besprekidno napajanje, hlupic, galetic-sec

8/18/2019 Besprekidno Napajanje, Hlupic, Galetic-sec

1/77

HRVATSKA KOMORA INŽENJERA ELEKTROTEHNIKE

Predavači:Mirko Hlupić, dipl.ing.el.Ivan Galetić, dipl.ing.el.

2012.

SUSTAVI ZA REZERVNUI BESPREKIDNUOPSKRBUPRIORITETNIHPOTROŠAČAELEKTRIČNE ENERGIJE

STRUČNI SEMINAR


2/77

SUSTAVI ZA REZERVNU I BESPREKIDNU OPSKRBUPRIORITETNIH POTROŠAČA

ELEKTRIČNE ENERGIJE

Mirko Hlupić , dipl. ing.

Ivan Galetić , dipl. ing.


3/77


4/77

3

Sadržaj1. UVOD.................................................................................................................................... 5

2. POVIJEST I RAZVOJ ........................................................................................................ 8

3. DIJELOVI SUSTAVA ZA BESPREKIDNO I PRI Č UVNO NAPAJANJE....................11

3.1. Elektroenergetski sustavi za napajanje i pri č uvno napajanje......................................... 11

3.2. Pojam “besprekidnost” ....................................................................................................... 11

3.3. Opskrba objekta elektri č nom energijom........................................................................... 12

3.4. Opskrba energijom do objekta........................................................................................... 13

3.5. Aku baterije – spremišta energije ...................................................................................... 14 3.5.1. Posljedice prekida energije i rješenje ......................................................... .................................. 15

3.6. Ispravlja č ki sustavi i jedinice.............................................................................................. 16 3.7. UPS ure đ aji za besprekidno napajanje.............................................................................. 18

3.7.1. Uvod...................... ................................................................... .................................................... 18 3.7.2. Vrste .................................................................. ................................................................... ........ 19 3.7.3. Način rada .................................................................... ................................................................ 20 3.7.4. Tehni čki podaci ........................................................... ................................................................. 23

3.7.4.1. Konstrukcija ................................................................... ...................................................... 23 3.7.4.2. Elektri čne karakteristike.................................... ................................................................... 24 3.7.4.3. Mjerenje i signalizacija ............................................................. ........................................... 24 3.7.4.4. Smještaj UPS ure đaja ............................................................. .............................................. 25 3.7.4.5. Uvjeti isporuke ............................................................... ...................................................... 25

3.7.5. Dinami čko postrojenje za besprekidno napajanje ............................................................ ............ 25

3.8. Elektroagregatska postrojenja ........................................................................................... 26 3.8.1. Uvod...................... ................................................................... .................................................... 26 3.8.2. Vrste .................................................................. ................................................................... ........ 27 3.8.3. Tehni čki podaci ........................................................... ................................................................. 28

3.8.3.1. Konstrukcija ................................................................... ...................................................... 28 3.8.3.2. Elektri čne karakteristike.................................... ................................................................... 30 3.8.3.3. Mjerenje i signalizacija ............................................................. ........................................... 30

3.8.4. Način rada .................................................................... ................................................................ 31 3.8.4.1. Pojedina čni rad DEA......................................... ................................................................... 31 3.8.4.2. Paralelni rad DEA .................................................................... ............................................ 32

3.8.5. Odabir vrste i broja agregata ............................................................ ............................................ 34 3.8.6. Smještaj agregata ................................................................... ...................................................... 34 3.8.7. Potrebna dokumentacija uz agregat....................................... ....................................................... 36

4. PLANIRANJE, PROJEKTIRANJE I IZGRADNJA........................................................ 37

4.1. Planiranje ............................................................................................................................. 37

4.2. Projektiranje ........................................................................................................................ 38 4.2.1. Projektni zadatak za elektroinstalacije poslovne gra đevine ......................................................... 38

5. ODABIR DIJELOVA SUSTAVA......................................................................................45

5.1. Osnovni zahtjevi za bateriju ............................................................................................... 45 5.1.1. Put prema odabiru adekvatne baterije ................................................................ ................................ 45

5.2. Zahtjevi za ispravlja č ki sustav ........................................................................................... 46

5.3. Zahtjevi za agregate ............................................................................................................ 47 5.4. Zahtjevi za UPS sustave ...................................................................................................... 49


5/77

4

6. ODRŽAVANJE SUSTAVA, UPRAVLJANJE I NADZOR..............................................51

6.1. Održavanje ........................................................................................................................... 51

6.2. Procesi održavanja............................................................................................................... 53

6.3. Popis aktivnosti na redovitom održavanju........................................................................ 54

6.3.1. Aku baterije................................................................... ............................................................... 54 6.3.2. Ispravlja č ki sustavi........ .................................................................... ........................................... 55 6.3.3. Stacionarni agregati.............................. ................................................................... ..................... 56 6.3.4. Sustavi UPS............................... .................................................................... ............................... 57

6.4. Nadzor i upravljanje............................................................................................................ 57

6.5. Knjiga održavanja napajanja, baterija i agregata............................................................ 59

7. ZBRINJAVANJE, RECIKLIRANJE I ZAŠTITA OKOLIŠA.......................................... 63

7.1. Uvod ...................................................................................................................................... 63

7.2. Recikliranje i zaštita okoliša ............................................................................................... 65

8. PROPISI I NORME IZ PODRU Č JA SUSTAVA ZA BESPREKIDNO NAPAJANJE.............................................................................67

8.1. Uvod ..................................................................................................................................... 67

8.2. Primjer sadržaja europskog vodi č a kroz UPS sustave CEMEP .................................... 68

8.3. Primjer promjene i prilagodbe normi International VRLA Batteries Standardsnovimuvjetima u poslovanju......................................................................................................... 69

8.4. Norme iz podru č ja olovnih aku baterija........................................................................... 70

8.5. Svi proizvo đ ač i olovnih aku baterija................................................................................. 71

9. TREND RAZVOJA SUSTAVA U BUDU Ć NOSTI..................................................... 73

9.1. Uvod ..................................................................................................................................... 73

9.2. Gorive ć elije......................................................................................................................... 73

9.3. Budu ć nost baterija.............................................................................................................. 75


6/77

5

1. UVOD Sigurno, kvalitetno i stalno napajanje električnom energijom jedan je od najvažnijih uvjeta za funkcioniranje svih građevina gdje ljudižive i rade. Zbog toga se danas ne može zamisliti niti jedanmoderni sustav u industriji, poslovnim građevinama, u područ jutelekomunikacija i informatike u kojemu nije predviđenopričuvno napajanje. Besprekidno napajanje i distribucija uslugakorisnicima mora biti omogućena i prilikom najavljenih inenajavljenih ispada javne distribucijske mreže.

Ovim seminarom prikazat će se sve faze planiranja,projektiranja, odabira, dizajniranja, održavanja i konačnozbrinjavanja nakon upotrebe svih uređaja za rezervno ibesprekidno napajanje i opskrbu važnih i prioritetnih potrošača.Na kraju će se prezentirati i koja je budućnost rezervnog ibesprekidnog napajanja električnom energijom.

Seminar je namijenjen u prvom redu projektantima, nadzorniminženjerima, investitorima i svima onima koji se baveizvođenjem radova ili održavanjem navedenih uređaja.

Elektroenergetski sustavi za opskrbu i napajanje bilo iz javne elektrodistribucijske mreže bilo izpričuvnih izvora napajanja služe za osiguranje kvalitetnog, pouzdanog i sigurnog napajanjaelektričnom energijom važnih i prioritetnih potrošača. Potrebna električna energija može bitiizmjeničnog ili istosmjernog napona.Da bi se to omoguć ilo, mora se osigurati rezervni ili besprekidni izvor električne energije, a prijelazmora biti bez prekida ili s minimalnim prekidom (na primjer startanje agregata do 15 sekundi). Svakiprekid ili ispad elektrodistribucijske mreže dulji od 50 milisekundi smatra se neostvarenabesprekidnost. To znač i da se kod svih potrošača koji su izrađeni od osjetljivih elektroničkihkomponenti takav prekid reflektira kao prekid funkcije te ulaze u stanje kvara i ispadaju iz rada.Besprekidnost može biti trajna ili vremenski ograničena, stoga su rješenja različ ita, ovisno o tomekakva se besprekidnost želi postić i i koja se raspoloživost sustava za rezervnu opskrbu električnomenergijom želi postić i.

Elektroenergetski sustavi za opskrbu i napajanje su:• sustavi za proizvodnju i prijenos električne energije (elektrane, trafostanice, dalekovodi)• elektrodistribucijska mreža izmjeničnog napona 400/230 V, TS 10(20) /0,4 kV, GRO ormari• uređaji za besprekidno napajanje izmjeničnim naponom 400/230 V (UPS sustavi i AC

distribucijski ormari)• uređaji i sustav za napajanje istosmjernim naponom od 24, 48, 60 i 220 V (aku baterije,

ispravljači, pretvarači i DC distribucijski ormari)• uređaji za rezervno napajanje (diesel električni agregati DEA, UPS uređaji, aku baterije).

U ovom seminaru detaljnoće biti obrađeni sustavi za rezervno besprekidno napajanje izmjeničnog iistosmjernog napona:

• diesel električni agregati DEA• uređaji za besprekidno napajanje UPS• akumulatorske baterije• ispravljač i i konvertori.

U svakodnevnom životu opskrba električnom energijom podložna je povremenim prekidima iliispadima, a i varijacije napona i frekvencije mogu odstupati od onih koje su definirane u svakomugovoru o isporuci električne energije s distributerom.

Razlikujemo sljedeće smetnje u napajanju:• prekid napajanja iz električne distribucijske mreže• nestanak napajanja u jednoj od faza•

propad napona• povišenje napona• trajno sniženje napona


7/77

6

• trajno povišenje napona• promjena frekvencije• utjecaj viših harmonika.

Priprema i distribucija usluga prema korisnicima mora biti omogućena i prilikom najavljenih inenajavljenih ispada javne elektrodistribucijske mreže. Da bi se to omoguć ilo, davatelj usluga mora

osigurati rezervni izvor električne energije.Pravilno planiranje i projektiranje glavni je preduvjet za kvalitetno dizajniranje i odabir sustava zapričuvno napajaje električnom energijom. Glavni preduvjet za pravilno planiranje je tehnološki programu kojem su predviđeni svi potrošač i koji trebaju biti napajani iz pričuvnih izvora napajanja, premavažeć im pravilnicima i propisima. Za izradu projekta potrebno je izraditi kvalitetan projektni zadatak naosnovi tehnološkog programa i projektnih zadataka za građevinsko-arhitektonski projekt kao istrojarski projekt, Zakona o prostornom uređenju i građenju i ostalim zakonima i propisima zaelektroinstalacije i uređaje te svih ostalih zakonima i propisima predviđenih sadržaja. Projekt trebasadržavati rješenje kojim se omogućava neprekinutost rada navedenihpotrošača bez obzira na to je li u javnoj elektrodistribucijskoj mreži došlo doprekida napajanja, pada napona ili ostalih poremećaja.

Za odabir sustava za rezervno i besprekidno napajanje važno je kvalitetnodizajniranje i odabiranje sustava za napajanje svih važnih i prioritetnihpotrošača u suvremenim telekomunikacijama i informatičkim tehnologijamakoje u svojem opsegu aktivnosti koriste najnovija tehnološka dostignuća.Najčešć i korisnici pričuvnog napajanja su:

• telekomunikacije - fiksni i mobilni operatori• energetski sustavi za proizvodnju i distribuciju električne energije• informacijske tehnologije i pružatelji internetskih usluga• industrija zabave• proizvođač i i distributeri radio/TV signala• bolnice, zdrastvene stanice• javne ustanove, trgovački centri• autoceste, zračne luke, željeznica• banke, pošte i ostale financijske institucije• državne službe (HV i MUP).

Za ostvarenje potpune sigurnosti napajanja električnom energijom koriste seu prvom redu javna elektrodistribucijska mreža i pričuvni izvori napajanja. Za pričuvno napajanjekoriste se diesel električni agregat (fiksni ili mobilni), akumulatorske baterije i besprekidni izvorinapajanja, uobičajenog engleskog naziva UPS (Uninterruptible Power Supply). Kod istosmjernihnapajanja koriste se naponi od 24 V do 220 V, dok se kod napajanja izmjeničnim naponom koristinapon od 400/230 V. Oni se mogu koristiti kao samostalni izvori pričuvnog napajanja ili u određenimkombinacijama kao integrirani sustavi napajanja. Stopostotna sigurnost pričuvnog napajanja postižese kada se koristi diesel električni agregat u korelaciji s UPS uređajem u jednom zajedničkom sustavu.Prilikom izgradnje novih građevina u kojima treba ostvariti sigurno, kvalitetno i stalno napajanjeelektričnom energijom potrebno je izraditi kvalitetan plan, i to tehnološki i financijski, a nakon togaprojektni zadatak i projektnu dokumentaciju za sve električne instalacije. Planom i projektom trebapredvidjeti rezervno ili besprekidno napajanje svih „kritičnih potrošača“ bez obzira na stanje napajanjaiz elektrodistribucijske mreže.

Građevine mogu biti različ itih namjena i sadržaja. Prema tome vidljivo je da je za projektiranje iizvođenje pričuvnih sustava napajanja potrebno izraditi Tehnološki program gdjeće biti definirani svitehnološki procesi i električni potrošač i. Potrebno je posebno definirati sve kritične i važne potrošačekoji trebaju rezervno ili besprekidno napajanje, odnosno za koje treba osigurati pričuvne izvorenapajanja.

To su obavezno:• svi telekomunikacijski sustavi•

informacijske tehnologije• svi važni prekidač i i rastavljač i• svi važni proizvodni procesi


8/77

7

• odašiljač i i veze• u bolnicama svi važni prostori (operacijske sale i sl.)• transportni sustavi (dizala i sl.)• sigurnosna i panična rasvjeta• alarmni i nadzorni sustavi• vatrodojava.

Osim odabira i dizajniranja potrebnih uređaja za rezervno i besprekidno napajanje, planom i projektompotrebno je predvidjeti održavanje i sve resurse koji osiguravaju kvalitetno održavanje. Također trebapredvidjeti i zbrinjavanje nakon upotrebe i kraja životnog vijeka.

Konačno, moramo konstatirati da se danas bez električne energije ne može živjeti i raditi te daprilikom nestanaka električne energije i prekida napajanja nastaju veliki problemi. Imamo primjere islučajeve iz nedavne prošlosti gdje su bili veliki i dugotrajni prekidi, i to u našoj zemlji (Dubrovnik),kada su čak i bolnice ostale bez ikakvog napajanja, ali i iz velikih industrijskih zemalja (Amerika, Japanitd.). Prekidi su trajali nekoliko dana i nač inili velike štete te se uvidjelo koliko su potrebni i važniuređaji za rezervno i besprekidno napajanje.


9/77

8

2. POVIJEST I RAZVOJLuigi Galvani (1737.-1798.) prvi je u povijesti 1780. godineregistrirao elektricitet prilikom eksperimenta na žabljimkrakovima. On je naime prilikom seciranja žabe, koja je bila

obješena o kuku od mesinga,čeličnim skalpelom dodirnuokuku i proizveo efekt trzanja žabljeg kraka. Međutim tek jeAlessandro Volta kasnije objasnio taj efekt i konstatirao da jekontakt dvaju metala, mesinga ičelika, proizveo električnustruju, a žablji krak bio je samo indikator struje.

Nakon otkrića elektriciteta i električne energije pojavila se potreba za akumulatorima električneenergije. Volta je 1800. godine promovirao na Francuskom nacionalnom institutu prvi izvor električneenergije dobiven kombinacijom metala i elektrolita - Voltinu bateriju.

Francuz Gaston Plante kostruirao je 1859. godine prvi upotrebljivakumulator. Planteov akumulator je olovni, tzv. „kiseli“. Kiseli je dobionaziv po elektrolitu, sumpornoj kiselini koja se upotrebljava u njegovuakumulatoru dok su ploče - elektrode izrađene od olova.

Akumulator je po definiciji kemijski izvor električne energije, a princip rada

je u osnovi skupljanje - akumuliranje električne energije potencijalno uobliku kemijske energije, s tim da se pri nabijanju postiže razlika u sustavudviju elektroda – polarizacija uslijedčega nastaje galvanski č lanak kojimože davati struju. Prema toj pojavi naziv za akumulatore je i „sekundarnič lanci“. Takvi akumulatori koriste se najčešće za rezervno napajanje, adaju se više puta prazniti i puniti. Za pravilan rad potrebno je da aktivnimaterijal na negativnoj elektrodi bude olovo, a na pozitivnoj elektrodi

olovni oksid, i to u pravilnom odnosu s elektrolitom, sumpornom kiselinom. Plante je to postizaoprocesom formiranja olovnih elektroda ponovljenim izbijanjem i nabijanjem. Godine 1881. CamileFuer, koji je bio njegov učenik, pronašao je znatno brži postupak izrade elektroda pastiranjem,postupkom premazivanja površine olovne ploče slojem fino razdijeljenih olovnih oksida. Iste godineVolckman je patentirao olovnu ploču u obliku olovnih rešetaka koje služe kao nosioci paste zaformiranje aktivnih supstancija. Nakon toga usavršen je i Planteov postupak formiranja elektroda ipovećana im je površina. Nazivni naponćelije je 2V. Već i napon postiže se serijskim spajanjem višećelija u akumulatorsku bateriju pa dobivamo napon 6, 12, 24 do 220 V AC (istosmjerni napon).

Velika težina Planteova olovnog akumulatora predstavljala je značajan problem, u prvom redu zapogon električnih vozila. Stoga su Edison i Jungner krajem 19. stoljeća izumili lagane alkaličneakumulatore. Oni su za pozitivnu ploču upotrijebili nikal, a kao elektrolit alkalijsku lužinu. Za negativnuploču Edison je upotrijebio željezo, a Jungner kadmij.

Godine 1866. francuski električar Laclanche izumio je drugi tip baterije gdje je primijenio fizikalno-kemijsku reakciju kojom se na negativnom priključku nagomilavaju slobodni elektroni kojićenedostajati na pozitivnom priključku. Taj uč inak postiže se u laclancheovuč lanku koji se uobičajenozove baterijskič lanak. On se sastoji od elektrode - tuljka od cinka u koji se smješta elektrolit u koji jeuronjen ugljeni štapić . Takav č lanak će fizikalno–kemijskim procesom u elektrolitu stvoriti razlikupotencijala - napon od 1,5 V na svojim izvodima.


10/77

9

Ovakvi baterijskič lanci koji su odmah spremni za upotrebu zovu se „primarnič lanci“. Služe najčešćeza baterijske svjetiljke i sl., a nakon što se isprazne, više se ne koriste.

Planteov izum, olovni akumulator, koristi se već 150 godina, sve do današnjih dana te je do nedavnobio neizbježan element za opskrbu istosmjernom strujom, odnosno za rezervno i besprekidnonapajanje. To su klasične „otvorene baterije“ s velikim isplinjavanjem pa je postojala mogućnost

stvaranja plina „praskavca“ koji se stvarao prilikom punjenja baterija. Zbog te opasnosti klasičnebaterije, koje se još nazivaju OPZS, trebale su se smještati uz velike mjere opreza. To znač i da su bileu posebnim prostorijama odvojene od potrošača. Prostorije su trebale biti dobro ventilirane, i to petizmjena zraka na sat. Sva električna instalacija, rasvjeta i uređaji trebali su biti u protueksplozijskojzaštiti, tj. „S“ izvedbi. Osim toga prostorije su se trebale uređ ivati u materijalima (keramičke ploč ice,boje) otpornim na kiseline. Trebalo je izvesti i posebne šahtove za odlijevanje kiselina. Baterije su seobično smještale u podrume, a nosivost podova trebala je iznositi najmanje 15 kN/m2.

Međutim, moderna nova izvedba akumulatora ventilom regulirana VRLA ne zatijeva niti jednu mjerukoja je bila potrebna kod „klasičnih“ akumulatora. Kod njih je isplinjavanje zanemarivo malo te semogu smještati zajedno s uređajima u zajednički prostor. Kod UPS uređaja mogu biti smještene i usamom uređaju. Za njih je potrebna minimalna ventilacija, no kod već ih UPS uređaja potrebna jeklimatizacija jer se javlja disipacija odnosno grijanje, i to oko 10% instalirane snage. Propisana i

optimalna temperatura je za sve aku baterije temperatura okoline 200

C.Danas se još upotrebljavaju litij-ionske baterije, u prvom redu za pogon automobila, ali i za mobilneuređaje. Do danas su često u upotrebi bile i Ni-Cd (nikal-kadmij) baterije, ali Europska ih je unijaproglasila ekološki neprihvatljivima. Zato ih treba izbjegavati gdje god je to moguće. Postoje i drugitipovi baterija, ali oniće biti opisani u poglavlju „Aku baterije“. Osim njih, vrlo važnu funkciju danas i ubudućnosti imatće i gorivećelije, također za pogon automobila, mobilnih uređaja i sl.

Govoreć i o razvoju UPS uređaja, moramo napomenuti da su se moderni UPS uređaji pojavili u novijevrijeme. Do 1970. godine za neprekidno su se napajanje upotrebljavale dinamičke rotacijske grupetipa NOU-BREK. One su služile za napajanje važnih i prioritetnih potrošača stalnim stabiliziranimizmjeničnim naponom i frekvencijom. Dinamičku rotacijsku grupuč ine:

• sinkroni generator• asinkroni motor• zamašnjak velike mase• diesel motor• elektromagnetska sklopka.

Asinkroni motor spregnut je na istojosovini sa zamašnjakom velike mase idiesel motorom s elektromagnetskomsklopkom preko koje se spaja sazajedničkom osovinom ostalog dijelapostrojenja ili odvaja od nje. Sinkronigenerator stalno napaja potrošače.Preko invertora i pretvarača mogao sedobiti i istosmjerni napon.

Što se tiče diesel električnih agregata zanapajanje izmjeničnom strujom 400/230V, detaljan opis prezentirat će se u

poglavlju „Elektroagregati za rezervno napajanje“. Ovdjeće se samo naglasiti da se nastanak dieselelektričnih agregata može zahvaliti u prvom redu Nikoli Tesli koji je postavio temelje izmjeničnoj struji ielektričnim rotacijskim strojevima izmjenične struje i Dieselu koji je konstruirao prvi diesel motor.Razvojem sinkronih generatora kao i diesel motora u 20. stoljeću došlo se do modernih dieselelektroagregata DEA koji su nezamjenjivi u rezervnom napajanju. Danas ne postoji niti jedna djelatnost gdjeljudi žive i rade, a gdje nije potreban DEA. Današnji agregati opremljeni su sofisticiranim elektroničkimuređajima za automatski start, regulaciju napona i upravljanje radom. Buka je smanjena na najmanjumoguću mjeru.


11/77

10

Na kraju ćemo spomenuti izum Nikole Tesle zaprikupljanje električne energije iz atmosfere. U tusvrhu on je konstruirao „Teslin toranj“ -Tesla tower kojim je skupljao električnu energiju iz „svemira“,odnosno iz okoline i akumulirao je na Teslinu

stupu. Iz stupa ju je opet slao u okolni prostor - uatmosferu u obliku elektromagnetskih valova, kojase mogla dohvatiti na bilo kojem mjestu na zemlji.On je čak uspio u jednom eksperimentu u Americi.Nakon toga prekinulo se nažalost s takvim

eksperimentima. Konačno možemo ustvrditi: da je Tesla uspio sasvojim izumom, ne bi bili potrebni rezervni izvori za napajanje jer bi usvakom trenutku i na svakom mjestu na zemlji bilo moguće stalnokoristiti električnu energiju.


12/77

11

3. DIJELOVI SUSTAVA ZA BESPREKIDNO I PRIČUVNONAPAJANJE

3.1. Elektroenergetski sustavi za napajanje i pri č uvno napajanjeElektroenergetski sustavi za napajanje i pričuvno napajanje važnih potrošača i usluga koje seproizvode i distribuiraju prema korisnicima služe za osiguranje kvalitetnog, pouzdanog, sigurnog ibesprekidnog napajanja električnom energijom u svim uvjetima i događajima koji su potencijalno irealno moguć i ako javna elektrodistribucijska mreža izađe izvan dopuštenih tolerancija ili je u kraćemili dužem prekidu, neovisno o tome je li taj događaj bio planiran (npr. održavanje i servisiranjetrafostanica, dalekovoda…) ili je posljedica više sile (udarac groma, požar, poplava, nevrijeme,snijeg…) ili pak kvara na sustavu (pregaranje osigurača, zemljospoj, kvar na opremi…), odnosnoposljedica ljudske nepažnje prilikom poslova održavanja.

Potrebna električna energija može biti izmjeničnog ili istosmjernog napona, ovisno o tome kakve suizvedbe potrošač i koji se njome opskrbljuju. Velič ina i tolerancije izmjeničnog napona koji primarno

osigurava i isporučuje elektrodistribucijska kompanija (HEP) u Hrvatskoj je 3 x 400/230 V, +/-10%.Napon se distribuira putem trafostanica 10 (20) / 0,4 kV putem napojnih i distributivnih vodova.

Istosmjerni naponi koji se koriste nazivnih su velič ina 12 V, 24 V, 48 V, 60 V.

Elektroenergetske sustave za napajanje i pričuvno napajanje možemo podijeliti u sljedeće skupine ikategorije:

1. uređaji i sustavi za napajanje objekata izmjeničnim naponom iz lokalne elektrodistribucijskemreže (trafostanica TS, glavni razvodni ormar GRO)

2. uređaji i sustavi za napajanje potrošača izmjeničnim naponom, opć i i nužni potrošač i (ACrazvodni ormari opće i nužne potrošnje, katne razdjelnice…)

3. uređaji i sustavi za napajanje potrošača besprekidnim istosmjernim naponom (ispravljač i,pretvarač i, DC distribucijski ormari, stacionarne aku baterije…)

4. uređaji i sustavi za pričuvno izmjenično napajanje (stacionarni i mobilni diesel električki

agregati, UPS sustavi, AC distribucijski ormari...)5. obnovljivi izvori, uređaji i sustavi (vjetrogeneratori, solarni izvori, gorivnećelije,…)

U ovom će predavanju biti naglasak na uređajima i sustavima kojima se omogućava osiguranjebesprekidnog napajanja svih vitalnih potrošača, a to su oni navedeni u prethodnim točkama 3. i 4. i oniće biti detaljno obrađeni. Trafostanice, glavni i pomoćni razvodni ormari, katne razdjelnice bitćeobrađeni samo s osnovnim podacima potrebnim za osiguranje osnovnih uvjeta za rad uređaja isustava iz točaka 3. i 4., a obnovljivi izvori energije nabrojatće se i obraditi u posljednjem poglavlju, narazini informacije.

U suvremenim tehnološkim sustavima, kao npr. u telekomunikacijama i informatičkim tehnologijamakoje u svojem opsegu aktivnosti koriste najnovija tehnološka dostignuća i rješenja, jedan je odnajvažnijih segmenata poslovanja osiguranje usluga svim svojim korisnicima uvijek i svugdje. Jedino

se takvim pristupom mogu dobiti novi korisnici i zadržati postojeć i korisnici usluga. Usluge kojemoderni operatori nude su glasovne, informacijske te iz područ ja zabave i svima je spomenutapotreba obvezna. U bolnicama i aerodromima situacija je slična, a u važnim tehnološkim procesima uproizvodnim pogonima također se mora osigurati trajna prisutnost električne energije. Usvakodnevnom životu opskrba električnom energijom podložna je povremenim prekidima ili ispadima,a i varijacije napona i frekvencije u stvarnom životu mogu odstupati od onih koje su definirane usvakom ugovoru o isporuci električne energije s distributerom. Priprema i distribucija usluga premakorisnicima mora biti omogućena i prilikom najavljenih ili nenajavljenih ispada javneelektrodistribucijske mreže ili izlaska navedene izvan dozvoljenih granica.

3.2. Pojam “besprekidnost”Da bi se sve prethodno navedeno omoguć ilo, moderni operatori informatičkih i telekomunikacijskihusluga, kao i svi ostali davatelji različitih usluga (tehnička zaštita, aerodromi, bolnice, tuneli, tehnološkiprocesi u proizvodnji, laboratorijima, institutima….), moraju osigurati rezervni izvor električne energije, a


13/77

12

prijelaz s primarnog AC izvora na rezervni izvor energije mora biti bez prekida.Besprekidnost možebiti vremenski ograni č ena ili trajna pa su i rješenja koja koriste različ iti operatori i davateljiinformatičkih i ostalih usluga različita ovisno o tome kakva se besprekidnost želi postići i koja seraspoloživost sustava za rezervnu opskrbu električnom energijom želi osigurati, a što je sve u izravnojvezi sa željom operatora da njihova usluga bude prisutna i kada javne elektrodistribucijske mreže nemaili je izvan dopuštenih tolerancija.

Besprekidnost napajanja odgovarajuć im naponom treba osigurati uz pomoć pričuvnih izvora energije -akumulatorskih baterija, a besprekidnost je vremenski ograničena ovisno o velič ini i kapacitetupriključenih baterija i potrošnji sustava za koje baterije služe.

Vremenski neograni č ena besprekidnost (trajna besprekidnost) osigurava se uporabom stacionarnihelektričnih agregatskih uređaja koji se, uz odgovarajuće akumulatorske baterije, upotrebljavaju kaopričuvni izvor neograničenog vremena rada.

Trajnu besprekidnost napajanja prioritetnih sustava i potrošača treba osigurati za sve predaje iopremu koji služe davanju usluga koje ne smiju nikad biti u prekidu, i to ugradbom više stacionarnihdiesel električkih agregatskih predaja te kapacitetom akumulatorskih baterija dostatnim za najmanje 1ili 2 sata pričuve pri najvećem strujnom opterećenju. Navedena satna pričuva ovisi o tome koliko jestacionarnih agregata na lokaciji, kako su međusobno spojeni te o odluci davatelja usluga o riziku na

koji je spreman.Za sve važne potrošače potrebito je ugrađ ivati dva (ili više) stacionarna agregatska postrojenja koji su jedno drugom pričuva te napraviti priključak za pokretni električni agregat. Energetski priključak takvogobjekta treba izvesti iz zasebne NN transformatorske postaje koja mora napajati dva nezavisna VNizvora.

Navedeni se tehnički uvjeti i preporuke koriste za najviši rang usluga prema korisnicima,č ime davateljusluga osigurava trajnu besprekidnost davanja svojih usluga.

3.3. Opskrba objekta električ nom energijomElektrična energija iz trafostanice u objekt ulazi preko glavnog razvodnog ormara (GRO) iz kojega se

dalje dijeli u dvije osnovne grupe: prema važnim, prioritetnim, nužnim potrošač ima (GRN) i premamanje važnim, opć im potrošač ima (GRO). Važni su potrošač i oni koji energiju moraju imati uvijek kakobi davatelj usluge imao mogućnost neprekidnog davanja usluga svojim korisnicima neovisno oprisutnosti javne elektrodistribucijske mreže. U tu se grupu ubrajaju svi sustavi informatike, nadzora iupravljanja, telekomunikacijski sustavi, sustavi za obračun usluga, nadzorni, protupožarni,protuprovalni sustavi i sustavi klimatizacije spomenutih potrošača kao i sustavi rasvjete u prostorijamavažnih potrošača.

Svi ostali, manje važni potrošač i, opskrbljuju se energijom iz javne elektrodistribucijske mreže, a u tugrupu potrošača spadaju uredski prostori, rasvjeta, komforni rashladni sustavi, sustavi centralnoggrijanja, dizala u objektima i sve utičnice opće namjene. Ukoliko ima dovoljno snage na instaliranimstacionarnim agregatima, preporuka je da se i dio dizala (ili sva dizala) također spoje na razvodenergije važnih potrošača GRN.

Osnovni naponi koji se danas koriste u telekomunikacijskoj i informatičkoj tehnologiji su 24, 48 i 60 VDC i 400/230 V AC i njihovu je prisutnost potrebno osigurati uvijek i bez prekida. Princip je da sevanjska, primarna energija iz elektrodistribucijske mreže pohranjuje u pričuvnim rezervoarima energije,a to su aku baterije. Naponske velič ine i oblik pretvaraju se iz AC oblika u DC oblik putem ispravljačkihsustava i tako pretvorena energija skladišti se u baterijama, koje potom pohranjenu energiju dajupotrošač ima kada primarne AC energije nestane ili je izvan dopuštenih velič ina. Prijelaz s vanjskogAC izvora energije na pričuvni, DC izvor (baterije) odvija se bez prekida pa su tako potrošač i energijeuvijek opskrbljeni potrebnom količ inom energije i nebitno je iz kojeg je izvora ta energija.

Kvalitetu i neprekidnost osiguravaju upravljački sustavi integrirani u pretvaračke sustave koji nadzirusva stanja ulazne i izlazne energije, upravljaju njima, prate i daju informacije o alarmnim stanjima tespremaju sve prikupljene podatke radi daljih analiza, zaključaka i korekcija. Također upravljaju ikolič inom i kvalitetom energije potrebne za nadopunjavanje aku baterija, a po potrebi upravljaju i


14/77

13

periodičkim probama kapaciteta baterija. Štite sustav i potrošače od svih podnapona, prenapona,tranzijenata i svih ostalih neželjenih pojava koje se mogu dogoditi.

Zbog potrebe osiguranja visoke pouzdanosti, raspoloživosti i sigurnosti, DC se energija pohranjuje unajmanje dvije ili više baterija, a njih pune ili nadopunjavaju najmanje tri ili više ispravljača. Upravljačkii alarmni sustav povezan je petljom pa se sva radna i alarmna stanja prikupljaju s dvije strane i bilo

koji kvar ili prekid na petlji nema za posljedicu gubitak informacije o stanju sustava i dijelova sustava.Količ ina energije u aku baterijama ograničena je kapacitetom baterija i mijenja se (smanjuje) sastarošću baterija, odnosno nije neograničena, pa ju je potrebno dopunjavati i u slučaju dužeg ispada izrada javne elektrodistribucijske mreže. Za tu su namjenu instalirani stacionarni diesel električkiagregati (SDEA), koji započ inju raditi odmah nakon ispada javne AC mreže ili izlaska izvan dopuštenihvelič ina i kvalitete i mogu dati potrebnu energiju svim važnim potrošač ima (i baterijama) 15-aksekundi nakon starta.

Stacionarnim agregatima upravlja njihova automatika putem koje se osigurava kvalitetan napon ifrekvencija na sabirnicama prioritetnih potrošača u GRN. Najmanje su dva agregata ili više njih i njimase proizvodi energija dostatna najmanje za tjedan dana rada svih prioritetnih potrošača, neovisno otome ima li javne AC mreže. Zbog te je namjene u objektu ugrađen i sezonski spremnik goriva,

kapaciteta dostatnog za 7-10 dana rada (ovisno o procjeni rizika od ispada iz rada), a pristupni putcisternom goriva mora biti uvijek raspoloživ.

Energija proizvedena stacionarnim agregatima služi kao pričuvna energija i potrošač ima koji su važni,no nisu u režimu “neprekidnosti”, odnosno ne smeta im prekid u radu od nekoliko desetaka sekundi, ato su klima sustavi, sustavi ventilacije i eventualno dizala (ili jedno od njih) u zgradi. Ti se potrošač iopskrbljuju energijom direktno sa sabirnica GRN (na koje dolazi i agregatski napon) i nemaju posebnihspremišta energije – aku baterija – koje služe isključ ivo za osiguranje neprekidnosti opskrbe uvremenskom periodu od nestanka primarne AC energije i trenutka kada se energija potrošač imaosigurava preko stacionarnih diesel električkih agregata.

Za slučaj potrebe servisiranja, remonta, zamjene ili proširenja agregatskih jedinica, odnosno sustava,automatika koja upravlja radom agregata može se isključ iti i agregati se stave u režim rada “ručno”, uzblokadu primanja energije iz javne AC mreže. Osim navedenoga, obvezno je izvesti i priključak zapokretni agregat kojim se može riješiti i slučaj većeg kvara ili zamjene postojeć ih stacionarnihagregata.

Zbog toga svaki davatelj različ itih usluga, proizvodni pogon, aerodrom, bolnica i sve slične tehnološkecjeline, obvezno mora imati u pričuvi i pokretni agregat odgovarajuće snage, najčešće u zaštićenomkontejneru (problem buke) kako bi ga mogao dovesti i priključ iti na spomenuti priključak. Pokretniagregat također mora imati opcije “automatski rad” i “ručni start”, sve kako, i u slučaju njegovakorištenja, ne bi bio narušen princip neprekidnog osiguranja energije. Snaga i broj pokretnih agregataovise o procjeni rizika svakog investitora i njegovim financijskim mogućnostima, kao i o organizacijislužbe intervencija te rasprostranjenosti lokacija koje su u programu intervencija. Dostupnostpokretnog agregata je u režimu 24/7/365 i on mora uvijek biti spreman i ispitan, kako bi bez problemapreuzeo ulogu pričuvnog izvora energije za slučaj potrebe. Lokacije na kojima se smješta pokretniagregat odabiru se temeljem procjene rizika i dostupnosti do kritičnih objekata u najkraćem mogućemvremenu. Pokretni agregati mogu biti na vlastitoj prikolici ili ugrađeni na vozilo te ako su na prikolici,mora se definirati i vozilo kojeće transportirati takav agregat do mjesta intervencije. Rezervoaragregata mora biti napunjen i startne baterije provjerene i ispravne.

3.4. Opskrba energijom do objektaPriključak objekta na javnu elektrodistribucijsku mrežu ostvaruje se preko trafostanice sagrađeneupravo za tu namjenu. U trafostanici, koja pretvara VN 20 ili 10 kV u NN 0,4 kV, moraju biti ugrađenatri transformatora, i to u paralelnom radu, kako bi se ostvarila maksimalna pouzdanost, raspoloživost isigurnost u opskrbi važnog telekomunikacijskog objekta. Upravljanje radom, svi uklopi/isklopi isinkronizacija s naponskim/frekvencijskim vrijednostima u objektu je nužnost i uvjet kao i nadzor svih

alarmnih i radnih stanja, dijeljenja tereta, pregrijavanja, kratkog spoja i dr.


15/77

14

Pri servisu, remontu, zamjeni ili proširenju transformatora kompletan teret preuzimaju dvatransformatora i oni osiguravaju potrebnu energiju objektu, pa je i rješenje fleksibilno.

Visokonaponski priključak spomenutih trafostanica mora biti realiziran s dva neovisna VN priključka,što daje dodatnu sigurnost, pouzdanost i raspoloživost. Navedena nužnost povećava troškoveinvesticija u velikoj mjeri, pogotovo u velikim gradovima, ali je preduvjet za postizanje trajne

neprekidnosti u opskrbi električkom energijom svih vitalnih potrošača kod nekog od davateljainformatičkih ili telekomunikacijskih usluga, proizvodnog pogona, aerodrome, bolnice, i sl.

Izvori energije kojima se osigurava energija izvan objekta, kao i razvod energije unutar objekta,prikazani su na blok shemi:

3.5. Aku baterije – spremišta energijeOsnovna namjena aku baterija je uskladištiti energiju kada je prisutna iz javne elektrodistribucijske

mreže te osigurati električnu energiju korisnicima razli

čite opreme, sustava ili jedinica za vrijemeprekida u isporuci javne elektrodistribucijske mreže, kvara na mreži ili izlaza iz definiranih granica, koji

su moguć i u svakom trenutku eksploatacije. Električna energija, proizvedena u elektranama (hidro-,termo-, nuklearne…), transformirana u viši naponski nivo, distribuirana putem dalekovoda i ponovnotransformirana na “radni” napon te dostavljena svakom fiksnom potrošaču, nije raspoloživa ibesprekidna u svakom trenutku (raspoloživost 100%), već je zbog različ itih vanjskih utjecaja (kvarovi,gubici u distribuciji, preopterećenja, grmljavina, planirani remonti i servisi, tranzijenti, starostisustava,…) njena raspoloživost u praksi statistički gledano tek 99,95 %, odnosno na bazi jednog dana(24 sata x 60 minuta) javna energija nije u svojim granicama i nije u potpunosti dostupna prosječno0,72 minute dnevno.

Dakle, prosječno 43 sekunde svakog dana javna elektrodistribucijska mreža je izvan propisanihtolerancija ili je u prekidu njezina isporuka. Za već inu opć ih potrošača takvo stanje prekida je

beznačajano jer svojom tromošću na tako male smetnje ne stignu niti registrirati ispad, no za važne inužne potrošače svaki ispad duži od 50 milisekundi tretira se kao neostvarena besprekidnost.Navedeni vremenski iznos od 43 sekunde statistički je podatak i nije istovremeni i kontinuirani prekid u

VN 1, 20(10)

VN 2, 20(10)

TS

3x400/230 V

OBJEKT- rasvjeta- utičnice- dizala- komforna

klima

OP APOTROŠNJA

VA NAPOTROŠNJA

M

MOBILNI DEA

3x410/230

M

(2 ili više)

3x400/230

ACrazvodza UPSsustave

AC razvodzatehnološkeklima

AC razvodzaispravljač kesustave AC/DC

BAT

DCrazvod

AC/DC DC/AC

BAT

ACrazvod

tehnološkiklimasustav


16/77

15

tom trajanju, već je skup svih kratkotrajnih prekida ili smetnji, koje već ina korisnika uopće i ne osjeti.Taj je iznos dakle ukupni prosjek za područ je Hrvatske, dobiven mjerenjima i podacima za razdoblje2008. – 2010.

3.5.1. Posljedice prekida energije i rješenje

Već ina današnjih potrošača koji su konstrukcijski izrađeni od osjetljivih elektroničkih / informatičkihkomponenti svaki takav ispad “osjeća” kao prekid, izlazi iz radnog režima, ulazi u stanje smetnje ilikvara i nisu u potpunoj radnoj funkciji ili se nalaze u režimu ispada iz rada. U takvim slučajevima trebaih ponovno uključ iti (automatski ili ručni restart) i potrebno je neko vrijeme za ponovno uspostavljanjesvih radnih stanja. Vrijeme potrebno da se uspostavi trajno stanje iznosi od nekoliko desetakasekundi, a najčešće traje oko minute, dok se ne pokrene rezervni diesel električni agregat (akopostoji), ne stabiliziraju se izlazne karakteristike napona i frekvencije i u potpunosti ne preuzmecjelokupni teret. Za složenije i veće elektroničke / informatičke sustave, ako je bilo ispada iz rada,podizanje – restart sustava traje i satima jer je potrebno, radi provjera svih internih memorija i dijelovasustava, ispoštovati cijelu proceduru dovođenja sustava u normalno, radno stanje.

Ako se putem takvih sustava ostvaruju neki prihodi nuđenjem različ itih usluga, proizvodnjom nekogprodukta i slično, krajnji je korisnik oštećen i nezadovoljan stanjem te u pravilu napušta takvogdavatelja usluga i traži onoga kod kojega takvih prekida nema.

Da bi se riješio opisani problem, potrebno je imati osiguran besprekidan izvor energije u kojem jeenergija uskladištena i koji se koristi upravo prilikom navedenih smetnji te osigurava kontinuitet udavanju usluga korisnicima onih davatelja usluga koji su uložili dodatna sredstva da bi riješili uočenenedostatke i osigurali stvarnu besprekidnost u davanju svojih usluga. Takvih je davatelja usluga danassve više jer su i kupci postali zahtjevniji, a velika već ina tih kupaca ostvaruje tim rješenjem nužnepreduvjete za nuđenje svojih usluga nekim treć im korisnicima.

Spremište takve energije upravo je aku baterija. Energija koja je uskladištena u aku bateriji za vrijemeispada ili izlaska izvan dozvoljenih tolerancija javne elektrodistribucijske mreže jedini je izvor energijeza potrebe funkcioniranja različ itih potrošača i želja je korisnika da se koristi za cijelo vrijeme dopovratka javne elektrodistribucijske mreže u normalni režim rada.Aku baterija služi i kao izvor električne energije za potrošače koje korisnik koristi kada je u pokretu iizvan je mogućnosti korištenja javne elektrodistribucijske mreže, odnosno tada ona služi kao osnovni i jedini izvor energije. Takvih uređaja svakim je danom sve više i potreba za takvom vrstom energetskihizvora raste gotovo dnevno.

Stoga aku baterije za potrošače kojima je energija potrebna uvijek i svugdje možemo podijeliti u dvijeosnovne grupe: primarni i sekundarni izvor energije. Težište ovog predavanja bitće nasekundarnim izvorima, dakle na baterijama koje spremaju energiju u vrijeme prisustva javneelektrodistribucijske mreže (ili ako se energija proizvodi putem obnovljivih izvora primarne energije –vjetar-sunce), a isporučuju uskadištenu energiju za vrijeme ispada opskrbe iz javne mreže ili izlaskaparametara primarne energije izvan dopuštenih tolerancija (različ iti tranzijenti, štetni harmonici i sl.).Sekundarne baterije mogu biti različ itih tehnoloških izvedbi i rješenja, različ itih nač ina izvedbe ismještaja, a u radu su obrađene baterije tipa VRLA (ventilom regulirane olovne baterije), i to vrsteizvedbe AGM (baterije s apsorbiranim elektrolitom), odnosno DRYFIT (baterije s gelom umjestotekućeg elektrolita).


17/77

16

3.6. Ispravljač ki sustavi i jediniceDa bi se izmjenični napon javne elektrodistribucijske mreže 3x400/230 V, 50 Hz mogao koristiti zapunjenje baterija u vrijeme kada javne mreže ima i unutar je dopuštenih granica tolerancije, mora sepretvoriti u napon kojim se pune baterije, a to je istosmjerni napon. Elementi koji takvu pretvorbu radesu ispravljačke jedinice i sustavi. Najpoznatiji električni spoj kojim se navedena pretvorba osigurava je

sljedeći:

Navedeni spoj, poznat pod nazivom “gretzov spoj” odnosno “most s punovalnim ispravljačkimsklopom”, radi na sljedećem principu: krug sčetiri diode prikazan na slici služi za punovalnoispravljanje ulaznog AC napona cijelog sekundara transformatora. Cijeli je DC sustav galvanskiodvojen od ulaznih parametara pa je i sigurnost potrošača na izlazu veća, a anomalija na izlazu nećeuništiti transformator. Da bismo objasnili kako most funkcionira i osigurava struju samo u jednomsmjeru, pogledajmo sliku u kojoj smo smjestili teret u sredinu, a diode su označene D1 – D4.

Tijekom pozitivne poluperiode, prikazano crvenom bojom, vrh transformatora pozitivno je nabijen, štoznač i da se elektroni s donje strane trafoa kreću preko diode D3, prolaze kroz teret (obavljaju rad),potom preko diode D2 odlaze prema trafou. Smjer struje kroz potrošač prikazan je crvenom strelicom.U isto vrijeme diode D1 i D4 su u protuspoju pa ne mogu provesti nikakvu struju. Tijekom negativnepoluperiode vrh transformatora je negativan pa su diode D1 i D4 u spoju kada provode struju(označeno plavim strelicama) i kroz potrošač teče struja (označena plavom strelicom) u istom smjeru.U oba slučaja struja kroz potrošač uvijek je u istom smjeru, što je i pravi smisao ovog spoja.

Ispravljačke jedinice i sustavi,č ija je osnovna svrha pretvaranje AC napona u DC napon potreban zarad elektroničke opreme i potrošača te punjenje aku baterija, razvijale su se kroz povijest u različ itimtehnologijama, izvedbama i rješenjima. Od starih selenskih ispravljača, preko diodnih ispravljača, kojisu bili ogromnih dimenzija i težina, preko tiristorskih ispravljača pa sve do impulsnih ispravljača sultrazvučnom radnom frekvencijom, ispravljač i su uvijek bili “nužno zlo” potrebno da se transformira jedan oblik napona u drugi, a sve zbog potrebe osiguranja DC napona koji je potreban aku baterijikoja je osnovni izvor energije u svakom besprekidnom sustavu pričuvnog napajanja.

Osim osiguranja potrebnog napona, za ispravljače je bitna i njihova masa te volumen, što je izuzetnovažno ako znamo da je želja svakog investitora da sve sustave smješta u istu prostoriju, te da gabaritiopreme budu što manji. Jedinica kojom iskazujemo odnos nazivne izlazne snage ispravljača i njegovavolumena naziva se specifična snaga i izražava se u W / dm3, odnosno odnose ispravljača možemoprikazivati i omjerom nazivne izlazne snage i mase ispravljača pa se takav omjer prikazuje jedinicom W / kg.

Manji volumen znač i uštedu u skupom prostoru, a manja masa omogućava manje opterećenje poda,olakšava transport i ubrzava montažu, odnosno osigurava ekonomsku isplativost ulaganja u novije

tehnologije. Kolika su poboljšanja omogućena razvojem tehnologije, najbolje je prikazano krozispravljač nazivnog napona 48 V DC i izlazne struje 25 A, odnosno snage 1.200 W.


18/77

17

Stari diodni ispravljač , koji je bio dimenzija60x60x108 cm, imao je specifičnu snagu 5 W/dm3,tiristorski ispravljač istog nazivnog napona i struje je specifične snage 25 W/dm3. Ispravljač i simpulsnim upravljanjem specifične su snage 48W/dm3, dok današnja najnovija tehnologija

omogućava specifične snage iznad 100 W/dm3

.Kako se takva gustoća snage po jedinici volumenamogla ostvariti? Na mrežni transformator otpadapribližno 50% težine starog tiristorskog ispravljača.Zadatak mrežnog transformatora jest pretvoritimrežni izmjenični napon 230 V na niži nivo,pogodan za ispravljanje s tiristorima. Drugi mu jevažan zadatak galvansko odvajanje izlaznog dijelaispravljača od mreže, kako bi se povećala sigurnostcijelog sustava odnosno onemoguć io povremeninegativni utjecaj s mreže na potrošače i istidodatno zaštitio. Kako se preko transformatora

prenosila cjelokupna snaga izvora, on je nužno imao velike dimenzije i težinu.Kod impulsnih ispravljača mrežni transformator ne postoji, nego se mrežni napon izravno ispravljaGraetzovim mostom, tako da se dobije istosmjerni pulzirajuć i napon, koji se potom filtrira u sklopu kojise zove predstabilizator i koji služi kao jedna vrsta impulsnog pretvarača. Osobina mu je da jeistosmjerni napon koji on generira već i od vršne vrijednosti ulaznog napona. Na svojem izlazupredstabilizator generira stabilan istosmjerni napon 400 V, kojim se napaja sljedeć i sklop, invertor,č iji je zadatak da taj napon pretvori u širinski modulirane impulse koji se onda transformiraju na nižinapon, ispravljaju i filtriraju, da bi se na izlazu dobio stabilni istosmjerni napon (24, 48, 60 V). Radna jefrekvencija invertora 40 – 100 kHZ, pa ispravljače s takvom tehnologijom ispravljanja nazivamo iimpulsni ispravljač i. Sve navedeno prikazano je na slici:

Za transformiranje impulsa i galvansko odvajanje izlaza ispravljača od mreže služi transformatorsnage, no kako je volumen transformatora za istu snagu obrnuto proporcionalan radnoj frekvenciji,oč ito je daće volumen transformatora kod impulsnih ispravljača biti neusporedivo manji od onoga kodtiristorskih ispravljača s radnom frekvencijom 50 Hz. Na radnim frekvencijama od 40 – 100 kHz nijeviše moguće upotrebljavati transformatore sa željeznom jezgrom, nego se koriste posebne feritne jezgre koje moraju imati velike indukcije zasićenja i vrlo uske petlje histereze. Zahvaljujuć i visokoj

radnoj frekvenciji induktivite prigušnica i kapacitet kondenzatora izlaznog filtera mogu biti mali, što sevrlo povoljno odražava na brzinu regulacije i dinamički odziv kod promjene velič ine tereta na izlazu

50

100

400

40- 48

ispravljač kimost

predstabilizator invertorispravljač ki

sklop iizlazni filter

ACmreža230 V

DCizlaz- 48 V


19/77

18

ispavljača, što je važno kod uključenja sustava nakon ponovnog dolaska mreže. Svi ispravljač i moguraditi paralelno i pritom aktivno i jednoliko dijeliti opterećenje.

Sigurnost i pouzdanost bitne su karakteristike navedene tehnolgije. U njoj su ugrađeni i različ itisklopovi za zaštitu i upravljanje kao npr. električni sklop za ograničenje struje radi zaštite odpreopterećenja i kratkog spoja, sklop za polagani start, sklop za nadzor ulaznog napona, sklop za

prenaponsku zaštitu na izlaznim sabirnicama, elektromagnetski ulazni i izlazni osigurač i i dr.

3.7. UPS uređ aji za besprekidno napajanje

3.7.1. Uvod

Pod neprekidnošću napajanja podrazumijeva se osiguranje stalno prisutnog napona na uređajima ivažnim potrošač ima pomoću uređaja za besprekidno napajanje iz elektrodistribucijske mreže ilipričuvnog uređaja za napajanje.

Uređaji za neprekidno napajanje UPS (engl. Uninterruptible Power Supply) služe u prvom redu daosiguraju neprekidno napajanje električnom energijom izmjeničnog napona trofaznim 400 V i

monofaznim 230 V važnih i prioritetnih potrošače u slučaju nestanka opskrbe iz elektrodistribucijskemreže i iz pričuvnog agregata. Osim neprekidnog napajanja električnom energijom uređaji trebajuosigurati i stabilni napon u točno određenim granicama i eliminirati bilo kakve poremećaje ili incidentnesituacije u mreži ili agregatima uključujuć i više harmonike i ostale tranzijente. Uređaj za besprekidnonapajanje radi tako da provodi dvostruko pretvaranje nestabilnog izmjeničnog napona 3x400/230 V i50 Hz u istosmjerni napon, te nakon toga istosmjerni napon u stabilizirani izmjenični napon 3x400/230V i 50 HZ. Uređaji za besprekidno napajanje u pravilu su statička postrojenja. Međutim, u nedavnojprošlosti - do 1970. godine - glavni uređaji bili su dinamički sustavi za bespekidno napajanje.Dinamički sustavi ubrajaju se među vrlo pouzdane uređaje, a č ine ga diesel motor, asinkronielektromotor, generator i zamašnjak. Dinamička postrojenja koristila su se u velikoj mjeri za velikesnage u telekomunikacijskim sustavima i odašiljač ima. Danas se rjeđe upotrebljavaju jer su ihzamijenili moderni statički uređaji za besprekidno napajanje.

Uređajima za neprekidno napajanje treba napajati sve kritične potrošače i kritične sustave. Kritičnimsustavima smatraju se svi sustavič ijim se nepravilnim funkcioniranjem ugrožava sigurnost ljudskihživota, ugrožava okoliš, uzrokuje ispad važnih tehnoloških procesa, uzrokuje već i financijski gubitak iligubitak važnih podataka.

Uređaji za besprekidno napajanje trebaju napajati sljedeće uređaje i sustave:• sve telekomunikacijske sustave• sve informatičke sustave• sve signalne uređaje• uređaje tehničke zaštite, video nadzor, protuprovalne i protuprepadne uređaje• svu važnu, nužnu i paničnu rasvjetu• sve sustave za kontrolu i upravljanje na aerodromima, u elektranama i industriji• sve važne aparature i instrumente u bolnicama• sve važne tehnološke procese u institutima i laboratorijima• sve sustave za igre i zabavu (kasina, automati za igre itd.)• sve ostale nužne i važne potrošače koji služe u područ ju gdje ljudi žive i rade.

Moderni uređaji za besprekidno napajanje trebaju osiguravati:• potpunu neprekinutost• primjenu napona različ itih vrijednosti• visoku stabilnost napona• visoku pouzdanost i raspoloživost• zaštitu napajanog uređaja• smanjenje volumena uz povećanje snage• povećanje ekonomičnosti - smanjenje cijene uz veću snagu• kvalitetan nadzor i održavanje prilagođene potrošač ima koji se napajaju.


20/77

19

3.7.2. Vrste

Uređaji koji osiguravaju besprekidnu opskrbu električnom energijom izmjeničnim AC naponom su uprvom redu statička postrojenja UPS uređaji, te dinamiča NO-BREAK postrojenja.

Statič ki uređ aji za besprekidno napajanjeUPS Uređaji za besprekidno napajaje (u daljnjemtekstu UPS) samostalni su uređaji zaosiguranje besprekidnog napajanjaelektričnom energijom, koji se sastoje odispravljača AC/DC (ispravlja izmjenični naponu istosmjerni), pretvarača DC/AC (pretvaraistosmjerni napon u izmjenični),akumulatorskih baterija i statičke sklopke -bypass, smještenim u zajedničkom kuć ištu.Statička sklopka služi za prebacivanje iliizravnu dobavu električne energije prekobaypasa u slačaju kvara UPS uređaja. Unekim slučajevima bypass služi za izravnonapajanje potrošača, ukoliko jeelektrodistribucijska mreža prisutna i svi suparametri u potrebnim granicama. U

distribucijskom ormaru treba predvidjeti sabirnicu kao „servisnu sabirnicu“ za napajanje potrošača uslučaju kad je uređaj UPS prisutan ili ga nema (u kvaru je i na popravku). Sabirnica se napajaobavezno iz glavnog ormara građevine iz polja MREŽA-AGREGAT. Preporučuje se ugradba izbornepreklopke za ručni preklop UPS-mreža (agregat) s položajima 1-0-2 u distribucijski ormar za napajanjepotrošača. Time se osigurava da se potrošač i stalno napajaju električnom energijom. U položaju 1napajaju se iz UPS uređaja, a u položaju 2 izravno iz mreže, kad je uređaj UPS uklonjen radipopravka. Nakon ponovne montaže UPS uređaja prebacujemo preklopku na položaj 1 UPS. Uzispravljač , baterije i pretvarač treba biti predviđeni uređaji za upravljanje, mjerenje električnihparametara, signalizaciju i priključak RS 232 za PC računalo. Uređaji su kompaktni u jednom kuć ištu,ali mogu biti i modularni, tako da se mogu sklapati po volji. To je dobro iz praktičnih razloga sametežine uređaja, jer su pojedini elementi laganiji od cijelog kompaktnog uređaja. Uobičajena autonomija je 10-15 minuta i akumulatorske baterije su u samom uređaju. Ukoliko je predviđena veća autonomijasamostalnog rada, potrebne su dodatne akumulatorske baterije te se one stavljaju u posebna kuć išta,koja ondač ine zajedničku cjelinu s osnovnim uređajem. Uređaji se također dijele i po nač inu montaže.

Uređaje definiramo prema:broju faza izmjeničnog napona (AC):

• jednofazni uređaji napona 230 V i 50 Hz. To su manji uređaji snage od 200 VA pa do 5kVA(ovisno o proizvođaču mogu biti i veće snage do 20 kVA). Ulazni i izlazni napon su jednofazniizmjenični AC, 230 V i frekvencije 50 Hz.

• trofazni uređaji 400/230 V i 50 HZ. To su u pravilu već i uređaji od 20 kVA pa do nekolikostotina kVA. Kod manjih uređaja ulaz je trofazni, a izlaz može biti jednofazni. Kod uređajaveć ih od 20 kVA obavezno su ulaz i izlaz trofazni 3x400/230 V i 50 Hz.

nač inu funkcioniranja i topologiji UPS uređaje dijelimo na:• „OFFline“ besprekidno napajanje• Line interaktiv• Online

nač inu montaže:• samostojeć i. Manji uređaji do 5 kVA mogu se montirati u prostoriji zajedno s potrošač ima. Već i

uređaji montiraju se u pravilu u zasebne prostorije.• modularna izvedba•

za ugradnju u regal zajedno s informatičkom opremom• za vanjsku ugradnju izvan prostorija. Potrebno je izvesti ormar veće vodootporne zaštite IP 65.


21/77

20

3.7.3. Na č in rada

„Offline“ besprekidno napajanje

Offline topologija je osnovno i najjednostavnije besprekidno napajanje UPS uređajem. Takav uređaj ustandarnom režimu rada, kada je prisutna mreža i nema prekida i poremećaja, prosljeđuje energiju

preko bypassa (premosnice). Prilikom nestanka mreže ili glavnog napajanja potrošač i se opskrbljujuelektričnom energijom iz akmulatorskih baterija, koje su sastavni dio UPS-a. Prijelaz na napajanje izakumulatora nije trenutačan bez prekida, već traje od 2-10ms. Osim toga izlazni oblik napona nijesinusoidan, već je neka kvadratična aproksimacija sinusa. Zbog prekida 2-10ms i zbognesinusoidalnog izlaznog napona neki potrošač i koji su osjetljivi na prekid i na oblik napona moguimati problema za normalno funkcioniranje te može doć i do oštećenja ili smetnji u radu.

Besprekidno napajanje„Line interactive“

Line interactive uređaj za besprekidno napajanje napaja potrošače direktno preko obilaznog bypassagdje je ugrađen regulacijski transformator, a uvjet je da je ulazni napon u dozvoljenim granicama.Ukoliko je napon izvan dopuštenih granica, uređaj će reagirati tako daće regulacijski transformator


22/77

21

prilagoditi omjer transformatora i regulirati napon, tako da bi na izlazu bio u dopuštenim granicama. Nataj nač in štedi se energija iz akumulatorskih baterija. Takav nač in rada zove se i AVR (engl. AutomaticVoltage regulaction) – automatska regulacija napona. Prilikom nestanka napajanja iz električne mrežepotrošač i će se napajati iz vlastitih baterija UPS-a. Prijelaz na vlastite baterije nije potpunobesprekidan, već ima prekid od 2-3 ms. Izlazni napon ima oblik potpune sinusoide pa je omogućenonapajanje osjetljive opreme i potrošača.

„Online“ besprekidno napajanje

„Online besprekidno napajanje“ najnapredniji je sustav besprekidnog napajanja. Taj sustav radi ponačelu „dvostruke konverzije“, što znač i da putem ispravljača, invertora i baterija stalno napajajupotrošače. Time osiguravaju kvalitetnu električnu energiju i osiguravaju maksimalnu zaštitu potrošača.To znač i da izoliraju potrošač od svih smetnji i poremećaja iz glavne mreže i osiguravaju regulacijunapona i frekvencije.U sustavu dvostruke konverzije znač i da se sva ulazna energija na ulazu putem ispravljača pretvara uistosmjernu energiju. Nakon toga se sva istosmjerna energija putem invertora pretvara u izmjeničnuenergiju i opskrbljuje potrošače. Ispravljač ujedno stalno održava baterije napunjene i na nazivnom


23/77

22

potrebnom naponu. Prilikom nestanka napajanja iz glavnog napajanja iz mreže ili agregata, bezprekida se napajanje potrošača obavlja iz vlastitih baterija UPS uređaja. Online uređaji opremljeni subypass premosnicom i statičkom sklopkom tako da u slučaju bilo kakvog kvara invertora ilipreopterećenja uređaja preuzima napajanje potrošača izravno iz električne mreže.

Online sustavi koriste se za napajanje kritičnih potrošača koji zahtijevaju maksimalnu sigurnost i

kvalitetu besprekidnog napajanja.

G l a v n

i i z v o r

n a p a

j a n

j a trošiloizmjenjivač

G l a v n

i i z v o r

n a p a

j a n

j a trošiloizmjenjivač

Smetnje ili prekidglavnog izvora

napajanja

Kvar UPS-a

bypass

ispravljač / punjač

G l a v n

i i z v o r

n a p a

j a n

j a

statič kasklopka

trošiloizmjenjivač

Normalni režim rada

bypass

ispravljač / punjač

statič kasklopka

statič kasklopka

bypass

ispravljač / punjač i

z v o r n a p a

j a n

j a

b y p a s s a

i z v o r n a p a

j a n

j a

b y p a s s a

i z v o r n a p a

j a n

j a

b y p a s s a

Paralelni rad

Prilikom potreba za većom snagom za napajanje potrošača može se izvesti i paralelni rad dvaju ili višeuređaja UPS. Tom prilikom treba jedan od uređaja odrediti kao vodeć i. Vodeć i UPS stalno je uključente kod 90% njegova opterećenja uključuje se sljedeći. Nakon toga opterećenje se dijeli ravnopravnona oba UPS uređaja. U paralelnom radu također treba predvidjeti zajednički zaobilazni krug bypasssklopku za slučaj kvara jednog ili obaju UPS uređaja. Kod paralelnog sustava baterije mogu bitizajedničke tako da mogu zadovoljiti kapacitet obaju UPS uređaja.

UPS uređaji mogu biti i u redutantnom paralelnom radu u kojemu su oba UPS uređaja podjednakoopterećena. Ukoliko jedan od uređaja ispadne, drugi treba preuzeti sav teret napajanja. Ukoliko dođe

do kvara obaju UPS uređaja, napajanje se obavlja obilaznicom bypassa i statičkom sklopkom.


24/77

23

Slika 2. VRLA baterija1. baterijski izvod2. spoj baterije3. poklopac4. sigurnosni

ventil5. pozitivne plo če6. negativne plo če7. spremnik8. separator9. eli ski

3.7.4. Tehni č ki podaci

3.7.4.1. Konstrukcija

Uređaji za besrekidno napajanje UPS trebaju bitimoderno konstruirani i oblikovani s ugrađenimsuvremenim elementima i opremom. UPS postrojenjesastoji se od sljedeć ih sastavnih dijelova:1. ispravljača - za ispravljanje AC ulaznog napona u

DC istosmjerni napon, tranzistorski, a kod nekih itiristorski. Ispravljač napaja invertor i puni baterije

2. invertora - pretvarača za pretvaranje DC napona uAC izlazni napon tranzistorski s LC filterom

3. bypass statičke sklopke koja omogućuje obilaznonapajanje ili izravno napajanje potrošača

4. akumulatorske baterije*5. regulacijski transformator (zaline interactivne uređaje)6. komandni displej za prikaz svih stanja7. modul za samostalnu kontrolu i dijagnostiku stanja uređaja, memorira analogne i digitalne velič ine,

kapacitet baterije8. priključak za daljinsku signalizaciju, upravljanje i kontrolu preko informatičkog porta RS 2329. zaštita od previsokog napona dodira i kratkog spoja10. osigurač i i prekidač i za zaštitu izlaznog napona11. vlastiti ventilator ugrađen u kuć ište za hlađenje ugrađene opreme12. sabirnica za zaštitno uzemljenje uređaja13. metalno kuć ište za smještaj sve navedene opreme14. na vidljivom mjestu na kuć ištu treba biti ploč ica sa svim relevantnim podacima15. kod uređaja treba biti omogućeno ručno isključenje u slučaju opasnosti.

U UPS uređaju najvažiji dio opreme je akumulatorska baterija tipa VRLA (ventiliom regulirana),hermetička bez isplinjavanja. Ugrađene baterije obično imaju vijek do pet godina. Radna temperatura je do 45C

o

, ali za trajni rad preporuča se temperatura 200

C.

Ventilom regulirane baterije (hermetičke, VRLA): olovne pločesmještene u zatvorenu posudu koja na vrhu ima sigurnosni ventilč ija jefunkcija ne dopustiti ulazak zraka u bateriju, odnosno ispustiti diorazvijenih plinova izćelije. Elektrolit nije u tekućem stanju – apsorbiran je u posebnom separatoru ili je u stanju gela. Nije potrebnonadolijevanje vode i neznatni su zahtjevi za ventilacijom. Mogu sesmjestiti u isti prostor/kabinet/stalak sa svom ostalom opremom. Imajunekoliko velikih prednosti u odnosu na „klasične“ baterije:

• ne cure• ne zahtijevaju nadolijevanje vode•

zahtjevi za ventilacijom prostoraneusporedivo su manji• niži su troškovi održavanja• povećana sigurnost za opremu, prostor i

osoblje• mogućnost smještaja u isti stalak s

opremom• mogućnost instaliranja horizontalno ili

vertikalno u prostoru• manje zahtjevni transportni uvjeti.

Često se u praksi upotrebljava izraz i „hermetičke“ baterije, što ne odgovara istini jer one to i nisu.

Konstrukcijski imaju ugrađen sigurnosni ventil koji propušta određenu količ inu vodika prilikomeksploatacije, no ona je zanemarivo mala u odnosu na „klasične“ baterije. Stoga potrebe sigurnosti za


25/77

24

ovaj tip baterija može zadovoljiti i normalno ventilirana soba ili kabinet. Količ ina zraka (litara/sat) za 48V bateriju određuje se po formuli:

Q = 1,4 x CN(litra/sat)

To znač i da i relativno velika baterija od 1000 Ah zahtijeva za ventilaciju 1,4 kubična metra zraka posatu.

3.7.4.2. Elektri č ne karakteristike

Standardom IEC 146-4/1986 definirane su metode specificiranja karakteristika i metoda ispitivanjasustava za neprekidno napajanje. PremaHRN EN 62040-1 iliHRN EN 62040-3, UPS uređaji morajubiti sposobni pogoniti zaštitne naprave svog distribucijskog kruga, pokrenuti sigurnosne naprave kadone rade u slučaju opasnosti od invertera (pretvarača) koji opskrbljuju baterije i zadovoljiti uvjete zasredišnji opskrbni sustav.1. Nominalni ulazni napon i frekvencija:

• kod trofaznih uređaja je 3x400/230 V, 50 HZ• kod jednofaznih uređaja je 230 V, 50 Hz• dopušteno odstupanje ulaznog napona + 10 %do +20% (ovisno o proizvođaču)• nazivna frekvencija ulaznog napona 50Hz• dopušteno odstupanje ulazne frekvencije + 5%

2. Nominalni izlazni napon i frekvencija:• kod trofaznog uređaja 3x400/230 V• kod monofaznog uređaja 230 V• dopušteno odstupanje izlaznog napona do + 1%• nazivna frekvencija izlaznog napona 50 Hz• dopušteno odstupanje izlazne frekvencije je do + 0,5%• dopušteno izobličenje - distorzija izlaznog napona je do 5%

3. autonomija rada na akumulatorsku bateriju standarno do 15 min. Uz dodatne baterije donekoliko sati (ovisno o potrošaču)

4. potrebna radna temperatura okoline do + 400C• dopuštena struja u kratkom spoju 1,5 do 2 puta nazivna struja• nominalna snaga deklarirana je uz Cos fi =08• stupanj iskorištenja treba biti od 0,65 do 0,75• uređaj treba podnositi elektromotorno opterećenje najmanje 20% nominalne snage• kod UPS uređaja trebaju biti otklonjene radijske smetnje i mora imati oznaku R:S:O (radijske

smetnje otklonjene) i odgovarajuć i atest• UPS uređaj ne smije proizvoditi buku veću od 65db mjereno 1 m od sredine uređaja.

3.7.4.3. Mjerenje i signalizacija

1. Mjerenje - u uređaju UPS trebaju biti instrumenti za mjerenje:• voltmetar za mjerenje ulaznog napona (po fazama)• voltmetar za mjerenje izlaznog napona (po fazama)• frekvencimetar za mjerenje izlazne frekvencije• ampermetar za mjerenje izlazne struje u svim fazama• postotak opterećenja potrošača uređaja po fazama• ampermetar za mjerenje istosmjerne struje ispravljača• voltmetar za mjerenje istosmjernog napona na baterijama i na ulazu u inverter

2. Signalizacija - signalizacija treba biti svjetlosna i zvučna (kod nekih manjh samo svjetlosna).Signaliziraju se sljedeća pogonska stanja, kvarovi i smetnje:

• nestanak mrežnog napona• mrežni napon prisutan, ali izvan dopuštenih granica• nestanak napona prema potrošač ima•

izlazni napon prema potrošač ima izvan dopuštenih granica• izlazna frekvencija izvan dopuštenih granica• izbacivanje osigurača na izlazu prema potrošač ima


26/77

25

• ispad uređaja zbog preopterećenja• ispad uređaja zbog ulaznog i izlaznog napona u nedopuštenim granicama• akumulatorske baterije na punjenju• akumulatorske baterije na pražnjenju• napajanje potrošača obilazno preko statičke sklopke.

Svjetlosna signalizacija treba biti pojedinačna. Zvučna signalizacija je zajednička, a treba postojatiručno isključenje.Na uređaju trebaju postojati stezaljke i port RS 232 za moguću daljinsku signalizaciju.Gdje je to moguće, potrebno je izvesti CNUS - centralni nadzorni i upravljački sustav, na koji sepovezuju u prvom redu svi sustavi za pričuvno napajanje (agregat, UPS-i, akumulatorske baterije iostalo), kontrola i upravljanje mogu biti na jednom mjestu, a svi podaci nalaze se na računalu.

3.7.4.4. Smještaj UPS ure đ aja

Za smještaj manjih UPS uređaja do 5 kVA ne treba predviđati posebne prostorije, već oni mogu bitismješteni u prostoriji zajedno s potrošač ima.

Za smještaj već ih jedinica UPS uređaja treba predvidjeti posebnu prostoriju što bližu glavnomrazvodnom ormaru građevine radi što krać ih priključnih kabela. U prostoriji zajedno s uređajem trebasmjestiti distribucijski ormar za napajanje potrošača iz samog uređaja. Prostorija treba biti dovoljnovelika da se smjesti uređaj i distribucijski ormar. Treba predvidjeti dovoljno prostora za pristup uređajusa svih strana. Najmanji razmak od uređaja do zida treba biti 80 cm za lakšu manipulaciju, kontrolu ipristup svim dijelovima radi mogućeg popravka ili zamjene dijelova. U prostoriji treba osiguraticirkulaciju zraka, i to ili prisilnom ventilacijjom s pomoću ventilatora, ili prirodnom ventilacijom. Prirodnaventilacija može biti preko prozora ili vrata, gdje su predviđeni otvori za cirkulaciju. Na donjoj stranivrata treba predvidjeti otvore za ulaz svježeg zraka, a na gornjoj za izlaz toplog zraka. Ukoliko jeuređaj toliko velik i ima veliku disipaciju koja se ne može riješiti samo ventilacijom, treba predvidjeti ikvalitetan klima uređaj. Temperatura u prostoriji ne smije prelaziti 40Co, a preporučuje se temperaturaod 20C0. Buduć i da se u UPS uređaj ugrađuju VRLA baterije, nije potrebno predviđati dodatane mjeresigurnosti kao što je protueksplozivna zaštita i sl.

U prostoriji treba osigurati kvalitetnu stropnu rasvjetu jač ine 300 lx, kao i pomoćnu rasvjetu napajanuiz agregata. Podovi trebaju biti kvalitetno izrađeni od betona i popločani, a potrebno je predvidjeti ikanale za smještaj kabela.

Kroz prostoriju se ne smiju izvoditi ostale instalacije vodovoda, centralnog grijanja i sl.

3.7.4.5. Uvjeti isporuke

Uz svaki UPS obavezno treba isporuč iti sljedeću dokumentaciju:1. tehničke karakteristike isporučenog uređaja2. shema djelovanja i montažna shema3. tehnički opis uređaja i upute za održavanje4. protokol tvorničkog ispitivanja5. garantni list s uvjetima garancije6. oznake i opis zaštite od previsokog napona dodira.Sva dokumentacija treba biti na hrvatskom jeziku.

3.7.5. Dinami č ko postrojenje za besprekidno napajanje

Osim statičkih uređaja za besprekidno napajanje UPS, postoje i dinamačko postrojenje zabesprekidno napajanje - NO-BREAK grupa. Oni također služe za napajanje važnih i prioritetnih

potrošača stabiliziranim naponom i frekvencijom, prilikom nestanka napajanja iz elektridistribucijskemreže ili poremećaja napona i frekvencije. Kao što je navedeno u uvodu, oni su bili važni izvoribesprekidnog napajanja oko 1970. godine. Njihova je prednost u tomu što su to robusna postrojenja te


27/77

26

se mogu koristiti za uređaje smještene u ekstremnim uvjetima kao što su repetitori i odašiljač i zatelekomunikacije i RTV. Dinamička postrojenja postoje u dvije glavne varijante, i to:

1. dinamičko postrojenje koječ ine sinkroni generator, asinkroni motor spregnut na istoj osovinisa zamašnjakom velike mase i diesel motor s elektromagnetskom spojkom preko koje sespaja sa zajedničkom osovinom ostalog djela postrojenja ili odvaja od nje. Elektromotorna

sklopka treba biti sa sniženim naponom ispod 65 V zbog opasnog napona dodira. Kod ovogpostrojena asinkroni motor napaja se iz mreže i stalno vrti generator i zamašnjak. Generatorneprestano napaja potrošače u punoj snazi, a prilikom nestanka napajanja iz mreže iliagregata uključuje se preko spojke diesel motor i nastavlja vrtnju generatora i nema prekidanapajanja. Diesel motor starta automatski preko vlastite startne baterije i anlasera(elektropokretača). Za vrijeme uključ ivanja diesel motora ne smije doć i do pada broja okretajageneratora. Za to je „zadužen“ zamašnjak odgovarajuće velike mase. On treba rotirati stalnombrzinom i brojem okretaja u minuti kako je rotirao pogonjen asinkronim motorom, tako da nedođe do pada frekvencije i napona na generatoru. Potrošač ne osjeća prekid napajanja nitipromjenu napona i frekvencije. Karakteristike ulaznog i izlaznog napona i frekvencije trebajubiti kao i kod statičkih uređaja za besprekidno napajanje UPS. Za slučaj da dođe do kvaranavedenog dinamičkog besprekidnog postrojenja treba predvidjeti zaobilazno napajanje prekostatičke sklopke, i to ručno i automatski, isto kao kod statičkog UPS postrojenja.

2. dinamičko postrojenje koječ ini sinkroni generator i motor istosmjerne struje koji se napaja izakumulatorskih baterija. Baterije se napajaju iz mreže ili rezervnog agregata, prekoodgovarajućeg ispravljača AC/DC. Kapacitet baterija u Ah određuje se prema tome je lipredviđeno rezervno napajanje iz agregata ili je napajanje samo iz mreže. Kapacitet može bitiod nekoliko sati pa do 24 sata. U slučaju nestanka napajanja iz mreže ili agregata baterijepreuzimaju napajanje bez prekida, a istosmjerni motor dalje vrti generator istom brzinom tenema pada napona i frekvencije. I ovdje je previđeno obilazno napajanje preko statičkesklopke u slučaju da dođe do kvara uređaja.

Smještaj dinamič kog postrojenja .Dinamičko besprekidno postrojenje NO-BREAK koje u svom sastavu ima diesel motor može sesmjestiti u prostoriju zajedno s diesel agregatskim postrojenjem. Za montažu i smještaj vrijede sviuvjeti kao i za stacionarno agregatsko postrojenje, a koji su navedeni u poglavlju „Agregatskapostrojenja“.Dinamičko besprekidno postrojenje navedeno pod točkom 2. može se smjestiti u zasebnu prostoriju tene zahtijeva posebne uvjete i može se smjestiti prema uvjetima za stacionarno postrojenje zabesprekidno napajanje UPS. Manje jedinice do 5 kVA mogu biti u zajedničkom prostoru spotrošač ima.

3.8. Elektroagregatska postrojenja3.8.1. Uvod

Elektroagregatska postrojenja svrstavaju se u pričuvne izvore za opskrbu električnom energijom, uslučaju nestanka električne energije ili poremećaja na elektrodistributivnoj mreži. Njima se osiguravapouzdana i besprekidna opskrba svih važnih i prioritetnih potrošača električnom energijom. Oni bitrebali uz elektrodistributivnu mrežu i trafostanicu biti obavezni sastavni dio svih poslovnih građevina.Danas se ne može zamisliti niti jedan moderni sustav u područ ju telekomunikacija, informatike,industrije i područ ja djelovanja svugdje gdje ljudi žive i rade, a da nije predviđena opskrba električnomenergijom iz agregatskog postrojenja kao pričuvnog napajanja.

Agregatska postrojenja upotrebljavaju mnogi korisnici u Hrvatskoj, i to kao pričuvno napajanje (ili glavnonapajanje). Korisnici su:

• telekomunikacije - fiksni i mobilni operatori• elektroenergetski sustavi za proizvodnju i distribuciju električne energije• informacijske tehnologije i pružatelji internetskih usluga• industrija zabave i sportski objekti i stadioni• proizvođač i i distributeri TV/radio signala (HRT i Odašiljač i i veze)• proizvođač i i tvrtke za implementaciju sustava napajanja


28/77

27

• bolnice, zračne luke, javne ustanove, trgovački centri, hoteli i sl.• Hrvatske željeznice, ostali javni prijevoznici i auto ceste• Hrvatska pošta, banke i ostale financijske institucije• proizvođač i i monteri alternativnih izvora električne energije• državne službe• Hrvatska vojska i MUP.

Stacionarni diesel elektroagregati trebaju napajati:• sve telekomunikacijske i informatičke sustave• dio rasvjete u građevini, sigurnosna protupanična rasvjeta• sustave za dojavu i gašenje požara• alarmne i nadzorne sustave• odašiljače i veze• u bolnicama operacijske sale• interne transportne sustave (dizala i sl.)• važne tehnološke procese• sustave za grijanje, ventilaciju i klimatizaciju• sva sklopna postrojenja u elektroenergetskim pogonima.

.U nekim slučajevima agregatska postrojenja mogu biti i glavno napajanje. Jedan od primjera jerasvjeta velikih stadiona, gdje se koristi reflektorska rasvjeta velikih snaga. Utakmice i ostali događajiigraju se povremeno i to traje nekoliko sati. U tom slučaju ne isplati se zakupljivati snagu izelektrodistribucijske mteže, već je isplativije koristiti agregatsko postrojenje. Osim toga kod navedenerasvjete na stadionima i u sportskim dvoranama u tom vremenu se pojavljuju velike „špice“ mjerene ukratkom vremenu (obično 15 minuta) pa elektrodistribucija naplaćuje nakanadu. Osim toga samoagregati mogu se koristiti i na privremenim gradilištima i radilištima jako udaljenim od distribucijskihmreža (pustinje i sl.).

3.8.2. Vrste

Diesel električni agregati izmjeničnog napona (u daljnjem tekstuagregat ili DEA) samostalni su izvori električne energije, koji sesastoje od motora s unutrašnjim sagorijevanjem i sinkronoggeneratora izmjeničnog napona, spojeni spojkom i smješteni napostolje preko gumenih amortizera. U sklopu agregatasmještena je i druga oprema potrebna za samostalni pogon.Agregati se koriste u građevinama kao pričuvni izvori napajanjaza opskrbu kritičnih i prioritetnih potrošača u slučaju nestankamrežnog napona iz elektrodistribucijske mreže ili nedozvoljenihsmetnji - oscilacija napona iz mreže ili nestanka koje od faza.

Elektroagregatska postrojenja su uglavnom diesel električniagregati. Neki manji prijenosni agregati (do 5kVA, 230 V) mogubiti monofazni benzinski agregati. Postoje i električni agregatipogonjeni vjetrom ili vodom i na bio plin. To se obično smatramanjom elektranom i rade usporedno s elektrodistribucijskommrežom. Diesel elektroagregati mogu biti stacionarni ili mobilni.Mobilni mogu biti pokretni ili prenosivi, a obično su manjihsnaga do 5kVA jednofazni, napona 230 V i trofazni do 20 kVA,naponi 3x400 V. Prenosivi agregati transportiraju se po potrebi ito mogu biti prenosivi ili se prevoziti u vozilu. Pokretni agregatisu na kotač ima, smješteni na manje prikolice i mogu ih vuć imanji kamioni. Pokretni i prijenosni agregati su na ručni start, a

iznimno mogu biti s automatskim startom. Za priključak mobilnog agregata na građevini gdjeće sepriključ iti mobilni agregat potrebno je predvidjeti priključnicu koju treba povezati s glavnim ormaromobjekta. Moguće je napajati sve potrošače ili samo prioritetne i važne. Ukoliko se napaja samo diopotrošača, treba izvesti dvije odvojene sabirnice, jednu za napajanje samo iz mreže, a drugu preko


29/77

28

agregata. Ponekad pokretni agregati mogu biti i već ih snaga 100-200 kVA smješteni na kamionima,možemo ih nazvati „interventnim“, a služe kao zamjena stacionarnim agregatima u slučaju remonta ilikvara. Ukoliko je interventni agregat manji, potrebno je reducirati potrošače. Oni mogu biti također sautomatskim startom i istih karakteristika kao agregat koji zamjenjuje.

Stacionarni DEA-agregati proizvode se i koriste u snagama od nekoliko desetaka (20 kVA) pa do 3000

kVA (moguće i veće snage do 6000 kVA), trofazni napona 400 V/230 V, frekvencije 50 Hz. U nekimindustrijama koristi se napon 660 V. Neki generatori rade na srednjem naponu 3 i 6 kV (za posebnepotrošače). Stacionarni agregati trebaju obavezno biti s automatskim startom i isključenjem iz rada.Osim automatskog trebaju imati i mogućnost ručnog uključenja i isključenja.

Vrsta agregata, nominalna snaga, način montaže i način rada određuju se projektnim zadatkom iprojektom. Projektom se predviđa za koju će djelatnost ili građevinu služiti i prema tome se projektirajuposebni zahtjevi i konfiguracija i način rada. Telekomunikacijski objekti imaju posebne uvjeteprilagođene telekomunikacijskim uređajima. Bolničke građevine također imaju svoje propisane načinerada i prema tome korištenja pričuvnih uređaja za napajanje. Svi agregati trebaju biti ispitani i atestiranipo općim propisima iz elektroinstalacija ili po specifičnim propisima djelatnosti (telekomunikacije,bolnice, vojska itd.).

Kod već ih snaga iznad 1500 kVA postaje upitan napon od 400 V.Pojavljuju se veliki presjeci kabela i sabirnica, glomazni prekidač ii sklopna oprema. Primjera radi kod agregata od 1500 kVApojavljuje se struja od 2164 A pa su potrebne bakrene sabirnicepresjeka od 900 mm2 i bakreni vodič i od 240 mm2. U tom slučaju,ukoliko je potrebna veća snaga agregata, preporučuje sepredvidjeti više agregata manjih snaga u usporednom radu.

Kako odabrati broj agregata nakon utvr đ ene ukupnepotrebne snage?Na izbor utječe u prvom redu, osim predviđene snage, procjenazahtijevane sigurnosti u napajanju. Već i broj agregata ne moraznač iti uvijek i veću pouzdanost u radu kao što i izbor jednog

agregata ne znač i ekonomski povoljniji odabir. Jedan odč imbenika odabira može biti i velič inaprostora i mogućnost unošenja agregata u strojarnicu, odnosno dimenzije agregata.Stacionarna diesel električna postrojenja najčešć i su izvori za opskrbu građevina pričuvnimnapajanjem električnom energijom. Stacionarni diesel ektrični agregati su postrojenja za fiksnumontažu u posebnoj prostoriji u određenoj građevini koja je namjenski prilagođena tehnologiji iuvjetima rada agregata, kako uvjetima za građevinsko uređenje, tako i prema Zakonu o zaštiti na radui Zakonu o zaštiti od požara. Stacionarni agregati mogu se montirati i u posebne kontejnere ili haube,prema istim uvjetima kao u posebnoj prostoriji. Prostorija može biti u sklopu građevine, i to najčešće upodrumu ili prizemlju. Može se izgraditi i poseban prostor izvan građevine. Agregat u kontejneru -haubi može se montirati u slobodnom prostoru (dvorištu i sl.) ili u posebnoj prostoriji.Agregati se koriste kao pojedinačni izvor („otočni rad“), u usporednom radu dvaju ili više agregata.Mogu se koristiti i u usporednom radu s mrežom.

Za napajanje telekomunikacijske i informatičke opreme koristi se u kombinaciji s UPS uređajima iakumulatorskim baterijama.

Elektrodistribucijska mreža s trafostanicom i agregatč ine nerazdvojnu cjelinu u sigurnoj opskrbigrađevina.

3.8.3. Tehni č ki podaci

3.8.3.1. Konstrukcija

Agregati (DEA - diesel električni agregati) trebaju biti suvremeno konstruirani i oblikovani, s ugrađenimsuvremenim elementima i opremom. Agregatsko postrojenje mora se sastojati od sljedeć ih sastavnihdijelova:


30/77

29

1. motorgeneratorska jedinica sastavljena od:a) diesel motora s unutrašnjim sagorijevanjem. Broj okretaja motora j

besprekidno napajanje, hlupic, galetic-sec

Documents