Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung ist sowohl für eine einzelne Maschine in einem Industrieunternehmen als auch für einen großen Produktionskomplex insgesamt wichtig. Moderne Energiesysteme sind recht komplex und zuverlässig, erfüllen diese Aufgabe jedoch nicht immer. Welche USV-Typen werden für Industrieanlagen verwendet? Welche Anforderungen sollten sie erfüllen? Und gibt es spezielle Betriebsbedingungen für solche Geräte?
Industrielle USV-Anforderungen
In Anbetracht des Zwecks können die Hauptmerkmale hervorgehoben werden, die unterbrechungsfreie Stromversorgungen für Industrieanlagen aufweisen sollten:
- Hohe Leistung. Sie wird durch die Leistung der in Unternehmen verwendeten Geräte bestimmt.
- Maximale Zuverlässigkeit. Es befindet sich in der Entwicklungsphase des Quellendesigns. Bei ihrer Herstellung werden Komponenten verwendet, die die Zuverlässigkeit von Geräten wiederholt erhöhen können. Dies erhöht natürlich die Kosten der USV, erhöht aber gleichzeitig die Lebensdauer sowohl der Quellen selbst als auch der Geräte, die sie mit Strom versorgen.
- Anspruchsvolles Design, das die Diagnose, Wartung und Reparatur unterbrechungsfreier Stromversorgungen erleichtert. Dieser Ansatz bietet einfachen Zugriff auf alle Einheiten des Systems und minimiert den Zeitaufwand für die Demontage oder den Austausch von USV-Komponenten.
- Skalierungsmöglichkeit und gleichmäßige Leistungssteigerung. Dies ist notwendig, wenn der Strombedarf erhöht wird.
Arten von Industrie-USV
Für industrielle Zwecke werden drei Haupttypen von unterbrechungsfreien Stromversorgungen verwendet:
- Standby (sonst Offline oder Standby). Solche Quellen sind mit automatischen Schaltern ausgestattet, die im Falle eines Stromausfalls die Last der Batterien schalten. Dies sind einfache und kostengünstige Systeme, die jedoch nicht mit Netzspannungsstabilisatoren ausgestattet sind (was bedeutet, dass sich die Batterien schneller abnutzen) und eine gewisse Zeit benötigen, um die Batterien mit Strom zu versorgen (ca. 4 ms). Solche USVs bewältigen nur kurzfristige Stromausfälle und werden zur Wartung nicht verantwortlicher Produktionsanlagen verwendet.
- Linieninteraktiv. Solche Quellen sind mit Transformatoren ausgestattet, um die Ausgangsspannung zu stabilisieren. Dadurch wird die Anzahl der Schaltnetzteile zu den Batterien reduziert und die Batterielebensdauer gerettet. In diesem Fall ist die USV nicht dafür ausgelegt, Störungen herauszufiltern und die Form der Spannung zu steuern. Sie sind optimal für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung von Geräten, für die nur der Wert der Eingangsspannung wichtig ist.
- Online (Online). In solchen Quellen tritt eine doppelte Spannungsumwandlung auf. Zuerst von variabel zu konstant (es wird den Batterien zugeführt) und dann wieder zu variabel, die zur Stromversorgung von Industrieanlagen verwendet wird. In diesem Fall wird nicht nur der Spannungswert klar gesteuert, sondern auch die Phase, Frequenz und Amplitude des Wechselstroms. Anstelle einer doppelten Umwandlung verwenden einige Hersteller bidirektionale Wechselrichter, die abwechselnd die Funktionen eines Gleichrichters oder Wechselrichters ausführen. Online-USVs sparen Energie und sind effizienter. Solche Quellen eignen sich zum Schutz leistungsfähiger und netzwerkempfindlicher Geräte.
Darüber hinaus können industrielle USVs je nach Art der Stromversorgung in zwei Gruppen unterteilt werden:
- Die erste umfasst unterbrechungsfreie Stromversorgungen, die zum Schutz vor Unterbrechungen der Stromversorgung von Produktionsprozessen und Arbeitsmitteln eingesetzt werden. Zu diesem Zweck können USVs vom Typ Backup oder Line-Interactive verwendet werden.
- Die zweite sind USVs, die für die unterbrechungsfreie Stromversorgung der IT-Infrastruktur verwendet werden: Datenspeichersysteme oder Server. Hierfür eignen sich Online-Quellen.
Betriebsbedingungen der industriellen USV
Unternehmen verschiedener Branchen haben ihre eigenen Besonderheiten, was bedeutet, dass unterschiedliche Anforderungen an unterbrechungsfreie Stromversorgungen gestellt werden. Tatsächlich ist jedes dieser Projekte einzigartig und muss für seine eigenen Bedingungen optimiert werden. Hier nur einige Beispiele für Produktionsspezifikationen:
- Die in Raffinerien verwendeten USVs zur Gewährleistung des sicheren Betriebs von Destillationskolonnen werden nicht nur zur Notstromversorgung von Steuerungssystemen, sondern auch von Aktuatoren verwendet. Dementsprechend müssen sie eine hohe Leistung haben.
- In Geothermiekraftwerken wird ein Nebenprodukt freigesetzt: gasförmiges Schwefeldioxid. Bei Kontakt mit Luftfeuchtigkeit entstehen Schwefelsäuredämpfe. Es ist in der Lage, die Materialien, aus denen unterbrechungsfreie Stromversorgungen hergestellt werden, schnell zu zerstören.
- Auf Offshore-Ölförderplattformen besteht eine weitere Gefahr in erhöhter Luftfeuchtigkeit, Salz und der Möglichkeit einer horizontalen oder vertikalen Bewegung der Basis, auf der die USV installiert ist.
- Metallurgische Anlagen haben starke elektromagnetische Felder, die Störungen verursachen und zum Auslösen der Leistungsschalter führen können.
Die obige Liste kann mit Dutzenden anderer Beispiele ergänzt werden. Gleichzeitig ist unabhängig von den Besonderheiten eines Industrieunternehmens ein zuverlässiger Betrieb von unterbrechungsfreien Stromversorgungen für 15 bis 25 Jahre erforderlich. Wir können zwei Hauptfaktoren unterscheiden, die die Funktionsweise der USV beeinflussen:
- Unterkunft Es wird dringend davon abgeraten, Quellen in der Nähe von Energieverbrauchern zu platzieren. Sie müssen vor den Auswirkungen von hohen Temperaturen, verschmutzter Luft oder mechanischen Einflüssen geschützt werden. Für USVs beträgt die optimale Temperatur 20–25 ° C, sie funktionieren jedoch bei Temperaturen bis zu 45 ° C weiterhin ordnungsgemäß. Eine weitere Erhöhung verkürzt die Batterielebensdauer, da alle darin enthaltenen chemischen Prozesse beschleunigt werden.
Staubige Luft ist auch schädlich. Feinstaub spielt die Rolle eines Schleifmittels und führt zu Verschleiß der Arbeitsflächen der Lüfter und zum Ausfall ihrer Lager. Sie können versuchen, eine USV ohne Lüfter zu verwenden, aber es ist viel zuverlässiger, sie zunächst vor solchen Einflüssen zu schützen. Zu diesem Zweck muss das Gerät in einem separaten Raum mit aufrechterhaltenem Temperaturregime und sauberer Luft aufgestellt werden. - Stromrückgewinnung. Die Idee, einen Teil des Stroms in das Netz zurückzugeben und wiederzuverwenden, ist sicherlich nützlich. Damit können Sie den Energieverbrauch senken. Rückgewinnungssysteme werden beispielsweise im Schienenverkehr aktiv eingesetzt, sind jedoch schädlich für unterbrechungsfreie Stromversorgungen. Bei Verwendung von Rückenergie steigt die Spannung am Zwischenkreis an. Infolgedessen löst der Schutz aus und die USV wechselt in den Bypass-Modus. Es ist unmöglich, die Folgen einer Genesung vollständig auszuschließen. Sie können nur mit unterbrechungsfreien Stromversorgungen des Transformators minimiert werden.