Szünetmentes tápellátás (UPS) és feszültségingadozás miatti üzemszünetek elhárítása egy és háromfázisú rendszereken.

UPS és feszültségstabilizátorok

Egyre gyakrabban észlel üzemszünetet a villamos berendezései leállása nyomán? Megáll a termelés és ez termeléskiesést okoz, vagy kárt tesz a berendezéseiben, netán veszélyes helyzetet teremt a dolgozók vagy a környezet számára? Ezt a jelenséget járjuk körbe, hogy milyen kiváltó tényezők okozhatják és hogyan lehet orvosolni.

A villamos energia ma a kereskedelem és az ipar által használt talán leglényegesebb nyersanyag. Az erőművekben megtermelt villamos energiát a villamosenergia-átviteli és elosztó hálózaton keresztül a fogyasztókhoz szállítják; a villamos energia minősége az egyik fontos tényező, amely meghatározza mind a fogyasztók, mind az elektromos hálózatok gazdasági hatékonyságát.

Az elektromos eszközöket úgy tervezték, hogy a feszültség és a frekvencia névleges értékeivel meghatározott
elosztórendszerekben működjenek (például 230 V 50 Hz-en).

Ezzel szemben valójában a villamosenergia-elosztás nem biztos, hogy biztosítja az említett névleges paraméterek stabilitását. Különösen a feszültség, mely a névleges értékhez képest jelentősen eltérhet. Ezek az eltérések nemkívánatos és potenciálisan veszélyes körülményeket okozhatnak a felhasználók számára.

A feszültségingadozások lehetnek „gyorsak”, és néhány ezredmásodperc alatt lezajlóak (például villámcsapás esetén az elosztóvezetékek) vagy „lassúak”, amelyek időtartama az októl függően több másodpercig, percig vagy akár órákig is eltarthat.

Lassú ingadozásokat generálhat a megnövekedett feszültségszint („túlfeszültség” az elosztási szintű rossz középfeszültségű szabályozás miatt, vagy nagy terhelések lekapcsolása, illetve túlfeszültség a generátor kimenetén stb.), vagy – gyakrabban – a feszültségcsökkenés ( nagy terhelés rákapcsolása miatti beesés, angolul „sag”, motorindítás, alulméretezett elosztóvezetékek, földelési hibák, rossz KÖF feszültségszabályozás stb. következményeképpen).

Feszültségingadozás esetén a feszültségstabilizátor az a megoldás, amely garantálja a legjobb ár/érték arányt, míg áramszünet esetén ezek az eszközök nem alkalmazhatóak, gyakori áramszünet esetén szünetmentes tápegységeket, UPS-eket kell használni.

A stabil feszültségellátás folyamatos rendelkezésre állása, függetlenül a bemeneti fluktuációtól, gyakran kulcsfontosságú tényező a hatékonyság és megbízhatóság biztosításában a felhasználó számára.

Csökkent termelékenység, adatvesztés, biztonsági hibák, géphibák és a vezérlőrendszer pontatlan információi csak néhány példa a bizonytalan ellátás okozta lehetséges problémákra. Nyilvánvalóan mindez magasabb üzemelési költséget eredményez.

A megoldás

A feszültségstabilizátor a problémára bizonyítottan hatékony megoldást kínál, amely képes megelőzni a bemeneti feszültség instabilitásából adódó potenciálisan veszélyes helyzeteket.

A fő alkalmazási területek, ahol a feszültségváltozásokra érzékeny eszközök használhatók, a következők:

– Ipari szektor: olaj- és gázipar, lézervágás, gyógyszeripar, elektronikai ipar, dohányipar, papír- és textilipar, élelmiszeripar, csomagolóipar és gépipar általában.

– Szolgáltatók: bankok, szállodák és turisztikai üdülőhelyek, adatközpontok, laboratóriumok, kisvállalkozások, magánfelhasználók.

– Távközlés: TV/rádióállomások, távközlési hálózatok.

– Közszféra: kórházak, állami hivatalok és intézmények.

– Megújuló források: nap- és szélerőművek.

Mindezen alkalmazásokban a feszültségingadozás, még ha a szabvány által megengedett tűréshatáron belül is van, működési problémákat okozhat. Ebben az esetben a különösen érzékeny eszközök az elfogadható szinten túli hibákat vagy hibás működést mutathatnak.

Tipikus helyzetek, amikor a feszültség a megengedett tűréshatáron túli ingadozásnak lehet kitéve:

– Az elosztóállomás közelében tartózkodó, ezért feszültségnövekedésnek kitett felhasználók.

– Magánterületek nagy teljesítményű berendezésekkel (uszodaszivattyúk, nagy hűtők, speciális világítási rendszerek, liftek) és/vagy különösen feszültségérzékeny terhelésekkel (nagy teljesítményű fogyasztói elektronika stb.)

– Nagy ipari üzemek közelében elhelyezkedő terhelések, ahol az egyes nagy teljesítményű berendezések (középfeszültségű motorok) indításkor feszültségcsökkenést idézhetnek elő.

Más típusú berendezésekhez képest a feszültségstabilizátor számos előnnyel rendelkezik, amelyek gyakran az optimális megoldássá teszik:

– Általában alacsonyabb ár.

– Magas kimeneti feszültség stabilitás garantált még széles bemeneti feszültség fluktuáció esetén is.

– Nem vezeteti be a harmonikusokat.

– Robusztus és megbízható konstrukció, amely lehetővé teszi kedvezőtlen környezetben való használatát is.

– Túlterhelési képesség a névleges áram kétszereséig.

– Nem kell foglalkozni a tárolással, szállítással, karbantartással és ártalmatlanítással, mivel az eszközök akkumulátorokat nem tartalmaznak.

– A terhelési feszültség zökkenőmentes és megbízható szabályozására ±0,5%-os pontosságot biztosít még jelentős bemeneti feszültségingadozások esetén is.

– Magas hatásfok.

– Magas bekapcsolási áramállóság.

– Csökkentett méret, egyszerű működtetés, gyors telepítés, „plug&play” használhatóság.

Elektromechanikus vagy statikus feszültségstabilizátor?

A statikus stabilizátort akkor használják, ha a korrekciós sebesség a kritikus probléma (például számítógépek, laboratóriumi berendezések, mérőpadok és orvosi műszerek). Ennek a stabilizátornak a korrekciós ideje 3-10 milliszekundum a teljes szabályozáshoz, és nem tartalmaz semmilyen mozgó alkatrészt, ami karbantartást igényelne. Ezzel szemben az elektromechanikus stabilizátor 1 másodperc körüli korrekciós időt biztosít, szervómotoros szabályzóval rendelkezik és emiatt szélesebb teljesítménytartományt tudnak lefedni.

A feszültségstabilizátorok kategorizálása, típusok, teljesítmények:

Működés szerint: Statikus vagy elektromechanikus (szervó)
Kezelt fázisok száma: egyfázisú vagy háromfázisú
Teljesítmény szerint: 2 kVA – 50,000 kVA között
Kompenzálási képesség szerint:
Feszültségstabilizátor ( +/- 10 ; +/-20 ; -30 .. +20 % hálózati feszültség fluktuáció kompenzálására)
Feszültségkompenzátor ( akár -60% .. +20% hálózati feszültség fluktuáció kompenzálására)
Ultrakapacitás vagy szuperkondenzátoros feszültségkompenzátor ( terheléstől és méretezéstől függően akár pár másodpercnyi áramszünet áthidalására is alkalmas, tehát -100% .. +20% hálózati feszültség fluktuáció kompenzálására alkalmas. – kutatás-fejlesztési fázisban, hamarosan elérhetőek lesznek kereskedelmi forgalomban is.)