Sistem de alimentare de urgență - Emergency power system
Un sistem de alimentare de urgență este o sursă independentă de energie electrică care suportă sisteme electrice importante la pierderea sursei normale de alimentare. Un sistem de alimentare de rezervă poate include un generator de rezervă , baterii și alte aparate. Sistemele de alimentare de urgență sunt instalate pentru a proteja viața și bunurile de consecințele pierderii sursei de alimentare electrică primară. Este un tip de sistem continuu de alimentare .
Ei găsesc utilizări într-o mare varietate de setări, de la case la spitale , laboratoare științifice, centre de date , echipamente de telecomunicații și nave. Sistemele de alimentare de urgență se pot baza pe generatoare , baterii cu ciclu profund , stocare a energiei cu volant sau celule de combustibil .
Istorie
Sistemele de alimentare de urgență au fost utilizate încă din al doilea război mondial pe navele navale. În luptă, o navă poate pierde funcția cazanelor sale, care alimentează turbinele cu abur pentru generatorul navei . Într-un astfel de caz, unul sau mai multe motoare diesel sunt utilizate pentru a conduce generatoare de rezervă. Comutatoarele de transfer timpuriu se bazau pe funcționarea manuală; două comutatoare ar fi amplasate orizontal, în linie și poziția „pornit” orientate una față de cealaltă. o tijă este plasată între ele. Pentru a acționa comutatorul, trebuie oprită o sursă, tija mutată pe cealaltă parte și cealaltă sursă pornită.
Funcționarea în clădiri
Puterea rețelei poate fi pierdută din cauza liniilor căzute, a defecțiunilor la o stație secundară, a condițiilor meteorologice nefavorabile, a întreruperilor planificate sau, în cazuri extreme, a unei defecțiuni la nivelul rețelei . În clădirile moderne, majoritatea sistemelor de alimentare de urgență s-au bazat și sunt bazate pe generatoare . De obicei, aceste generatoare sunt acționate de un motor diesel, deși clădirile mai mici pot utiliza un generator acționat de un motor pe benzină .
Unele clădiri mai mari au turbină cu gaz . Dar turbina cu gaz durează 5 minute (sau până la 30 de minute) pentru a produce energie.
În ultimul timp, se folosește mai mult bateriile cu ciclu profund și alte tehnologii, cum ar fi stocarea energiei volantului sau pilele de combustibil . Aceste sisteme din urmă nu produc gaze poluante, permițând astfel amplasarea să se facă în clădire. De asemenea, ca al doilea avantaj, acestea nu necesită construirea unei magazii separate pentru depozitarea combustibilului.
La generatoarele obișnuite, un comutator de transfer automat este utilizat pentru a conecta alimentarea de urgență. O parte este conectată atât la alimentarea normală, cât și la alimentarea de urgență; iar cealaltă parte este conectată la sarcina desemnată ca de urgență. Dacă nu intră energie electrică pe partea normală, comutatorul de transfer folosește un solenoid pentru a arunca un comutator triplu cu o singură aruncare. Aceasta comută alimentarea de la alimentarea normală la cea de urgență. Pierderea puterii normale declanșează, de asemenea, un sistem de pornire cu baterie pentru a porni generatorul, similar cu utilizarea unei baterii auto pentru a porni un motor. Odată ce comutatorul de transfer este comutat și generatorul pornește, alimentarea de urgență a clădirii revine (după oprire când s-a pierdut curentul normal).
Spre deosebire de luminile de urgență , iluminatul de urgență nu este un tip de corp de iluminat; este un model al luminilor normale ale clădirii care oferă o cale de lumină pentru a permite ieșirea în siguranță sau luminează zonele de serviciu, cum ar fi încăperile mecanice și camerele electrice. Indicatoarele de ieșire , sistemele de alarmă la incendiu (care nu sunt pe bateriile de rezervă) și pompele electromotoare pentru stropitoarele de incendiu sunt aproape întotdeauna alimentate de urgență. Alte echipamente cu alimentare de urgență pot include amortizoare de izolare a fumului, ventilatoare de evacuare a fumului, lifturi, uși pentru handicap și prize în zonele de serviciu. Spitalele folosesc prize de urgență pentru alimentarea sistemelor de susținere a vieții și a echipamentelor de monitorizare. Unele clădiri pot folosi chiar și energia de urgență ca parte a operațiunilor normale, cum ar fi un teatru care o folosește pentru a alimenta echipamentele de spectacol, deoarece „ spectacolul trebuie să continue ”.
Operațiune în aviație
Utilizarea sistemelor de alimentare de urgență în aviație poate fi fie în aeronavă, fie la sol.
În avioanele comerciale și militare este esențial să se mențină puterea către sistemele esențiale în timpul unei urgențe. Acest lucru se poate face prin turbine de aer Ram sau surse de alimentare de urgență a bateriei, care permite piloților să mențină contactul radio și să continue să navigheze folosind MFD, GPS, receptor VOR sau giroscop direcțional timp de mai mult de o oră.
Localizatorul , panta glisantă și alte dispozitive de aterizare a instrumentelor (cum ar fi emițătoarele cu microunde) sunt atât consumatori de mare putere, cât și critici pentru misiune și nu pot fi acționate în mod fiabil de la o sursă de baterie, chiar și pentru perioade scurte. Prin urmare, atunci când este necesară o fiabilitate absolută (cum ar fi atunci când operațiunile de categoria 3 sunt în vigoare la aeroport), este obișnuit să rulați sistemul de la un generator diesel cu trecere automată la sursa de alimentare în cazul în care generatorul eșuează. Acest lucru evită orice întrerupere a transmisiei în timp ce un generator este ridicat la viteza de funcționare.
Acest lucru se opune vederii tipice a sistemelor de alimentare de urgență, în care generatoarele de rezervă sunt văzute ca secundare pentru alimentarea electrică a rețelei.
Protecție electronică a dispozitivului
Calculatoarele, rețelele de comunicații și alte dispozitive electronice moderne au nevoie nu numai de energie, ci și de un flux constant al acesteia pentru a continua să funcționeze. Dacă tensiunea sursei scade semnificativ sau scade complet, aceste dispozitive vor eșua, chiar dacă pierderea de energie este doar pentru o fracțiune de secundă. Din acest motiv, chiar și un generator de rezervă nu oferă protecție din cauza timpului de pornire implicat.
Pentru a obține o protecție mai cuprinzătoare împotriva pierderilor, se utilizează echipamente suplimentare, cum ar fi protecții la supratensiuni , invertoare sau uneori o sursă de alimentare completă neîntreruptibilă (UPS). Sistemele UPS pot fi locale (către un dispozitiv sau o priză de curent) sau se pot extinde la nivelul întregii clădiri. Un UPS local este o cutie mică care se potrivește sub un birou sau un rack de telecomunicații și alimentează un număr mic de dispozitive. Un UPS la nivelul întregii clădiri poate lua oricare dintre mai multe forme diferite, în funcție de aplicație. Alimentează direct un sistem de prize desemnat ca alimentare UPS și poate alimenta un număr mare de dispozitive.
Deoarece centralele telefonice utilizează curent continuu, camera pentru baterii a clădirii este în general conectată direct la echipamentul consumator și plutește continuu pe ieșirea redresoarelor care furnizează în mod normal curent continuu rectificat de la rețeaua electrică. Atunci când alimentarea cu energie electrică eșuează, bateria transportă sarcina fără a fi nevoie să comutați. Cu acest sistem simplu, deși oarecum scump, unele schimburi nu și-au pierdut niciodată puterea pentru o clipă din anii 1920.
Structura și funcționarea în stațiile de utilități
În ultimii ani, unitățile mari ale unei centrale electrice sunt de obicei proiectate pe baza unui sistem de unitate în care dispozitivele necesare, inclusiv cazanul, unitatea generatorului de turbină și transformatorul său de putere (step up) și unitatea (auxiliară) sunt conectate solid ca o unitate. O configurație mai puțin obișnuită constă din două unități grupate împreună cu o stație auxiliară comună. Deoarece fiecare unitate generator de turbină are propriul transformator auxiliar atașat, este conectat automat la circuit. Pentru pornirea unității, auxiliarii sunt alimentați cu energie de către un alt transformator de unitate (auxiliar) sau transformator auxiliar de stație. Perioada de comutare de la primul transformator de unitate la următoarea unitate este concepută pentru funcționarea automată, instantanee, în momentele în care sistemul de alimentare de urgență trebuie să intre în funcțiune. Este imperativ ca puterea pentru auxiliarii unității să nu cedeze în timpul opririi stației (o întâmplare cunoscut sub numele de black-out când toate unitățile obișnuite cedează temporar). În schimb, în timpul opririlor, se așteaptă ca rețeaua să rămână funcțională. Când apar probleme, de obicei se datorează releelor de putere inversă și releelor acționate în frecvență pe liniile rețelei, din cauza unor perturbări grave ale rețelei. În aceste condiții, alimentarea stației de urgență trebuie să înceapă pentru a evita deteriorarea echipamentelor și pentru a preveni situații periculoase, cum ar fi eliberarea de hidrogen gazos de la generatoare în mediul local.
Controlul sistemului de alimentare de urgență
Pentru un sistem de alimentare de urgență de 208 VCA, un sistem central de baterii cu comenzi automate, situat în clădirea centralei electrice, este utilizat pentru a evita cablurile de alimentare electrice lungi. Acest sistem central de baterii este format din unități de baterii plumb-acid pentru a alcătui un sistem de 12 sau 24 VDC, precum și celule stand-by, fiecare cu propria unitate de încărcare a bateriei. De asemenea, sunt necesare o unitate de detectare a tensiunii capabilă să primească 208 VAC și un sistem automat care poate semnaliza și activa circuitul de alimentare de urgență în caz de defectare a alimentării stației de 208 VAC.