מושגי יסוד במערכות אל פסק
מערכת אל פסק הכושר למצבי משבר © מבוא מערכת אל פסק ,מה היא ? מושגי יסוד במערכות אל פסק סוגי מערכות אל פסק הקיימות בשוק מבנה עקרוני למערכות אל פסק מערכת אל פסק ללא נקודת כשל מרכזית לסיכום פתרונות מבית אורנטפאוור 2 © מערכת אל פסק ,מה היא ? 3 © מערכת אל פסק ,מה היא ? מערכת אל פסק נועדה להגן על צרכנים חיוניים המחוברים לרשת החשמל מפני רעשים חשמליים ,קפיצות מתח ,הפסקות חשמל. צרכנים חיוניים כגון מכשור רפואי ,שרתים ,מחשבים ,ציוד בקרה ,מערכות אבטחה וכדומה. המערכת מספקת מתח ארעי להמשך עבודת הציוד או ביצוע כיבוי מסודר של הציוד. 4 © מושגי יסוד במערכות אל פסק 5 © מושגי יסוד במערכות אל פסק על מנת להבין לעומק את מבנה מערכות אל פסק נדון במושגי יסוד של מערכות אל פסק ונתונים הנדרשים ממערכות אלו. מיישר /מהפך מטען עוקף תחומי עבודה חישוב בנק המצברים טופולוגיות חיבור – מבוא 6 © מושגי יסוד במערכות אל פסק – מיישר /מטען בכל מערכת אל פסק קיימים מיישר ומהפך אשר תפקידים הוא : • מיישר – תפקידה של יחידה זו לבצע יישור למתח הרשת שמתקבל בכניסת המערכת למתח ישר בעל אמפליטודה מתאימה לתחום עבודתה של המערכת. מיישר +240vdc +192vdc -240vdc Time 7 © מושגי יסוד במערכות אל פסק – מיישר /מטען מהפך – תפקידה של יחידה זו לבצע המרה למתח הישר שמתקבל ע"י המיישר במערכת למתח חילופין כאות סינוסואידלי בעל אמפליטודה מתאימה להגדרת מוצא המערכת. מהפך +240vdc +192vdc -240vdc Time 8 © מושגי יסוד במערכות אל פסק -מטען מטען – יישום של יחידת מטען יכול להיות בשתי האופנים הבאים • יחידת ייצוב מתח המתקבל ע"י מוצא המיישר אל מתח טעינת המצברים בהתאמה (טעינת השוואה ,ציפה) • יחידה המבצעת יישור למתח הרשת שמתקבל בכניסת המערכת (במקביל למיישר) למתח ישר בעל אמפליטודה מתאימה למתח הנדרש לטעינת המצברים בהתאמה (טעינת השוואה ,ציפה) מהפך +240vdc +192vdc -240vdc Time 9 © מושגי יסוד במערכות אל פסק -עוקף עוקף – כמעט בכל מערכת אל פסק מסוג התמרה כפולה ( )On-Lineקיימת יחידת עוקף אוטומטי .ישנו מגוון רחב של עוקפים למערכות אל פסק .1 עוקף פנימי (אוטומטי & יזום) .2עוקף ידני מובנה לתחזוקה .3עוקף חיצוני (אוטומטי & יזום) .4עוקף חיצוני ידני לתחזוקה תפקידה של יחידה זו הוא לבצע העברה "שקטה" אוטומטית & יזומה להזנת הצרכנים דרך הרשת ולא דרך הממיר .העברה "שקטה" היא הגדרה לביצוע מעבר בזמן מוגדר מראש ( ) 4ms – 20msכך שהצרכן אינו מושפע מביצוע המעבר כל עוד בכניסת המערכת ההזנה תקינה 10 © מושגי יסוד במערכות אל פסק -עוקף העברה "שקטה" בזמן מוגדר מראש ( ) 4ms – 20ms 11 © מושגי יסוד במערכות אל פסק -עוקף המעבר לעוקף יכול להתבצע מהסיבות הבאות • עומס יתר מעל יכולת ממיר המערכת • קצר באחד העומסים המחוברים למערכת • ביצוע העברה יזומה על מנת לבצע תחזוקה של המערכת • ביצוע בדיקה לתפקוד פונקציונאלי של המערכת • כשל פנימי של המיישר /ממיר המערכת 12 © מושגי יסוד במערכות אל פסק – תחומי עבודה לכל יצרן קיימים תחומי עבודה שמגבילים את יכולת המערכת ללא השפעה על תפקודה. נבחן כמה פרמטרים חשובים לכלל המערכות .1מתח רשת 13 © מושגי יסוד במערכות אל פסק – תחומי עבודה .2מוצא המערכת 14 © מושגי יסוד במערכות אל פסק – תחומי עבודה .3ממשקי המערכת 15 © מושגי יסוד במערכות אל פסק – תחומי עבודה .4נצילות ותנאי סביבה .5תכונות נוספות 16 © מושגי יסוד במערכות אל פסק –חישוב בנק המצברים חישוב בנק המצברים על מנת לקבל את זמן הגיבוי הנדרש ממערכת האל פסק יש להתחשב במספר גורמים המשפיעים על זמן הגיבוי בפועל. פרמטרים נדרשים על מנת שנוכל לבצע את החישוב • זמן גיבוי נדרש – ]T [Min • הספק נדרש לגיבוי – ]P [w • מתח סופי לניתוק (מתח סופי לתא) – ]F.V [Vdc • כמות מצברים לבנק – Units • נצילות מערכת µ [%] - 17 © מושגי יסוד במערכות אל פסק –חישוב בנק המצברים ניקח לדוגמא מערכת אל פסק מדגם DPHבעלת הספק מוצא של 200,000wלזמן גיבוי של 15minבעומס מלא. • הספק מערכת – 200,000wעומס נדרש לגיבוי 100% • זמן גיבוי נדרש – 15min • מתח סופי לתא – 1.75vdc • כמות מצברים לבנק – 40 units • נצילות – 96% ניתן לומר כי רוב מערכות האל פסק עובדות עם מתח סופי לתא של 1.75vdc כסטנדרט (במערכות מסוימות ניתן לשנות ערך זה). ערך מכתיב את המתח הסופי בו המערכת תנתק את המצברים על מנת להגן עליהם מפריקה עמוקה. 18 © מושגי יסוד במערכות אל פסק –חישוב בנק המצברים נגזרת של המתח הסופי היא מתח העצירה של מערכת האל פסק 1.75vdc x 6 x 40 = 420vdc כמות התאים במצבר 12vdc נבצע שיקוף להספק הנדרש לגיבוי מהמצברים ע"י חילוק הספק בנצילות המערכת (זה הספק שיידרש מהמצברים לגבות) 𝒘𝟎𝟎𝟎𝟐𝟎𝟎, = 208,334w 𝟔𝟗𝟎. 19 © מושגי יסוד במערכות אל פסק –חישוב בנק המצברים נחלק את הספק הנדרש מהמצברים לכמות המצברים ,וכך נקבל את הספק הנדרש מיחידה בודדת לזמן נתון. 𝟒𝟑𝟑𝟐𝟎𝟖, = 5,208.4w 𝟎𝟒 נבחר את דגם המצבר שבו אנו מעוניינים להשתמש – לדוגמא CSB GPL121000 20 © מושגי יסוד במערכות אל פסק –חישוב בנק המצברים נעיין בדף הנתונים של המצבר הנבחר נחלק את הספק הנדרש לגבוי ביכולת של המצבר הבודד 𝒘𝟒𝟑𝟑𝟐𝟎𝟖, = 95.52 𝒘𝟏𝟖𝟏𝟐, מכאן קיבלנו שכמות מינימאלית נדרשת היא 96יחידות ,מאחר והמערכת עובדת בקבוצות של 40נקבל שנדרש מינימום 3בנקים של 40יחידות. 21 © מושגי יסוד במערכות אל פסק –חישוב בנק המצברים כל הנתונים הנ"ל מחושבים לפי תנאי סביבה אופטימליים 25° Bank 1 40 x GPL12000 Bank 2 40 x GPL12000 Bank 2 40 x GPL12000 22 © מושגי יסוד במערכות אל פסק –חישוב בנק המצברים ישנה אופציה לחיבור המערכת עם בנק מצברים בודד לכמה מערכות אל פסק במקביל – Common Battery שימוש בצורת חיבור זה מקטינה את העליות אבל באותו היחס גם את השרידות !!! 23 © מושגי יסוד במערכות אל פסק -טופולוגיות חיבור – מבוא למערכות אל פסק ישנה תורה שלמה של צורת חיבורים על מנת להגדיל את שרידות המערכת, אנו ניגע על קצה המזלג בחלק מהאפשריות הקיימות. צורות החיבור שבהם נדון בהמשך • Parallel • Hot Standby Function • Modular UPS 24 © מושגי יסוד במערכות אל פסק -טופולוגיות חיבור – מבוא Manual Battery Back-Up Mode Mode Mode On-LineBy-Pass Mode Parallel חיבור זה מאפשר להגדיל את הספק המערכת או לאפשר שרידות ברמת מודול /מערכת . 25 © מושגי יסוד במערכות אל פסק -טופולוגיות חיבור – מבוא Hot Standby Function Hot Standby Function במשטר עבודה נורמלי יחידה מספר 2מזינה את הצרכנים ,במידה של כשל ביחידה מספר 2 תבצע המערכת מעבר לעוקף ותזין את הצרכנים דרך יחידה מספר 1 26 © סוגי מערכות אל פסק הקיימות בשוק 27 © סוגי מערכות אל פסק הקיימות בשוק ישנם כמה מגוונים עיקריים של מערכות אל ספק התמרה בודדת ( ) Single conversion systems • Standby UPS • Line Interactive UPS יעוד עיקרי של מערכות אל פסק בטכנולוגית התמרה בודדת מיועדת לתחנות קצה בעלות חשיבות נמוכה כגון מחשבים נייחים (עמדות קצה או מחשב בייתי) ,מערך מצלמות וכדומה. מערכות מסוג זה ברובם מספקות לצרכן גל סינוס מדומה (במצב )Backup Mode 28 © סוגי מערכות אל פסק הקיימות בשוק התמרה כפולה ( ) Double conversion systems • On-Line UPS יעוד עיקרי של מערכות אל פסק בטכנולוגית התמרה כפולה מיועד לתחנות קצה בעלות חשיבות ורגישות גבוה לשינויים ברשת ,נפילות מתח ,אי יציבות תדר/מתח כגון מכשור רפואי, שרתים ,מערכות בקרה מתקדמות ,מערכות לייזר ,מ"כמים ,Data center ,ציוד אופטי וכדומה. מערכות מסוג זה מספקות לצרכן גל סינוס טהור (במצב ,) On-line & Backup Mode התפתחות הטכנולוגיות הביאו אותנו היום למערכות אל פסק בטכנולוגית התמרה כפולה בעלות נצילות גבוה עד .97% תחום זה מתחלק לשתי סוגי מערכות אל פסק 29 © סוגי מערכות אל פסק הקיימות בשוק התמרה כפולה ( ) Double conversion systems תחום זה מתחלק לשתי סוגי מערכות אל פסק מערכת אל פסק מונובלוק מערכת אל פסק מודולארית 30 © מבנה עקרוני למערכות אל פסק 31 © מבנה עקרוני למערכות אל פסק Standby UPS במשטר עבודה Normal Modeהצרכנים מוזנים מרשת החשמל ובמקרה של הפסקת חשמל או אי יציבות ברשת (מתח נמוך /גבוה מעבר לתחומי העבודה) המערכת תאלץ את מהפך (ממיר) להזין את הצרכנים דרך המצברים ותנתק את כניסת הרשת EMI / RFI Filter Surge Suppressor Load Normal Mode Battery Charger Inverter Backup Mode Recharge Mode Battery 32 © מבנה עקרוני למערכות אל פסק Line Interactive UPS במשטר עבודה Normal Modeהצרכנים מוזנים מרשת החשמל דרך מייצב מתח ( )Autotransformerאשר מאפשר תיקון של סטייה במתח הרשת לפני ביצוע העברת הצרכנים אל הממיר ביחידה ,במקרה של הפסקת חשמל או אי יציבות ברשת (מתח נמוך /גבוה מעבר לתחומי העבודה) המערכת תעבור למצב Backup Modeותאלץ את הממיר להזין את הצרכנים דרך המצברים ותנתק את כניסת הרשת .בחזרת הרשת נעבור למצב Normal + Recharge Mode Normal Mode Backup Mode Recharge Mode 33 © מבנה עקרוני למערכות אל פסק התמרה כפולה ( ) Double conversion systems יעוד עיקרי של מערכות אל פסק בטכנולוגית התמרה כפולה מיועד לתחנות קצה בעלות חשיבות ורגישות גבוה לשינויים ברשת ,נפילות מתח ,אי יציבות תדר/מתח כגון מכשור רפואי ,שרתים ,מערכות בקרה מתקדמות ,מערכות לייזר ,מ"כמים ,אתר סלולאריData , ,centerציוד אופטי ,רכבות וכדומה. מערכות מסוג זה מספקות לצרכן גל סינוס טהור (במצב ,) On-line & Backup Mode התפתחות הטכנולוגיות הביאו אותנו היום למערכות אל פסק בטכנולוגית התמרה כפולה בעלות נצילות גבוה עד .97% 34 © מבנה עקרוני למערכות אל פסק 1-10kva Single Phase ) Double conversion systems ( התמרה כפולה ברוב המערכות נהוג להפריד את המטען מהממיר Static Switch EMI / RFI Filter Surge Suppressor AC / DC DC / AC Battery Charger EMI / RFI Filter Load Normal Mode Backup Mode Recharge Mode By-Pass Mode Battery © 35 מבנה עקרוני למערכות אל פסק Three Phase 10kva ≤ ) Double conversion systems ( התמרה כפולה ברוב המערכות המטען משלוב כחלק מהממיר Static Switch EMI / RFI Filter Surge Suppressor AC / DC Charger DC / AC EMI / RFI Filter Load Normal Mode Backup Mode Recharge Mode By-Pass Mode Battery © 36 מערכת אל פסק ללא נקודת כשל מרכזית 37 © מערכת אל פסק ללא נקודת כשל מרכזית מערכת זו מורכבת מיחידות עצמיות של 20kva/20kwהעובדות במקביל 160kva 640kva 20kva 38 © 60kva מערכת אל פסק ללא נקודת כשל מרכזית ע"י יישום הפתרון במערכות מסוג זה אנו מקבלים שרידות מלאה ברמת המיישר, מהפך ,מטען ,עוקף .... כל מודול בודד מכיל בתוכו את הרכיבים ומתפקד כמערכת אל פסק העובדת במקביל עם יחידות נוספות .ניתן לתכנת מודול בודד שישמש במטען מצברים בהספק של .17kw 39 © פתרונות מבית אורנטפאוור 40 © פתרונות מבית אורנטפאוור DPH 25-800kw HPH 20-40kw EH 10-20kva RT 1-10kva 41 © פתרונות מבית אורנטפאוור DPS 60-3200kva 42 © פתרונות מבית אורנטפאוור 20-640kw 43 © ! תודה רבה ? שאלות [email protected] | [email protected] Office +972-8-6214584 | fax +972-8-6890312 | mobile +972-52-6662854 © 44
© Copyright 2024