Page 30 - Izolacje 7-8/2018
P. 30
systemy gwarantowanego zasilania
systemy gwarantowanego zasilania
zasilacze UPS w układach
zasilania urządzeń
elektromedycznych (część 2.)
akumulatory – magazyn energii zasilacza UPS
mgr inż. Julian Wiatr
kumulatory stosowane w zasila- latory regulowane z zaworem jedno- a) AC DC I p
Aczach UPS stanowią magazyn kierunkowym umożliwiającym usu- I bat I odb
energii i w zależności od typu zasila- wanie nadmiaru wodoru, o gęstości U p +
cza przeznaczone są do pracy cyklicz- elektrolitu (1,25–1,3) kg/l. Akumula- prostownik U bat U odb
nej (zasilacze typu VFD) lub do pracy tory VRLA produkowane są w dwóch
buforowej (zasilacze typu VFI). technologiach:
U p = U bat = U odb
W przypadku pracy cyklicznej aku- AGM, w której elektrolit jest
mulator najpierw jest ładowany, a na- umieszczony w separatorze mię- b)
stępnie odłączany od prostownika dzypłytowym wykonanym z włók-
i przyłączany do zasilanych odbiorni- na szklanego o dużej porowatości,
AC DC AC
ków. W przypadku pracy buforowej które eliminuje niebezpieczeństwo I bat1 =
zasilanie odbiornika realizowane jest wycieku elektrolitu oraz zabezpie- +
z przekształtnika, który jednocześnie cza przez możliwością powstania prostownik U p U bat1 falownik „static switch”
ładuje baterie akumulatorów. W tych zwarcia pomiędzy płytami dodat-
warunkach akumulator pozostaje nią i ujemną,
w gotowości do przejęcia obciążenia SLA, w której elektrolit jest zesta-
na wypadek zaniku napięcia w obwo- lony w postaci żelu, stanowiącego Rys. 1. Układy współpracy akumulatorów z prostownikiem: a) praca buforowa,
b) praca w systemie UPS [14]
dzie zasilającym prostownik, pozo- tiksotropową odmianę dwutlenku
stając w stanie pełnego naładowania. krzemu (SiO 2). Natomiast w akumulatorach stężeniu w zakresie (4–75)% staje się
Uproszczone układy współpracy ba- Porównanie wybranych cech aku- VRLA, które często błędnie nazywa- wybuchowy. Zakres wybuchowości
terii akumulatorów z prostownikiem mulatorów VRLA odmiany AGM oraz ne są „szczelnymi” lub „hermetycz- wodoru został przedstawiony na ry-
przedstawia rysunek 1. żelowej (SLA) przedstawia tabela 1. nymi”, skutki reakcji elektrolityczne- sunku 2.
W zasilaczach UPS stosowane są W akumulatorach klasycznych wo- go rozkładu wody występują znacz- Przy stężeniu stechiometrycznym,
akumulatory klasyczne o gęstości dór oraz tlen stanowiące produkt elek- nie mniej intensywnie ze względu na wynoszącym około 29 % wodoru (H 2)
elektrolitu 1,24 kg/l lub akumulatory trochemicznego rozkładu wody są usu- wtórne reakcje powstających gazów w powietrzu, do wybuchu wystarczy
wykonane w technologii VRLA (Val- wane na zewnątrz przez otwory tech- prowadzące do znacznej ich redukcji energia o wartości 0,019 mJ. W prak-
ve Regulated Lead Acid), czyli akumu- nologiczne wykonane w korkach. przez ponowne powstanie wody i po- tyce stosuje się wentylację mecha-
wrót do elektrolitu. Zagospodarowy- niczną, choć po spełnieniu określo-
Doświadczenia produkcyjne VRLA – SLA VRLA-AGM wanie powstających gazów jest jed- nych warunków dopuszcza się wen-
Dostępność rynkowa Duża Duża nak niecałkowite i ich nadmiar jest tylację grawitacyjną. Sterowanie wen-
Bezpieczeństwo pracy w podwyższonych Wysokie Niskie usuwany na zewnątrz akumulatorów tylacją mechaniczną przedziału bate-
temperaturach
przez jednokierunkowe zawory. Wraz ryjnego należy realizować z wykorzy-
Pojemność cieplna Duża Mała z upływem czasu eksploatacji wsku- staniem układów detekcji stężenia
Ilość elektrolitu Większa Mniejsza tek zjawiska starzenia lub błędne- wodoru. Układy automatyki powin-
Poziom rekombinacji gazów Do 97% Do 99 % go jej prowadzenia mogą pojawić się ny mieć ustawione dwa progi wykry-
Korozja płyt i wyprowadzeń Niższa Wyższa ilości gazów znacznie przekraczające wania stężenia wodoru:
Rezystancja wewnętrzna Wyższa Niższa ilości powstające w normalnych wa- 10% DGW, przekroczenie którego
Rozwarstwienie elektrolitu Nie Tak runkach. Świadczy to o tym, że aku- zostanie zasygnalizowane oraz
Głębokie rozładowanie Tak Dyskusyjne mulatory te podobnie jak akumula- zostanie uruchomiona wentyla-
Odporność na przeładowanie Tak Nie tory klasyczne, stwarzają zagrożenie cja powodująca zwiększenie szyb-
Wymagania w zakresie wentylacji Tak Tak wskutek wprowadzania wodoru (H 2) kości wymian powietrza o 100%
do pomieszczenia bateryjnego, któ- w stosunku do warunków nor-
Tab. 1. Zestawienie porównawcze wybranych cech akumulatorów VRLA odmiany
AGM oraz SLA [10] ry w mieszaninie z powietrzem przy malnych,
www.elektro.info.pl nr 7-8/2018
72
