Page 24 - EI _10_2018_demo
P. 24
systemy gwarantowanego zasilania
systemy gwarantowanego zasilania
baterie akumulatorów
stosowanych w zasilaczach UPS
warunki bezpiecznej eksploatacji i czynniki wpływające na ich żywotność
mgr inż. Julian Wiatr
ysokie wymagania dotyczące lacze typu VFD) lub do pracy buforo-
Wpewności dostaw energii elek- wej (zasilacze typu VFI). W przypad- a) DC I p
trycznej do odbiorników o znaczeniu ku pracy cyklicznej akumulator naj- AC
krytycznym zmuszają projektantów pierw jest ładowany, a następnie od- I bat I odb
do projektowania układów zasilania łączany od prostownika i przyłączany prostownik U p
wyposażonych w zasilacze UPS. W za- do zasilanych odbiorników. W przy- U bat U odb
silaczach tych ważnym elementem są padku pracy buforowej zasilanie od-
baterie akumulatorów, które eksplo- biornika realizowane jest z prze-
atowane w niewłaściwy sposób stwa- kształtnika, który jednocześnie ładu- U = U bat = U odb
p
rzają zagrożenie wybuchowe. Od po- je baterie akumulatorów. W tych wa-
prawności ich doboru zależy czas eks- runkach akumulator pozostaje w go- b)
ploatacji oraz poprawne funkcjono- towości do przejęcia obciążenia na
wanie systemu zasilania gwaranto- wypadek zaniku napięcia w obwo- AC DC AC
wanego. W artykule zostały przedsta- dzie zasilającym prostownik, pozo- I bat1 =
+
wione podstawowe wymagania eks- stając w stanie pełnego naładowania. prostownik falownik
ploatacyjne dla baterii akumulatorów Uproszczone układy współpracy bate- U p U bat1 „static switch”
stosowanych w zasilaczach UPS, jako rii akumulatorów z prostownikiem
magazyny energii, których spełnie- przedstawia rysunek 1.
nie gwarantuje utrzymanie sprawno- W zasilaczach UPS stosowane są Rys. 1. Układy współpracy akumulatorów z prostownikiem: a) praca buforowa,
b) praca w systemie UPS [1]
ści przez zakładany okres eksploata- akumulatory klasyczne o gęstości
cji. Uzupełnieniem jest opis wpływu elektrolitu 1,24 kg/l lub akumulatory tory VRLA produkowane są w dwóch ne są „szczelnymi” lub „hermetycz-
różnych czynników na żywotność ba- wykonane w technologii VRLA (Vav- technologiach: nymi”, skutki reakcji elektrolityczne-
terii akumulatorów. le Regulated Lead Acid), czyli akumu- AGM, w której elektrolit jest go rozkładu wody występują znacz-
Akumulatory stosowane w zasila- latory regulowane z zaworem jedno- umieszczony w separatorze mię- nie mniej intensywnie ze względu na
czach UPS stanowią magazyn energii kierunkowym umożliwiającym usu- dzypłytowym wykonanym z włók- wtórne reakcje powstających gazów
i w zależności od typu zasilacza prze- wanie nadmiaru wodoru, o gęstości na szklanego o dużej porowatości, prowadzące do znacznej ich reduk-
znaczone są do pracy cyklicznej (zasi- elektrolitu (1,25–1,3) kg/l. Akumula- które eliminuje niebezpieczeństwo cji przez ponowne powstanie wody
wycieku elektrolitu oraz zabezpie- i powrót do elektrolitu. Zagospoda-
cza przed możliwością powstania rowywanie powstających gazów jest
energia zwarcia pomiędzy płytami dodat- jednak niecałkowite i ich nadmiar
iskry
elektrycznej nią i ujemną, jest usuwany na zewnątrz akumula-
SLA, w której elektrolit jest zesta- torów przez jednokierunkowe zawo-
lony w postaci żelu, stanowiącego ry. Wraz z upływem czasu eksploa-
tiksotropową odmianę dwutlenku tacji wskutek zjawiska starzenia lub
Z 3
zakres krzemu (SiO 2). błędnego jej prowadzenia mogą po-
wybuchowości
Porównanie wybranych cech aku- jawić się ilości gazów znacznie prze-
Z 2
minimalna
energia zapłonowa
Z 1 Z 1 mulatorów VRLA odmiany AGM oraz kraczające ilość powstającą w normal-
0 10 20 30 40 50 60 70 80 % obj. żelowej (SLA) przedstawia tabela 1. nych warunkach. Świadczy to o tym,
H 2 w powietrzu
W akumulatorach klasycznych że akumulatory te, podobnie jak aku-
G 1 G 2 G 3
dla Z 2
wodór oraz tlen stanowiące produkt mulatory klasyczne, stwarzają zagro-
X 1 X 2
dla Z 3
X 1 X 2 elektrochemicznego rozkładu wody żenie wskutek wprowadzania wodo-
pełny zakres wybuchowości
są usuwane na zewnątrz przez otwo- ru (H 2) do pomieszczenia bateryjnego,
V d V g
ry technologiczne wykonane w kor- który w mieszaninie z powietrzem
Rys. 2. Zależność energii zapłonowej od składu mieszanin wodoru z powietrzem,
gdzie: Z 1 – minimalna energia zapłonu E min = 0,019 mJ, V d – dolna granica kach. Natomiast w akumulatorach przy stężeniu w zakresie (4–75)% sta-
wybuchowości (DGW), V g – górna granica wybuchowości (GGW) [4] VRLA, które często błędnie nazywa- je się wybuchowy. Zakres wybucho-
www.elektro.info.pl nr 10/2018
52
