Nouzový napájecí systém - Emergency power system
Nouzový napájecí systém je nezávislý zdroj elektrické energie, který podporuje významné elektrických zařízení při výpadku normální dodávky energie. Pohotovostní napájecí systém může zahrnovat záložní generátor , baterie a další zařízení. Nouzové napájecí systémy jsou instalovány k ochraně života a majetku před důsledky ztráty primárního elektrického napájení. Je to typ soustavy nepřetržitého napájení .
Nacházejí využití v celé řadě prostředí od domácností po nemocnice , vědecké laboratoře, datová centra , telekomunikační zařízení a lodě. Nouzové energetické systémy se mohou spolehnout na generátory , baterie s hlubokým cyklem , skladování energie setrvačníku nebo palivové články .
Dějiny
Nouzové energetické systémy byly použity již ve druhé světové válce na námořních lodích. V boji loď může dojít ke ztrátě funkce svých kotlů, které pohánějí parních turbín pro tohoto generátoru lodi . V takovém případě se k pohonu záložních generátorů používá jeden nebo více vznětových motorů . Přepínače raného přenosu spoléhaly na ruční provoz; dva přepínače by byly umístěny vodorovně, v řadě a v poloze „zapnuto“ proti sobě. mezi ně je umístěna tyč. Aby bylo možné ovládat spínač, musí být jeden zdroj vypnutý, tyč přesunuta na druhou stranu a druhý zdroj zapnut.
Provoz v budovách
Síťové napájení může být ztraceno v důsledku přerušení vedení, poruch na stanici, špatného počasí, plánovaného výpadku proudu nebo v extrémních případech selhání celé sítě . V moderních budovách většina nouzových energetických systémů byla a stále je založena na generátorech . Obvykle jsou tyto generátory poháněny dieselovým motorem, i když menší budovy mohou používat generátor poháněný benzínovým motorem .
Některé větší budovy mají plynovou turbínu . Výroba plynové turbíny však trvá 5 minut (nebo až 30 minut).
V poslední době se stále více využívají baterie s hlubokým cyklem a další technologie, jako je skladování energie setrvačníku nebo palivové články . Tyto posledně uvedené systémy neprodukují znečišťující plyny, což umožňuje umístění v budově. Jako druhou výhodu také nevyžadují vybudování samostatného přístřešku pro skladování paliva.
U běžných generátorů se k připojení nouzového napájení používá přepínač automatického přenosu . Jedna strana je připojena jak k normálnímu napájení, tak k nouzovému napájení; a druhá strana je připojena k zátěži označené jako nouzová. Pokud na normální straně nedojde k elektřině, přepínací přepínač používá solenoid k házení třípólového spínače s jedním házením. Tím se přepne napájení z normálního na nouzové napájení. Ztráta normálního výkonu také spouští startovací systém poháněný baterií na spuštění generátoru, podobně jako při použití motoru v autě ke spuštění motoru. Jakmile se přepne přepínač a spustí se generátor, nouzové napájení budovy se znovu zapne (po vypnutí při ztrátě normálního napájení).
Na rozdíl od nouzových světel není nouzové osvětlení typem svítidla; je to vzor normálních světel budovy, který poskytuje cestu světel umožňujících bezpečný východ, nebo osvětluje servisní oblasti, jako jsou mechanické místnosti a elektrické místnosti. Ukazatele východu , požární poplachové systémy (které nemají záložní baterie) a čerpadla elektromotorů pro požární sprinklery jsou téměř vždy na nouzovém napájení. Mezi další zařízení pro nouzové napájení mohou patřit tlumiče kouře, kouřové odsávací ventilátory, výtahy, dveře pro handicapované a zásuvky v obslužných oblastech. Nemocnice používají nouzové zásuvky k napájení systémů podpory života a monitorovacího zařízení. Některé budovy mohou dokonce využívat nouzovou energii jako součást běžného provozu, například divadlo ji používá k napájení zařízení show, protože „ show musí pokračovat “.
Provoz v letectví
Použití nouzových energetických systémů v letectví může být buď v letadle, nebo na zemi.
V komerčních a vojenských letadlech je klíčové udržovat napájení nezbytných systémů v případě nouze. To lze provést pomocí vzduchových turbín Ram nebo nouzových napájecích zdrojů baterií, které pilotům umožňují udržovat rádiový kontakt a pokračovat v navigaci pomocí MFD, GPS, přijímače VOR nebo směrového gyra po dobu delší než hodinu.
Lokalizátor , kluzák a další pomocné přistávací nástroje (jako jsou mikrovlnné vysílače) jsou vysoce výkonné spotřebiče a jsou kritické z hlediska provozu a nelze je spolehlivě ovládat z baterie, ani na krátkou dobu. Pokud je tedy požadována absolutní spolehlivost (například když na letišti platí provoz kategorie 3), je obvyklé provozovat systém z dieselového generátoru s automatickým přepnutím na síťové napájení v případě selhání generátoru. Tím se zabrání jakémukoli přerušení přenosu, když je generátor nastaven na provozní rychlost.
To je v rozporu s typickým pohledem na nouzové energetické systémy, kde jsou záložní generátory chápány jako sekundární vůči elektrickému napájení ze sítě.
Elektronická ochrana zařízení
Počítače, komunikační sítě a další moderní elektronická zařízení potřebují k dalšímu provozu nejen napájení, ale také jeho stálý tok. Pokud napětí zdroje výrazně poklesne nebo úplně vypadne, tato zařízení selžou, i když ztráta výkonu je jen na zlomek sekundy. Z tohoto důvodu ani záloha generátoru neposkytuje ochranu z důvodu souvisejícího času spuštění.
K dosažení komplexnější ochrany před ztrátou se používá přídavné zařízení, jako jsou přepěťové ochrany , měniče nebo někdy kompletní zdroj nepřerušitelného napájení (UPS). Systémy UPS mohou být lokální (na jedno zařízení nebo jednu elektrickou zásuvku) nebo se mohou rozšířit po celé budově. Místní UPS je malá krabice, která se vejde pod stůl nebo telekomunikační stojan a napájí malý počet zařízení. UPS pro celou budovu může mít některou z několika různých forem, v závislosti na aplikaci. Přímo napájí systém zásuvek označených jako napájecí zdroj UPS a může napájet velké množství zařízení.
Vzhledem k tomu, že telefonní ústředny používají stejnosměrný proud, je bateriová místnost budovy obecně zapojena přímo do spotřebního zařízení a nepřetržitě se vznáší na výstupu usměrňovačů, které normálně dodávají stejnosměrné napětí usměrněné ze sítě. Když dojde k výpadku síťového napájení, baterie unese zátěž, aniž by bylo nutné přepínat. S tímto jednoduchým, i když poněkud drahým systémem, některé burzy od 20. let 20. století ani na okamžik neztratily napájení.
Struktura a provoz v inženýrských stanicích
V posledních letech se velké jednotky užitkové elektrárny obvykle navrhují na bázi jednotkového systému, ve kterém jsou požadovaná zařízení, včetně kotle, jednotky generátoru turbíny a jejího výkonu (zvýšení) a jednotkového (pomocného) transformátoru pevně spojena. jako jeden celek. Méně obvyklá sestava se skládá ze dvou jednotek seskupených společně s jedním společným pomocným stanicí. Protože každá jednotka generátoru turbíny má svůj vlastní připojený pomocný transformátor jednotky, je automaticky zapojena do obvodu. Pro spuštění jednotky jsou pomocné součásti napájeny jiným jednotkovým (pomocným) transformátorem nebo staničním pomocným transformátorem. Období přepnutí z prvního transformátoru jednotky na další jednotku je navrženo pro automatický, okamžitý provoz v době, kdy je třeba spustit nouzový systém napájení. Je nutné, aby napájení pomocných zařízení jednotky během vypnutí stanice (výpadek) neselhalo známý jako black-out, když dočasně selžou všechny běžné jednotky). Místo toho se během odstávky očekává, že síť zůstane funkční. Když nastanou problémy, je to obvykle způsobeno relémi pro zpětný výkon a frekvenčně ovládanými relé na rozvodných sítích kvůli vážným poruchám sítě. Za těchto okolností musí být spuštěna dodávka nouzových stanic, aby se zabránilo poškození jakéhokoli zařízení a aby se zabránilo nebezpečným situacím, jako je uvolňování plynného vodíku z generátorů do místního prostředí.
Ovládání nouzového napájecího systému
U nouzového napájecího systému 208 VAC se používá centrální bateriový systém s automatickým ovládáním umístěný v budově elektrárny, aby se zabránilo dlouhým napájecím vodičům. Tento centrální bateriový systém se skládá z olověných bateriových článků, které tvoří systém 12 nebo 24 V DC, a ze záložních článků, z nichž každý má vlastní nabíjecí jednotku. Potřebná je také jednotka pro snímání napětí schopná přijímat 208 V stř. A automatický systém, který je schopen signalizovat a aktivovat nouzový napájecí obvod v případě výpadku napájení stanice 208 V st.