то особенно стратегически важных условиях. Зачастую на энергоемком производстве есть свои генерирующие мощности. Их мощность соответствует установленной мощности потребителей электроэнергии. Такие электростанции имеют малый запас мощности и не способны качественно сглаживать перепады напряжения при запуске мощных электроприводов технологического оборудования. Добавьте сюда длину силовых линий питающих кабелей. В результате образуется довольно существенная просадка напряжения, которая по цепочке может вызвать сбой в контроллерах иного технологического оборудования.

В такой ситуации будет уместна установка ДИБП не только в составе инженерной инфраструктуры собственной электростанции, но и рядом с особо мощными потребителями электроэнергии с большими пусковыми токами. Не стоит забывать, что область применения СИБП ограничена напряжением 0,4кВ. На высоковольтных линиях 10 кВ они бесполезны. Поэтому имеет смысл применять ДИБП в случаях, когда силовое оборудование работает непосредственно от высоковольтных линий электроснабжения.

Среди модельного ряда ДИБП есть агрегаты, работающие на напряжении 3, 6, 10 кВ. Эти агрегаты можно использовать на входе трансформаторных подстанций. Такое решение полностью повысит надежность питания всех подключенных потребителей электроэнергии. В мире порядка 25% эксплуатируемых ДИБП построены для организации бесперебойного питания на высоковольтных линиях электропередачи напряжением 10-12 кВ.

ДИБП находят все большее применение в области металлообработки и в целом машиностроения. Современная технология производственных процессов подразумевает широкое применение станков с ЧПУ, на сборочных конвейерах используются манипуляторы, управляемые сложным программным обеспечением. Такое оборудование весьма энергоемко. Перебои в электроснабжении грозят не только привести к зависанию и последующей порчи обрабатываемых деталей и поломки металлорежущего инструмента и оснастки, но способны привести к аварийной ситуации, останову конвейерной линии сборки крупногабаритных изделий, созданию аварийных ситуаций.

С учетом возросших требований к надежности систем гарантированного обеспечения в целом, когда простои грозят существенными убытками, все чаще СИБП комплектуются дополнительным источником электроэнергии в виде запасного дизельного генератора. Таким образом, заказчик в любом случае столкнется с особенностями эксплуатации дизельных двигателей. Система, состоящая из СИБП и запасного дизельного генератора, требует таких же, если не больших, инвестиций в приобретение оборудования, как и в случае с ДИБП.

Эта обзорная статья позволит вам иметь общее представление, что такое ДИБП и в чем его отличие от СИБП. Нужно понимать, что вопрос выбора оборудования сложен и многогранен. ДИБП это не розничный, а штучный товар. Разобраться в вопросе какое же оборудование вам нужно, можно только после тщательного анализа особенностей вашего объекта. Наши специалисты готовы помочь в этом. Мы выполняем весь комплекс работ, от первоначальных переговоров с заказчиком, до проектирования, монтажа оборудования. Мы строим системы бесперебойного питания как с применением СИБП, так и ДИБП. Наша компания не заинтересована в поставке одного вида товара, для нас важны долгосрочные взаимовыгодные партнерские отношения.

Обращайтесь, всегда рады!