HRVATSKA KOMORA INŽENJERA ELEKTROTEHNIKE
STRUČNI SEMINAR
SUSTAVI ZA REZERVNU
I BESPREKIDNU
OPSKRBU
PRIORITETNIH
POTROŠAČA
ELEKTRIČNE ENERGIJE
HK
Predavači:
Mirko Hlupić, dipl.ing.el.
Ivan Galetić, dipl.ing.el.
2012.
SUSTAVI ZA REZERVNU I BESPREKIDNU OPSKRBU
PRIORITETNIH POTROŠAČA
ELEKTRIČNE ENERGIJE
Mirko Hlupić, dipl. ing.
Ivan Galetić, dipl. ing.
HK
HK
Sadržaj
1. UVOD.................................................................................................................................... 5
2. POVIJEST I RAZVOJ ........................................................................................................ 8
3. DIJELOVI SUSTAVA ZA BESPREKIDNO I PRIČUVNO NAPAJANJE .................... 11
3.1.
Elektroenergetski sustavi za napajanje i pričuvno napajanje ......................................... 11
3.2.
Pojam “besprekidnost” ....................................................................................................... 11
3.3.
Opskrba objekta električnom 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.
Ispravljački sustavi i jedinice.............................................................................................. 16
3.7.
UPS ureñaji za besprekidno napajanje.............................................................................. 18
3.7.1.
Uvod............................................................................................................................................. 18
3.7.2.
Vrste ............................................................................................................................................. 19
3.7.3.
Način rada .................................................................................................................................... 20
3.7.4.
Tehnički podaci............................................................................................................................ 23
3.7.4.1.
Konstrukcija ......................................................................................................................... 23
3.7.4.2.
Električne karakteristike....................................................................................................... 24
3.7.4.3.
Mjerenje i signalizacija ........................................................................................................ 24
3.7.4.4.
Smještaj UPS ureñaja ........................................................................................................... 25
3.7.4.5.
Uvjeti isporuke ..................................................................................................................... 25
3.7.5.
Dinamičko postrojenje za besprekidno napajanje ........................................................................ 25
3.8.
HK
Elektroagregatska postrojenja ........................................................................................... 26
3.8.1.
Uvod............................................................................................................................................. 26
3.8.2.
Vrste ............................................................................................................................................. 27
3.8.3.
Tehnički podaci............................................................................................................................ 28
3.8.3.1.
Konstrukcija ......................................................................................................................... 28
3.8.3.2.
Električne karakteristike....................................................................................................... 30
3.8.3.3.
Mjerenje i signalizacija ........................................................................................................ 30
3.8.4.
Način rada .................................................................................................................................... 31
3.8.4.1.
Pojedinačni 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 grañevine ......................................................... 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 ispravljački sustav ........................................................................................... 46
5.3.
Zahtjevi za agregate ............................................................................................................ 47
5.4.
Zahtjevi za UPS sustave ...................................................................................................... 49
3
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.
6.3.2.
6.3.3.
6.3.4.
Aku baterije.................................................................................................................................. 54
Ispravljački sustavi....................................................................................................................... 55
Stacionarni agregati...................................................................................................................... 56
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 PODRUČJA SUSTAVA
ZA BESPREKIDNO NAPAJANJE............................................................................. 67
8.1.
Uvod ..................................................................................................................................... 67
8.2.
Primjer sadržaja europskog vodiča kroz UPS sustave CEMEP .................................... 68
8.3.
Primjer promjene i prilagodbe normi International VRLA Batteries Standards novim
uvjetima u poslovanju......................................................................................................... 69
8.4.
Norme iz područja olovnih aku baterija........................................................................... 70
8.5.
Svi proizvoñači olovnih aku baterija................................................................................. 71
9.
4
HK
TREND RAZVOJA SUSTAVA U BUDUĆNOSTI..................................................... 73
9.1.
Uvod ..................................................................................................................................... 73
9.2.
Gorive ćelije......................................................................................................................... 73
9.3.
Budućnost baterija.............................................................................................................. 75
1.
UVOD
Sigurno, kvalitetno i stalno napajanje električnom energijom jedan
je od najvažnijih uvjeta za funkcioniranje svih grañevina gdje ljudi
žive i rade. Zbog toga se danas ne može zamisliti niti jedan
moderni sustav u industriji, poslovnim grañevinama, u području
telekomunikacija i informatike u kojemu nije predviñeno
pričuvno napajanje. Besprekidno napajanje i distribucija usluga
korisnicima mora biti omogućena i prilikom najavljenih i
nenajavljenih ispada javne distribucijske mreže.
Ovim seminarom prikazat će se sve faze planiranja,
projektiranja, odabira, dizajniranja, održavanja i konačno
zbrinjavanja nakon upotrebe svih ureñaja za rezervno i
besprekidno napajanje i opskrbu važnih i prioritetnih potrošača.
Na kraju će se prezentirati i koja je budućnost rezervnog i
besprekidnog napajanja električnom energijom.
Seminar je namijenjen u prvom redu projektantima, nadzornim
inženjerima, investitorima i svima onima koji se bave
izvoñenjem radova ili održavanjem navedenih ureñaja.
Elektroenergetski sustavi za opskrbu i napajanje bilo iz javne elektrodistribucijske mreže bilo iz
pričuvnih izvora napajanja služe za osiguranje kvalitetnog, pouzdanog i sigurnog napajanja
električnom energijom važnih i prioritetnih potrošača. Potrebna električna energija može biti
izmjeničnog ili istosmjernog napona.
Da bi se to omogućilo, mora se osigurati rezervni ili besprekidni izvor električne energije, a prijelaz
mora biti bez prekida ili s minimalnim prekidom (na primjer startanje agregata do 15 sekundi). Svaki
prekid ili ispad elektrodistribucijske mreže dulji od 50 milisekundi smatra se neostvarena
besprekidnost. To znači da se kod svih potrošača koji su izrañeni od osjetljivih elektroničkih
komponenti 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 različita, ovisno o tome
kakva se besprekidnost želi postići i koja se raspoloživost sustava za rezervnu opskrbu električnom
energijom želi postići.
HK
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
• ureñaji za besprekidno napajanje izmjeničnim naponom 400/230 V (UPS sustavi i AC
distribucijski ormari)
• ureñaji i sustav za napajanje istosmjernim naponom od 24, 48, 60 i 220 V (aku baterije,
ispravljači, pretvarači i DC distribucijski ormari)
• ureñaji za rezervno napajanje (diesel električni agregati DEA, UPS ureñaji, aku baterije).
U ovom seminaru detaljno će biti obrañeni sustavi za rezervno besprekidno napajanje izmjeničnog i
istosmjernog napona:
• diesel električni agregati DEA
• ureñaji za besprekidno napajanje UPS
• akumulatorske baterije
• ispravljači i konvertori.
U svakodnevnom životu opskrba električnom energijom podložna je povremenim prekidima ili
ispadima, a i varijacije napona i frekvencije mogu odstupati od onih koje su definirane u svakom
ugovoru 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
5
• trajno povišenje napona
• promjena frekvencije
• utjecaj viših harmonika.
Priprema i distribucija usluga prema korisnicima mora biti omogućena i prilikom najavljenih i
nenajavljenih ispada javne elektrodistribucijske mreže. Da bi se to omogućilo, davatelj usluga mora
osigurati rezervni izvor električne energije.
Pravilno planiranje i projektiranje glavni je preduvjet za kvalitetno dizajniranje i odabir sustava za
pričuvno napajaje električnom energijom. Glavni preduvjet za pravilno planiranje je tehnološki program
u kojem su predviñeni svi potrošači koji trebaju biti napajani iz pričuvnih izvora napajanja, prema
važećim pravilnicima i propisima. Za izradu projekta potrebno je izraditi kvalitetan projektni zadatak na
osnovi tehnološkog programa i projektnih zadataka za grañevinsko-arhitektonski projekt kao i
strojarski projekt, Zakona o prostornom ureñenju i grañenju i ostalim zakonima i propisima za
elektroinstalacije i ureñaje te svih ostalih zakonima i propisima predviñenih sadržaja. Projekt treba
sadržavati rješenje kojim se omogućava neprekinutost rada navedenih
potrošača bez obzira na to je li u javnoj elektrodistribucijskoj mreži došlo do
prekida napajanja, pada napona ili ostalih poremećaja.
Za odabir sustava za rezervno i besprekidno napajanje važno je kvalitetno
dizajniranje i odabiranje sustava za napajanje svih važnih i prioritetnih
potrošača u suvremenim telekomunikacijama i informatičkim tehnologijama
koje u svojem opsegu aktivnosti koriste najnovija tehnološka dostignuća.
Najčešći 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
• proizvoñači 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).
HK
Za ostvarenje potpune sigurnosti napajanja električnom energijom koriste se
u prvom redu javna elektrodistribucijska mreža i pričuvni izvori napajanja. Za pričuvno napajanje
koriste se diesel električni agregat (fiksni ili mobilni), akumulatorske baterije i besprekidni izvori
napajanja, uobičajenog engleskog naziva UPS (Uninterruptible Power Supply). Kod istosmjernih
napajanja koriste se naponi od 24 V do 220 V, dok se kod napajanja izmjeničnim naponom koristi
napon od 400/230 V. Oni se mogu koristiti kao samostalni izvori pričuvnog napajanja ili u odreñenim
kombinacijama kao integrirani sustavi napajanja. Stopostotna sigurnost pričuvnog napajanja postiže
se kada se koristi diesel električni agregat u korelaciji s UPS ureñajem u jednom zajedničkom sustavu.
Prilikom izgradnje novih grañevina u kojima treba ostvariti sigurno, kvalitetno i stalno napajanje
električnom energijom potrebno je izraditi kvalitetan plan, i to tehnološki i financijski, a nakon toga
projektni zadatak i projektnu dokumentaciju za sve električne instalacije. Planom i projektom treba
predvidjeti rezervno ili besprekidno napajanje svih „kritičnih potrošača“ bez obzira na stanje napajanja
iz elektrodistribucijske mreže.
Grañevine mogu biti različitih namjena i sadržaja. Prema tome vidljivo je da je za projektiranje i
izvoñenje pričuvnih sustava napajanja potrebno izraditi Tehnološki program gdje će biti definirani svi
tehnološki procesi i električni potrošači. Potrebno je posebno definirati sve kritične i važne potrošače
koji trebaju rezervno ili besprekidno napajanje, odnosno za koje treba osigurati pričuvne izvore
napajanja.
To su obavezno:
• svi telekomunikacijski sustavi
• informacijske tehnologije
• svi važni prekidači i rastavljači
• svi važni proizvodni procesi
6
•
•
•
•
•
•
odašiljači 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 ureñaja za rezervno i besprekidno napajanje, planom i projektom
potrebno je predvidjeti održavanje i sve resurse koji osiguravaju kvalitetno održavanje. Takoñer treba
predvidjeti i zbrinjavanje nakon upotrebe i kraja životnog vijeka.
Konačno, moramo konstatirati da se danas bez električne energije ne može živjeti i raditi te da
prilikom nestanaka električne energije i prekida napajanja nastaju veliki problemi. Imamo primjere i
slučajeve 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, Japan
itd.). Prekidi su trajali nekoliko dana i načinili velike štete te se uvidjelo koliko su potrebni i važni
ureñaji za rezervno i besprekidno napajanje.
HK
7
2.
POVIJEST I RAZVOJ
Luigi Galvani (1737.-1798.) prvi je u povijesti 1780. godine
registrirao elektricitet prilikom eksperimenta na žabljim
krakovima. On je naime prilikom seciranja žabe, koja je bila
obješena o kuku od mesinga, čeličnim skalpelom dodirnuo
kuku i proizveo efekt trzanja žabljeg kraka. Meñutim tek je
Alessandro Volta kasnije objasnio taj efekt i konstatirao da je
kontakt dvaju metala, mesinga i čelika, proizveo električnu
struju, a žablji krak bio je samo indikator struje.
Nakon otkrića elektriciteta i električne energije pojavila se potreba za akumulatorima električne
energije. Volta je 1800. godine promovirao na Francuskom nacionalnom institutu prvi izvor električne
energije dobiven kombinacijom metala i elektrolita - Voltinu bateriju.
HK
Francuz Gaston Plante kostruirao je 1859. godine prvi upotrebljiv
akumulator. Planteov akumulator je olovni, tzv. „kiseli“. Kiseli je dobio
naziv po elektrolitu, sumpornoj kiselini koja se upotrebljava u njegovu
akumulatoru dok su ploče - elektrode izrañene od olova.
Akumulator je po definiciji kemijski izvor električne energije, a princip rada
je u osnovi skupljanje - akumuliranje električne energije potencijalno u
obliku kemijske energije, s tim da se pri nabijanju postiže razlika u sustavu
dviju elektroda – polarizacija uslijed čega nastaje galvanski članak koji
može davati struju. Prema toj pojavi naziv za akumulatore je i „sekundarni
članci“. Takvi akumulatori koriste se najčešće za rezervno napajanje, a
daju se više puta prazniti i puniti. Za pravilan rad potrebno je da aktivni
materijal na negativnoj elektrodi bude olovo, a na pozitivnoj elektrodi
olovni oksid, i to u pravilnom odnosu s elektrolitom, sumpornom kiselinom. Plante je to postizao
procesom formiranja olovnih elektroda ponovljenim izbijanjem i nabijanjem. Godine 1881. Camile
Fuer, koji je bio njegov učenik, pronašao je znatno brži postupak izrade elektroda pastiranjem,
postupkom premazivanja površine olovne ploče slojem fino razdijeljenih olovnih oksida. Iste godine
Volckman je patentirao olovnu ploču u obliku olovnih rešetaka koje služe kao nosioci paste za
formiranje aktivnih supstancija. Nakon toga usavršen je i Planteov postupak formiranja elektroda i
povećana im je površina. Nazivni napon ćelije je 2V. Veći napon postiže se serijskim spajanjem više
ćelija 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 za
pogon električnih vozila. Stoga su Edison i Jungner krajem 19. stoljeća izumili lagane alkalične
akumulatore. Oni su za pozitivnu ploču upotrijebili nikal, a kao elektrolit alkalijsku lužinu. Za negativnu
ploču Edison je upotrijebio željezo, a Jungner kadmij.
Godine 1866. francuski električar Laclanche izumio je drugi tip baterije gdje je primijenio fizikalnokemijsku reakciju kojom se na negativnom priključku nagomilavaju slobodni elektroni koji će
nedostajati na pozitivnom priključku. Taj učinak postiže se u laclancheovu članku koji se uobičajeno
zove baterijski članak. On se sastoji od elektrode - tuljka od cinka u koji se smješta elektrolit u koji je
uronjen ugljeni štapić. Takav članak će fizikalno–kemijskim procesom u elektrolitu stvoriti razliku
potencijala - napon od 1,5 V na svojim izvodima.
8
Ovakvi baterijski članci koji su odmah spremni za upotrebu zovu se „primarni članci“. Služe najčešće
za 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 nedavno
bio neizbježan element za opskrbu istosmjernom strujom, odnosno za rezervno i besprekidno
napajanje. To su klasične „otvorene baterije“ s velikim isplinjavanjem pa je postojala mogućnost
stvaranja plina „praskavca“ koji se stvarao prilikom punjenja baterija. Zbog te opasnosti klasične
baterije, koje se još nazivaju OPZS, trebale su se smještati uz velike mjere opreza. To znači da su bile
u posebnim prostorijama odvojene od potrošača. Prostorije su trebale biti dobro ventilirane, i to pet
izmjena zraka na sat. Sva električna instalacija, rasvjeta i ureñaji trebali su biti u protueksplozijskoj
zaštiti, tj. „S“ izvedbi. Osim toga prostorije su se trebale ureñivati u materijalima (keramičke pločice,
boje) otpornim na kiseline. Trebalo je izvesti i posebne šahtove za odlijevanje kiselina. Baterije su se
2
obično smještale u podrume, a nosivost podova trebala je iznositi najmanje 15 kN/m .
Meñutim, moderna nova izvedba akumulatora ventilom regulirana VRLA ne zatijeva niti jednu mjeru
koja je bila potrebna kod „klasičnih“ akumulatora. Kod njih je isplinjavanje zanemarivo malo te se
mogu smještati zajedno s ureñajima u zajednički prostor. Kod UPS ureñaja mogu biti smještene i u
samom ureñaju. Za njih je potrebna minimalna ventilacija, no kod većih UPS ureñaja potrebna je
klimatizacija jer se javlja disipacija odnosno grijanje, i to oko 10% instalirane snage. Propisana i
0
optimalna temperatura je za sve aku baterije temperatura okoline 20 C.
Danas se još upotrebljavaju litij-ionske baterije, u prvom redu za pogon automobila, ali i za mobilne
ureñaje. Do danas su često u upotrebi bile i Ni-Cd (nikal-kadmij) baterije, ali Europska ih je unija
proglasila ekološki neprihvatljivima. Zato ih treba izbjegavati gdje god je to moguće. Postoje i drugi
tipovi baterija, ali oni će biti opisani u poglavlju „Aku baterije“. Osim njih, vrlo važnu funkciju danas i u
budućnosti imat će i gorive ćelije, takoñer za pogon automobila, mobilnih ureñaja i sl.
HK
Govoreći o razvoju UPS ureñaja, moramo napomenuti da su se moderni UPS ureñaji pojavili u novije
vrijeme. Do 1970. godine za neprekidno su se napajanje upotrebljavale dinamičke rotacijske grupe
tipa NOU-BREK. One su služile za napajanje važnih i prioritetnih potrošača stalnim stabiliziranim
izmjeničnim naponom i frekvencijom. Dinamičku rotacijsku grupu čine:
• sinkroni generator
• asinkroni motor
• zamašnjak velike mase
• diesel motor
• elektromagnetska sklopka.
Asinkroni motor spregnut je na istoj
osovini sa zamašnjakom velike mase i
diesel motorom s elektromagnetskom
sklopkom preko koje se spaja sa
zajedničkom osovinom ostalog dijela
postrojenja ili odvaja od nje. Sinkroni
generator stalno napaja potrošače.
Preko invertora i pretvarača mogao se
dobiti i istosmjerni napon.
Što se tiče diesel električnih agregata za
napajanje izmjeničnom strujom 400/230
V, detaljan opis prezentirat će se u
poglavlju „Elektroagregati za rezervno napajanje“. Ovdje će se samo naglasiti da se nastanak diesel
električnih agregata može zahvaliti u prvom redu Nikoli Tesli koji je postavio temelje izmjeničnoj struji i
električnim 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 dieselelektro
agregata DEA koji su nezamjenjivi u rezervnom napajanju. Danas ne postoji niti jedna djelatnost gdje
ljudi žive i rade, a gdje nije potreban DEA. Današnji agregati opremljeni su sofisticiranim elektroničkim
ureñajima za automatski start, regulaciju napona i upravljanje radom. Buka je smanjena na najmanju
moguću mjeru.
9
Na kraju ćemo spomenuti izum Nikole Tesle za
prikupljanje električne energije iz atmosfere. U tu
svrhu 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 - u
atmosferu u obliku elektromagnetskih valova, koja
se 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 sa
svojim izumom, ne bi bili potrebni rezervni izvori za napajanje jer bi u
svakom trenutku i na svakom mjestu na zemlji bilo moguće stalno
koristiti električnu energiju.
HK
10
3.
DIJELOVI SUSTAVA ZA BESPREKIDNO I PRIČUVNO
NAPAJANJE
3.1.
Elektroenergetski sustavi za napajanje i pričuvno napajanje
Elektroenergetski sustavi za napajanje i pričuvno napajanje važnih potrošača i usluga koje se
proizvode i distribuiraju prema korisnicima služe za osiguranje kvalitetnog, pouzdanog, sigurnog i
besprekidnog napajanja električnom energijom u svim uvjetima i dogañajima koji su potencijalno i
realno mogući ako javna elektrodistribucijska mreža izañe izvan dopuštenih tolerancija ili je u kraćem
ili dužem prekidu, neovisno o tome je li taj dogañaj bio planiran (npr. održavanje i servisiranje
trafostanica, dalekovoda…) ili je posljedica više sile (udarac groma, požar, poplava, nevrijeme,
snijeg…) ili pak kvara na sustavu (pregaranje osigurača, zemljospoj, kvar na opremi…), odnosno
posljedica ljudske nepažnje prilikom poslova održavanja.
Potrebna električna energija može biti izmjeničnog ili istosmjernog napona, ovisno o tome kakve su
izvedbe potrošači koji se njome opskrbljuju. Veličina 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 veličina 12 V, 24 V, 48 V, 60 V.
Elektroenergetske sustave za napajanje i pričuvno napajanje možemo podijeliti u sljedeće skupine i
kategorije:
1. ureñaji i sustavi za napajanje objekata izmjeničnim naponom iz lokalne elektrodistribucijske
mreže (trafostanica TS, glavni razvodni ormar GRO)
2. ureñaji i sustavi za napajanje potrošača izmjeničnim naponom, opći i nužni potrošači (AC
razvodni ormari opće i nužne potrošnje, katne razdjelnice…)
3. ureñaji i sustavi za napajanje potrošača besprekidnim istosmjernim naponom (ispravljači,
pretvarači, DC distribucijski ormari, stacionarne aku baterije…)
4. ureñaji i sustavi za pričuvno izmjenično napajanje (stacionarni i mobilni diesel električki
agregati, UPS sustavi, AC distribucijski ormari...)
5. obnovljivi izvori, ureñaji i sustavi (vjetrogeneratori, solarni izvori, gorivne ćelije,…)
HK
U ovom će predavanju biti naglasak na ureñajima i sustavima kojima se omogućava osiguranje
besprekidnog napajanja svih vitalnih potrošača, a to su oni navedeni u prethodnim točkama 3. i 4. i oni
će biti detaljno obrañeni. Trafostanice, glavni i pomoćni razvodni ormari, katne razdjelnice bit će
obrañeni samo s osnovnim podacima potrebnim za osiguranje osnovnih uvjeta za rad ureñaja i
sustava iz točaka 3. i 4., a obnovljivi izvori energije nabrojat će se i obraditi u posljednjem poglavlju, na
razini informacije.
U suvremenim tehnološkim sustavima, kao npr. u telekomunikacijama i informatičkim tehnologijama
koje u svojem opsegu aktivnosti koriste najnovija tehnološka dostignuća i rješenja, jedan je od
najvažnijih segmenata poslovanja osiguranje usluga svim svojim korisnicima uvijek i svugdje. Jedino
se takvim pristupom mogu dobiti novi korisnici i zadržati postojeći korisnici usluga. Usluge koje
moderni operatori nude su glasovne, informacijske te iz područja zabave i svima je spomenuta
potreba obvezna. U bolnicama i aerodromima situacija je slična, a u važnim tehnološkim procesima u
proizvodnim pogonima takoñer se mora osigurati trajna prisutnost električne energije. U
svakodnevnom 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 u
svakom ugovoru o isporuci električne energije s distributerom. Priprema i distribucija usluga prema
korisnicima mora biti omogućena i prilikom najavljenih ili nenajavljenih ispada javne
elektrodistribucijske mreže ili izlaska navedene izvan dozvoljenih granica.
3.2.
Pojam “besprekidnost”
Da bi se sve prethodno navedeno omogućilo, moderni operatori informatičkih i telekomunikacijskih
usluga, kao i svi ostali davatelji različitih usluga (tehnička zaštita, aerodromi, bolnice, tuneli, tehnološki
procesi u proizvodnji, laboratorijima, institutima….), moraju osigurati rezervni izvor električne energije, a
11
prijelaz s primarnog AC izvora na rezervni izvor energije mora biti bez prekida. Besprekidnost može
biti vremenski ograničena ili trajna pa su i rješenja koja koriste različiti operatori i davatelji
informatičkih i ostalih usluga različita ovisno o tome kakva se besprekidnost želi postići i koja se
raspoloživost sustava za rezervnu opskrbu električnom energijom želi osigurati, a što je sve u izravnoj
vezi sa željom operatora da njihova usluga bude prisutna i kada javne elektrodistribucijske mreže nema
ili je izvan dopuštenih tolerancija.
Besprekidnost napajanja odgovarajućim naponom treba osigurati uz pomoć pričuvnih izvora energije akumulatorskih baterija, a besprekidnost je vremenski ograničena ovisno o veličini i kapacitetu
priključenih baterija i potrošnji sustava za koje baterije služe.
Vremenski neograničena besprekidnost (trajna besprekidnost) osigurava se uporabom stacionarnih
električnih agregatskih ureñaja koji se, uz odgovarajuće akumulatorske baterije, upotrebljavaju kao
pričuvni izvor neograničenog vremena rada.
Trajnu besprekidnost napajanja prioritetnih sustava i potrošača treba osigurati za sve predaje i
opremu koji služe davanju usluga koje ne smiju nikad biti u prekidu, i to ugradbom više stacionarnih
diesel električkih agregatskih predaja te kapacitetom akumulatorskih baterija dostatnim za najmanje 1
ili 2 sata pričuve pri najvećem strujnom opterećenju. Navedena satna pričuva ovisi o tome koliko je
stacionarnih agregata na lokaciji, kako su meñusobno spojeni te o odluci davatelja usluga o riziku na
koji je spreman.
Za sve važne potrošače potrebito je ugrañivati dva (ili više) stacionarna agregatska postrojenja koji su
jedno drugom pričuva te napraviti priključak za pokretni električni agregat. Energetski priključak takvog
objekta treba izvesti iz zasebne NN transformatorske postaje koja mora napajati dva nezavisna VN
izvora.
Navedeni se tehnički uvjeti i preporuke koriste za najviši rang usluga prema korisnicima, čime davatelj
usluga osigurava trajnu besprekidnost davanja svojih usluga.
3.3.
Opskrba objekta električnom energijom
HK
Električna energija iz trafostanice u objekt ulazi preko glavnog razvodnog ormara (GRO) iz kojega se
dalje dijeli u dvije osnovne grupe: prema važnim, prioritetnim, nužnim potrošačima (GRN) i prema
manje važnim, općim potrošačima (GRO). Važni su potrošači oni koji energiju moraju imati uvijek kako
bi davatelj usluge imao mogućnost neprekidnog davanja usluga svojim korisnicima neovisno o
prisutnosti javne elektrodistribucijske mreže. U tu se grupu ubrajaju svi sustavi informatike, nadzora i
upravljanja, telekomunikacijski sustavi, sustavi za obračun usluga, nadzorni, protupožarni,
protuprovalni sustavi i sustavi klimatizacije spomenutih potrošača kao i sustavi rasvjete u prostorijama
važnih potrošača.
Svi ostali, manje važni potrošači, opskrbljuju se energijom iz javne elektrodistribucijske mreže, a u tu
grupu potrošača spadaju uredski prostori, rasvjeta, komforni rashladni sustavi, sustavi centralnog
grijanja, dizala u objektima i sve utičnice opće namjene. Ukoliko ima dovoljno snage na instaliranim
stacionarnim agregatima, preporuka je da se i dio dizala (ili sva dizala) takoñer spoje na razvod
energije važnih potrošača GRN.
Osnovni naponi koji se danas koriste u telekomunikacijskoj i informatičkoj tehnologiji su 24, 48 i 60 V
DC i 400/230 V AC i njihovu je prisutnost potrebno osigurati uvijek i bez prekida. Princip je da se
vanjska, primarna energija iz elektrodistribucijske mreže pohranjuje u pričuvnim rezervoarima energije,
a to su aku baterije. Naponske veličine i oblik pretvaraju se iz AC oblika u DC oblik putem ispravljačkih
sustava i tako pretvorena energija skladišti se u baterijama, koje potom pohranjenu energiju daju
potrošačima kada primarne AC energije nestane ili je izvan dopuštenih veličina. Prijelaz s vanjskog
AC izvora energije na pričuvni, DC izvor (baterije) odvija se bez prekida pa su tako potrošači energije
uvijek opskrbljeni potrebnom količinom energije i nebitno je iz kojeg je izvora ta energija.
Kvalitetu i neprekidnost osiguravaju upravljački sustavi integrirani u pretvaračke sustave koji nadziru
sva stanja ulazne i izlazne energije, upravljaju njima, prate i daju informacije o alarmnim stanjima te
spremaju sve prikupljene podatke radi daljih analiza, zaključaka i korekcija. Takoñer upravljaju i
količinom i kvalitetom energije potrebne za nadopunjavanje aku baterija, a po potrebi upravljaju i
12
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 u
najmanje dvije ili više baterija, a njih pune ili nadopunjavaju najmanje tri ili više ispravljača. Upravljački
i 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.
Količina energije u aku baterijama ograničena je kapacitetom baterija i mijenja se (smanjuje) sa
starošću baterija, odnosno nije neograničena, pa ju je potrebno dopunjavati i u slučaju dužeg ispada iz
rada javne elektrodistribucijske mreže. Za tu su namjenu instalirani stacionarni diesel električki
agregati (SDEA), koji započinju raditi odmah nakon ispada javne AC mreže ili izlaska izvan dopuštenih
veličina i kvalitete i mogu dati potrebnu energiju svim važnim potrošačima (i baterijama) 15-ak
sekundi nakon starta.
Stacionarnim agregatima upravlja njihova automatika putem koje se osigurava kvalitetan napon i
frekvencija na sabirnicama prioritetnih potrošača u GRN. Najmanje su dva agregata ili više njih i njima
se proizvodi energija dostatna najmanje za tjedan dana rada svih prioritetnih potrošača, neovisno o
tome ima li javne AC mreže. Zbog te je namjene u objektu ugrañen i sezonski spremnik goriva,
kapaciteta dostatnog za 7-10 dana rada (ovisno o procjeni rizika od ispada iz rada), a pristupni put
cisternom goriva mora biti uvijek raspoloživ.
Energija proizvedena stacionarnim agregatima služi kao pričuvna energija i potrošačima koji su važni,
no nisu u režimu “neprekidnosti”, odnosno ne smeta im prekid u radu od nekoliko desetaka sekundi, a
to su klima sustavi, sustavi ventilacije i eventualno dizala (ili jedno od njih) u zgradi. Ti se potrošači
opskrbljuju energijom direktno sa sabirnica GRN (na koje dolazi i agregatski napon) i nemaju posebnih
spremišta energije – aku baterija – koje služe isključivo za osiguranje neprekidnosti opskrbe u
vremenskom periodu od nestanka primarne AC energije i trenutka kada se energija potrošačima
osigurava preko stacionarnih diesel električkih agregata.
HK
Za slučaj potrebe servisiranja, remonta, zamjene ili proširenja agregatskih jedinica, odnosno sustava,
automatika koja upravlja radom agregata može se isključiti i agregati se stave u režim rada “ručno”, uz
blokadu primanja energije iz javne AC mreže. Osim navedenoga, obvezno je izvesti i priključak za
pokretni agregat kojim se može riješiti i slučaj većeg kvara ili zamjene postojećih stacionarnih
agregata.
Zbog toga svaki davatelj različitih usluga, proizvodni pogon, aerodrom, bolnica i sve slične tehnološke
cjeline, obvezno mora imati u pričuvi i pokretni agregat odgovarajuće snage, najčešće u zaštićenom
kontejneru (problem buke) kako bi ga mogao dovesti i priključiti na spomenuti priključak. Pokretni
agregat takoñer mora imati opcije “automatski rad” i “ručni start”, sve kako, i u slučaju njegova
korištenja, ne bi bio narušen princip neprekidnog osiguranja energije. Snaga i broj pokretnih agregata
ovise o procjeni rizika svakog investitora i njegovim financijskim mogućnostima, kao i o organizaciji
službe intervencija te rasprostranjenosti lokacija koje su u programu intervencija. Dostupnost
pokretnog agregata je u režimu 24/7/365 i on mora uvijek biti spreman i ispitan, kako bi bez problema
preuzeo ulogu pričuvnog izvora energije za slučaj potrebe. Lokacije na kojima se smješta pokretni
agregat odabiru se temeljem procjene rizika i dostupnosti do kritičnih objekata u najkraćem mogućem
vremenu. Pokretni agregati mogu biti na vlastitoj prikolici ili ugrañeni na vozilo te ako su na prikolici,
mora se definirati i vozilo koje će transportirati takav agregat do mjesta intervencije. Rezervoar
agregata mora biti napunjen i startne baterije provjerene i ispravne.
3.4.
Opskrba energijom do objekta
Priključak objekta na javnu elektrodistribucijsku mrežu ostvaruje se preko trafostanice sagrañene
upravo za tu namjenu. U trafostanici, koja pretvara VN 20 ili 10 kV u NN 0,4 kV, moraju biti ugrañena
tri transformatora, i to u paralelnom radu, kako bi se ostvarila maksimalna pouzdanost, raspoloživost i
sigurnost u opskrbi važnog telekomunikacijskog objekta. Upravljanje radom, svi uklopi/isklopi i
sinkronizacija 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.
13
Pri servisu, remontu, zamjeni ili proširenju transformatora kompletan teret preuzimaju dva
transformatora 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 troškove
investicija u velikoj mjeri, pogotovo u velikim gradovima, ali je preduvjet za postizanje trajne
neprekidnosti u opskrbi električkom energijom svih vitalnih potrošača kod nekog od davatelja
informatičkih 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:
OPĆA
POTROŠNJA
OBJEKT
- rasvjeta
- utičnice
- dizala
- komforna
klima
VN 1, 20(10)
kV
AC razvod
za
ispravljačke
sustave
DC
razvod
AC/DC
TS
BAT
MG
VAŽNA
POTROŠNJA
AC
razvod
za UPS
sustave
MOBILNI DEA
VN 2, 20(10)
kV
AC razvod
za
tehnološke
klima
sustave
M G
3x400/230 V
STACIONARNI DEA
(2 ili više)
3.5.
DC/AC
AC/DC
3x410/230
3x400/230
V
BAT
tehnološki
klima
sustav
AC
razvod
HK
Aku baterije – spremišta energije
Osnovna namjena aku baterija je uskladištiti energiju kada je prisutna iz javne elektrodistribucijske
mreže te osigurati električnu energiju korisnicima različite opreme, sustava ili jedinica za vrijeme
prekida u isporuci javne elektrodistribucijske mreže, kvara na mreži ili izlaza iz definiranih granica, koji
su mogući u svakom trenutku eksploatacije. Električna energija, proizvedena u elektranama (hidro-,
termo-, nuklearne…), transformirana u viši naponski nivo, distribuirana putem dalekovoda i ponovno
transformirana na “radni” napon te dostavljena svakom fiksnom potrošaču, nije raspoloživa i
besprekidna u svakom trenutku (raspoloživost 100%), već je zbog različitih vanjskih utjecaja (kvarovi,
gubici u distribuciji, preopterećenja, grmljavina, planirani remonti i servisi, tranzijenti, starosti
sustava,…) 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 prosječno
0,72 minute dnevno.
Dakle, prosječno 43 sekunde svakog dana javna elektrodistribucijska mreža je izvan propisanih
tolerancija ili je u prekidu njezina isporuka. Za većinu općih potrošača takvo stanje prekida je
beznačajano jer svojom tromošću na tako male smetnje ne stignu niti registrirati ispad, no za važne i
nužne 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
14
tom trajanju, već je skup svih kratkotrajnih prekida ili smetnji, koje većina korisnika uopće i ne osjeti.
Taj je iznos dakle ukupni prosjek za područje Hrvatske, dobiven mjerenjima i podacima za razdoblje
2008. – 2010.
3.5.1. Posljedice prekida energije i rješenje
Većina današnjih potrošača koji su konstrukcijski izrañeni od osjetljivih elektroničkih / informatičkih
komponenti svaki takav ispad “osjeća” kao prekid, izlazi iz radnog režima, ulazi u stanje smetnje ili
kvara i nisu u potpunoj radnoj funkciji ili se nalaze u režimu ispada iz rada. U takvim slučajevima treba
ih ponovno uključiti (automatski ili ručni restart) i potrebno je neko vrijeme za ponovno uspostavljanje
svih radnih stanja. Vrijeme potrebno da se uspostavi trajno stanje iznosi od nekoliko desetaka
sekundi, a najčešće traje oko minute, dok se ne pokrene rezervni diesel električni agregat (ako
postoji), ne stabiliziraju se izlazne karakteristike napona i frekvencije i u potpunosti ne preuzme
cjelokupni 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 dijelova
sustava, ispoštovati cijelu proceduru dovoñenja sustava u normalno, radno stanje.
Ako se putem takvih sustava ostvaruju neki prihodi nuñenjem različitih usluga, proizvodnjom nekog
produkta i slično, krajnji je korisnik oštećen i nezadovoljan stanjem te u pravilu napušta takvog
davatelja usluga i traži onoga kod kojega takvih prekida nema.
Da bi se riješio opisani problem, potrebno je imati osiguran besprekidan izvor energije u kojem je
energija uskladištena i koji se koristi upravo prilikom navedenih smetnji te osigurava kontinuitet u
davanju usluga korisnicima onih davatelja usluga koji su uložili dodatna sredstva da bi riješili uočene
nedostatke i osigurali stvarnu besprekidnost u davanju svojih usluga. Takvih je davatelja usluga danas
sve više jer su i kupci postali zahtjevniji, a velika većina tih kupaca ostvaruje tim rješenjem nužne
preduvjete za nuñenje svojih usluga nekim trećim korisnicima.
HK
Spremište takve energije upravo je aku baterija. Energija koja je uskladištena u aku bateriji za vrijeme
ispada ili izlaska izvan dozvoljenih tolerancija javne elektrodistribucijske mreže jedini je izvor energije
za potrebe funkcioniranja različitih potrošača i želja je korisnika da se koristi za cijelo vrijeme do
povratka javne elektrodistribucijske mreže u normalni režim rada.
Aku baterija služi i kao izvor električne energije za potrošače koje korisnik koristi kada je u pokretu i
izvan je mogućnosti korištenja javne elektrodistribucijske mreže, odnosno tada ona služi kao osnovni i
jedini izvor energije. Takvih ureñaja svakim je danom sve više i potreba za takvom vrstom energetskih
izvora raste gotovo dnevno.
Stoga aku baterije za potrošače kojima je energija potrebna uvijek i svugdje možemo podijeliti u dvije
osnovne grupe: primarni i sekundarni izvor energije. Težište ovog predavanja bit će na
sekundarnim izvorima, dakle na baterijama koje spremaju energiju u vrijeme prisustva javne
elektrodistribucijske 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 izlaska
parametara primarne energije izvan dopuštenih tolerancija (različiti tranzijenti, štetni harmonici i sl.).
Sekundarne baterije mogu biti različitih tehnoloških izvedbi i rješenja, različitih načina izvedbe i
smještaja, a u radu su obrañene baterije tipa VRLA (ventilom regulirane olovne baterije), i to vrste
izvedbe AGM (baterije s apsorbiranim elektrolitom), odnosno DRYFIT (baterije s gelom umjesto
tekućeg elektrolita).
15
3.6.
Ispravljački sustavi i jedinice
Da bi se izmjenični napon javne elektrodistribucijske mreže 3x400/230 V, 50 Hz mogao koristiti za
punjenje baterija u vrijeme kada javne mreže ima i unutar je dopuštenih granica tolerancije, mora se
pretvoriti u napon kojim se pune baterije, a to je istosmjerni napon. Elementi koji takvu pretvorbu rade
su 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 ispravljačkim
sklopom”, radi na sljedećem principu: krug s četiri diode prikazan na slici služi za punovalno
ispravljanje ulaznog AC napona cijelog sekundara transformatora. Cijeli je DC sustav galvanski
odvojen od ulaznih parametara pa je i sigurnost potrošača na izlazu veća, a anomalija na izlazu neće
uništiti transformator. Da bismo objasnili kako most funkcionira i osigurava struju samo u jednom
smjeru, pogledajmo sliku u kojoj smo smjestili teret u sredinu, a diode su označene D1 – D4.
HK
Tijekom pozitivne poluperiode, prikazano crvenom bojom, vrh transformatora pozitivno je nabijen, što
znači 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 negativne
poluperiode 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, čija je osnovna svrha pretvaranje AC napona u DC napon potreban za
rad elektroničke opreme i potrošača te punjenje aku baterija, razvijale su se kroz povijest u različitim
tehnologijama, izvedbama i rješenjima. Od starih selenskih ispravljača, preko diodnih ispravljača, koji
su bili ogromnih dimenzija i težina, preko tiristorskih ispravljača pa sve do impulsnih ispravljača s
ultrazvučnom radnom frekvencijom, ispravljači 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 bateriji
koja 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 izuzetno
važno ako znamo da je želja svakog investitora da sve sustave smješta u istu prostoriju, te da gabariti
opreme budu što manji. Jedinica kojom iskazujemo odnos nazivne izlazne snage ispravljača i njegova
3
volumena naziva se specifična snaga i izražava se u W / dm , odnosno odnose ispravljača možemo
prikazivati i omjerom nazivne izlazne snage i mase ispravljača pa se takav omjer prikazuje jedinicom W
/ kg.
Manji volumen znači 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 kroz
ispravljač nazivnog napona 48 V DC i izlazne struje 25 A, odnosno snage 1.200 W.
16
Stari diodni ispravljač, koji je bio dimenzija
3
60x60x108 cm, imao je specifičnu snagu 5 W/dm ,
tiristorski ispravljač istog nazivnog napona i struje
3
je specifične snage 25 W/dm . Ispravljači s
impulsnim upravljanjem specifične su snage 48
3
W/dm , dok današnja najnovija tehnologija
3
omogućava specifične snage iznad 100 W/dm .
Kako se takva gustoća snage po jedinici volumena
mogla ostvariti? Na mrežni transformator otpada
približno 50% težine starog tiristorskog ispravljača.
Zadatak mrežnog transformatora jest pretvoriti
mrežni izmjenični napon 230 V na niži nivo,
pogodan za ispravljanje s tiristorima. Drugi mu je
važan zadatak galvansko odvajanje izlaznog dijela
ispravljača od mreže, kako bi se povećala sigurnost
cijelog sustava odnosno onemogućio povremeni
negativni utjecaj s mreže na potrošače i isti
dodatno 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 ispravlja
Graetzovim mostom, tako da se dobije istosmjerni pulzirajući napon, koji se potom filtrira u sklopu koji
se zove predstabilizator i koji služi kao jedna vrsta impulsnog pretvarača. Osobina mu je da je
istosmjerni napon koji on generira veći od vršne vrijednosti ulaznog napona. Na svojem izlazu
predstabilizator generira stabilan istosmjerni napon 400 V, kojim se napaja sljedeći sklop, invertor, čiji
je zadatak da taj napon pretvori u širinski modulirane impulse koji se onda transformiraju na niži
napon, ispravljaju i filtriraju, da bi se na izlazu dobio stabilni istosmjerni napon (24, 48, 60 V). Radna je
frekvencija invertora 40 – 100 kHZ, pa ispravljače s takvom tehnologijom ispravljanja nazivamo i
impulsni ispravljači. Sve navedeno prikazano je na slici:
50
HK
400
100
- 48
40
DC
izlaz
- 48 V
AC
mreža
230 V
ispravljački
most
predstabilizator
invertor
ispravljački
sklop i
izlazni filter
Za transformiranje impulsa i galvansko odvajanje izlaza ispravljača od mreže služi transformator
snage, no kako je volumen transformatora za istu snagu obrnuto proporcionalan radnoj frekvenciji,
očito je da će volumen transformatora kod impulsnih ispravljača biti neusporedivo manji od onoga kod
tiristorskih ispravljača s radnom frekvencijom 50 Hz. Na radnim frekvencijama od 40 – 100 kHz nije
više moguće upotrebljavati transformatore sa željeznom jezgrom, nego se koriste posebne feritne
jezgre koje moraju imati velike indukcije zasićenja i vrlo uske petlje histereze. Zahvaljujući visokoj
radnoj frekvenciji induktivite prigušnica i kapacitet kondenzatora izlaznog filtera mogu biti mali, što se
vrlo povoljno odražava na brzinu regulacije i dinamički odziv kod promjene veličine tereta na izlazu
17
ispavljača, što je važno kod uključenja sustava nakon ponovnog dolaska mreže. Svi ispravljači mogu
raditi paralelno i pritom aktivno i jednoliko dijeliti opterećenje.
Sigurnost i pouzdanost bitne su karakteristike navedene tehnolgije. U njoj su ugrañeni i različiti
sklopovi za zaštitu i upravljanje kao npr. električni sklop za ograničenje struje radi zaštite od
preopterećenja i kratkog spoja, sklop za polagani start, sklop za nadzor ulaznog napona, sklop za
prenaponsku zaštitu na izlaznim sabirnicama, elektromagnetski ulazni i izlazni osigurači i dr.
3.7.
UPS ureñaji za besprekidno napajanje
3.7.1. Uvod
Pod neprekidnošću napajanja podrazumijeva se osiguranje stalno prisutnog napona na ureñajima i
važnim potrošačima pomoću ureñaja za besprekidno napajanje iz elektrodistribucijske mreže ili
pričuvnog ureñaja za napajanje.
Ureñaji za neprekidno napajanje UPS (engl. Uninterruptible Power Supply) služe u prvom redu da
osiguraju neprekidno napajanje električnom energijom izmjeničnog napona trofaznim 400 V i
monofaznim 230 V važnih i prioritetnih potrošače u slučaju nestanka opskrbe iz elektrodistribucijske
mreže i iz pričuvnog agregata. Osim neprekidnog napajanja električnom energijom ureñaji trebaju
osigurati i stabilni napon u točno odreñenim granicama i eliminirati bilo kakve poremećaje ili incidentne
situacije u mreži ili agregatima uključujući više harmonike i ostale tranzijente. Ureñaj za besprekidno
napajanje radi tako da provodi dvostruko pretvaranje nestabilnog izmjeničnog napona 3x400/230 V i
50 Hz u istosmjerni napon, te nakon toga istosmjerni napon u stabilizirani izmjenični napon 3x400/230
V i 50 HZ. Ureñaji za besprekidno napajanje u pravilu su statička postrojenja. Meñutim, u nedavnoj
prošlosti - do 1970. godine - glavni ureñaji bili su dinamički sustavi za bespekidno napajanje.
Dinamički sustavi ubrajaju se meñu vrlo pouzdane ureñaje, a čine ga diesel motor, asinkroni
elektromotor, generator i zamašnjak. Dinamička postrojenja koristila su se u velikoj mjeri za velike
snage u telekomunikacijskim sustavima i odašiljačima. Danas se rjeñe upotrebljavaju jer su ih
zamijenili moderni statički ureñaji za besprekidno napajanje.
HK
Ureñajima za neprekidno napajanje treba napajati sve kritične potrošače i kritične sustave. Kritičnim
sustavima smatraju se svi sustavi čijim se nepravilnim funkcioniranjem ugrožava sigurnost ljudskih
života, ugrožava okoliš, uzrokuje ispad važnih tehnoloških procesa, uzrokuje veći financijski gubitak ili
gubitak važnih podataka.
Ureñaji za besprekidno napajanje trebaju napajati sljedeće ureñaje i sustave:
• sve telekomunikacijske sustave
• sve informatičke sustave
• sve signalne ureñaje
• ureñaje tehničke zaštite, video nadzor, protuprovalne i protuprepadne ureñaje
• 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 području gdje ljudi žive i rade.
Moderni ureñaji za besprekidno napajanje trebaju osiguravati:
• potpunu neprekinutost
• primjenu napona različitih vrijednosti
• visoku stabilnost napona
• visoku pouzdanost i raspoloživost
• zaštitu napajanog ureñaja
• smanjenje volumena uz povećanje snage
• povećanje ekonomičnosti - smanjenje cijene uz veću snagu
• kvalitetan nadzor i održavanje prilagoñene potrošačima koji se napajaju.
18
3.7.2. Vrste
Ureñaji koji osiguravaju besprekidnu opskrbu električnom energijom izmjeničnim AC naponom su u
prvom redu statička postrojenja UPS ureñaji, te dinamiča NO-BREAK postrojenja.
Statički ureñaji za besprekidno napajanje
UPS
Ureñaji za besprekidno napajaje (u daljnjem
tekstu UPS) samostalni su ureñaji za
osiguranje
besprekidnog
napajanja
električnom energijom, koji se sastoje od
ispravljača AC/DC (ispravlja izmjenični napon
u istosmjerni), pretvarača DC/AC (pretvara
istosmjerni
napon
u
izmjenični),
akumulatorskih baterija i statičke sklopke bypass, smještenim u zajedničkom kućištu.
Statička sklopka služi za prebacivanje ili
izravnu dobavu električne energije preko
baypasa u slačaju kvara UPS ureñaja. U
nekim slučajevima bypass služi za izravno
napajanje
potrošača,
ukoliko
je
elektrodistribucijska mreža prisutna i svi su
parametri u potrebnim granicama. U
distribucijskom ormaru treba predvidjeti sabirnicu kao „servisnu sabirnicu“ za napajanje potrošača u
slučaju kad je ureñaj UPS prisutan ili ga nema (u kvaru je i na popravku). Sabirnica se napaja
obavezno iz glavnog ormara grañevine iz polja MREŽA-AGREGAT. Preporučuje se ugradba izborne
preklopke za ručni preklop UPS-mreža (agregat) s položajima 1-0-2 u distribucijski ormar za napajanje
potrošača. Time se osigurava da se potrošači stalno napajaju električnom energijom. U položaju 1
napajaju se iz UPS ureñaja, a u položaju 2 izravno iz mreže, kad je ureñaj UPS uklonjen radi
popravka. Nakon ponovne montaže UPS ureñaja prebacujemo preklopku na položaj 1 UPS. Uz
ispravljač, baterije i pretvarač treba biti predviñeni ureñaji za upravljanje, mjerenje električnih
parametara, signalizaciju i priključak RS 232 za PC računalo. Ureñaji su kompaktni u jednom kućištu,
ali mogu biti i modularni, tako da se mogu sklapati po volji. To je dobro iz praktičnih razloga same
težine ureñaja, jer su pojedini elementi laganiji od cijelog kompaktnog ureñaja. Uobičajena autonomija
je 10-15 minuta i akumulatorske baterije su u samom ureñaju. Ukoliko je predviñena veća autonomija
samostalnog rada, potrebne su dodatne akumulatorske baterije te se one stavljaju u posebna kućišta,
koja onda čine zajedničku cjelinu s osnovnim ureñajem. Ureñaji se takoñer dijele i po načinu montaže.
HK
Ureñaje definiramo prema:
broju faza izmjeničnog napona (AC):
• jednofazni ureñaji napona 230 V i 50 Hz. To su manji ureñaji snage od 200 VA pa do 5kVA
(ovisno o proizvoñaču mogu biti i veće snage do 20 kVA). Ulazni i izlazni napon su jednofazni
izmjenični AC, 230 V i frekvencije 50 Hz.
• trofazni ureñaji 400/230 V i 50 HZ. To su u pravilu veći ureñaji od 20 kVA pa do nekoliko
stotina kVA. Kod manjih ureñaja ulaz je trofazni, a izlaz može biti jednofazni. Kod ureñaja
većih od 20 kVA obavezno su ulaz i izlaz trofazni 3x400/230 V i 50 Hz.
načinu funkcioniranja i topologiji UPS ureñaje dijelimo na:
• „OFFline“ besprekidno napajanje
• Line interaktiv
• Online
načinu montaže:
• samostojeći. Manji ureñaji do 5 kVA mogu se montirati u prostoriji zajedno s potrošačima. Veći
ureñaji 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.
19
3.7.3. Način rada
„Offline“ besprekidno napajanje
Offline topologija je osnovno i najjednostavnije besprekidno napajanje UPS ureñajem. Takav ureñaj u
standarnom režimu rada, kada je prisutna mreža i nema prekida i poremećaja, prosljeñuje energiju
preko bypassa (premosnice). Prilikom nestanka mreže ili glavnog napajanja potrošači se opskrbljuju
električnom energijom iz akmulatorskih baterija, koje su sastavni dio UPS-a. Prijelaz na napajanje iz
akumulatora nije trenutačan bez prekida, već traje od 2-10ms. Osim toga izlazni oblik napona nije
sinusoidan, već je neka kvadratična aproksimacija sinusa. Zbog prekida 2-10ms i zbog
nesinusoidalnog izlaznog napona neki potrošači koji su osjetljivi na prekid i na oblik napona mogu
imati problema za normalno funkcioniranje te može doći do oštećenja ili smetnji u radu.
HK
Besprekidno napajanje„Line interactive“
Line interactive ureñaj za besprekidno napajanje napaja potrošače direktno preko obilaznog bypassa
gdje je ugrañen regulacijski transformator, a uvjet je da je ulazni napon u dozvoljenim granicama.
Ukoliko je napon izvan dopuštenih granica, ureñaj će reagirati tako da će regulacijski transformator
20
prilagoditi omjer transformatora i regulirati napon, tako da bi na izlazu bio u dopuštenim granicama. Na
taj način štedi se energija iz akumulatorskih baterija. Takav način rada zove se i AVR (engl. Automatic
Voltage regulaction) – automatska regulacija napona. Prilikom nestanka napajanja iz električne mreže
potrošači će se napajati iz vlastitih baterija UPS-a. Prijelaz na vlastite baterije nije potpuno
besprekidan, već ima prekid od 2-3 ms. Izlazni napon ima oblik potpune sinusoide pa je omogućeno
napajanje osjetljive opreme i potrošača.
HK
„Online“ besprekidno napajanje
„Online besprekidno napajanje“ najnapredniji je sustav besprekidnog napajanja. Taj sustav radi po
načelu „dvostruke konverzije“, što znači da putem ispravljača, invertora i baterija stalno napajaju
potrošače. Time osiguravaju kvalitetnu električnu energiju i osiguravaju maksimalnu zaštitu potrošača.
To znači da izoliraju potrošač od svih smetnji i poremećaja iz glavne mreže i osiguravaju regulaciju
napona i frekvencije.
U sustavu dvostruke konverzije znači da se sva ulazna energija na ulazu putem ispravljača pretvara u
istosmjernu energiju. Nakon toga se sva istosmjerna energija putem invertora pretvara u izmjeničnu
energiju i opskrbljuje potrošače. Ispravljač ujedno stalno održava baterije napunjene i na nazivnom
21
potrebnom naponu. Prilikom nestanka napajanja iz glavnog napajanja iz mreže ili agregata, bez
prekida se napajanje potrošača obavlja iz vlastitih baterija UPS ureñaja. Online ureñaji opremljeni su
bypass premosnicom i statičkom sklopkom tako da u slučaju bilo kakvog kvara invertora ili
preopterećenja ureñaja preuzima napajanje potrošača izravno iz električne mreže.
Glavni izvor
napajanja izvor napajanja
bypassa
Online sustavi koriste se za napajanje kritičnih potrošača koji zahtijevaju maksimalnu sigurnost i
kvalitetu besprekidnog napajanja.
bypass
statička
sklopka
ispravljač / punjač
izm jenjivač
trošilo
Glavni izvor
napajanja
izvor napajanja
bypassa
Glavni izvor
napajanja
izvor napajanja
bypassa
N orm alni režim rada
bypass
statička
sklopka
ispravljač / punjač
izm jenjivač
trošilo
Sm etnje ili prekid
glavnog izvora
napajanja
bypass
HK
statička
sklopka
ispravljač / punjač
izm jenjivač
trošilo
Kvar UPS-a
Paralelni rad
Prilikom potreba za većom snagom za napajanje potrošača može se izvesti i paralelni rad dvaju ili više
ureñaja UPS. Tom prilikom treba jedan od ureñaja odrediti kao vodeći. Vodeći UPS stalno je uključen
te kod 90% njegova opterećenja uključuje se sljedeći. Nakon toga opterećenje se dijeli ravnopravno
na oba UPS ureñaja. U paralelnom radu takoñer treba predvidjeti zajednički zaobilazni krug bypass
sklopku za slučaj kvara jednog ili obaju UPS ureñaja. Kod paralelnog sustava baterije mogu biti
zajedničke tako da mogu zadovoljiti kapacitet obaju UPS ureñaja.
UPS ureñaji mogu biti i u redutantnom paralelnom radu u kojemu su oba UPS ureñaja podjednako
opterećena. Ukoliko jedan od ureñaja ispadne, drugi treba preuzeti sav teret napajanja. Ukoliko doñe
do kvara obaju UPS ureñaja, napajanje se obavlja obilaznicom bypassa i statičkom sklopkom.
22
3.7.4. Tehnički podaci
3.7.4.1.
Konstrukcija
Ureñaji za besrekidno napajanje UPS trebaju biti
moderno konstruirani i oblikovani s ugrañenim
suvremenim elementima i opremom. UPS postrojenje
sastoji se od sljedećih sastavnih dijelova:
1. ispravljača - za ispravljanje AC ulaznog napona u
DC istosmjerni napon, tranzistorski, a kod nekih i
tiristorski. Ispravljač napaja invertor i puni baterije
2. invertora - pretvarača za pretvaranje DC napona u
AC izlazni napon tranzistorski s LC filterom
3. bypass statičke sklopke koja omogućuje obilazno
napajanje ili izravno napajanje potrošača
4. akumulatorske baterije*
5. regulacijski transformator (za line interactivne ureñaje)
6. komandni displej za prikaz svih stanja
7. modul za samostalnu kontrolu i dijagnostiku stanja ureñaja, memorira analogne i digitalne veličine,
kapacitet baterije
8. priključak za daljinsku signalizaciju, upravljanje i kontrolu preko informatičkog porta RS 232
9. zaštita od previsokog napona dodira i kratkog spoja
10. osigurači i prekidači za zaštitu izlaznog napona
11. vlastiti ventilator ugrañen u kućište za hlañenje ugrañene opreme
12. sabirnica za zaštitno uzemljenje ureñaja
13. metalno kućište za smještaj sve navedene opreme
14. na vidljivom mjestu na kućištu treba biti pločica sa svim relevantnim podacima
15. kod ureñaja treba biti omogućeno ručno isključenje u slučaju opasnosti.
HK
U UPS ureñaju najvažiji dio opreme je akumulatorska baterija tipa VRLA (ventiliom regulirana),
hermetička bez isplinjavanja. Ugrañene baterije obično imaju vijek do pet godina. Radna temperatura
o
0
je do 45C , ali za trajni rad preporuča se temperatura 20 C.
Ventilom regulirane baterije (hermetičke, VRLA): olovne ploče
smještene u zatvorenu posudu koja na vrhu ima sigurnosni ventil čija je
funkcija ne dopustiti ulazak zraka u bateriju, odnosno ispustiti dio
razvijenih plinova iz ćelije. Elektrolit nije u tekućem stanju – apsorbiran
je u posebnom separatoru ili je u stanju gela. Nije potrebno
nadolijevanje vode i neznatni su zahtjevi za ventilacijom. Mogu se
smjestiti u isti prostor/kabinet/stalak sa svom ostalom opremom. Imaju
nekoliko velikih prednosti u odnosu na „klasične“ baterije:
• ne cure
• ne zahtijevaju nadolijevanje vode
Slika 2. VRLA baterija
• zahtjevi za ventilacijom prostora
1. baterijski izvod
neusporedivo su manji
2. spoj baterije
• niži su troškovi održavanja
3. poklopac
• povećana sigurnost za opremu, prostor i
4. sigurnosni
osoblje
ventil
• mogućnost smještaja u isti stalak s
5. pozitivne ploče
opremom
6. negativne ploče
7. spremnik
• mogućnost instaliranja horizontalno ili
8. separator
vertikalno u prostoru
9.
Ćelijski
• manje zahtjevni transportni uvjeti.
Često se u praksi upotrebljava izraz i „hermetičke“ baterije, što ne odgovara istini jer one to i nisu.
Konstrukcijski imaju ugrañen sigurnosni ventil koji propušta odreñenu količinu vodika prilikom
eksploatacije, no ona je zanemarivo mala u odnosu na „klasične“ baterije. Stoga potrebe sigurnosti za
23
ovaj tip baterija može zadovoljiti i normalno ventilirana soba ili kabinet. Količina zraka (litara/sat) za 48
V bateriju odreñuje se po formuli:
Q = 1,4 x CN (litra/sat)
To znači da i relativno velika baterija od 1000 Ah zahtijeva za ventilaciju 1,4 kubična metra zraka po
satu.
3.7.4.2.
Električne karakteristike
Standardom IEC 146-4/1986 definirane su metode specificiranja karakteristika i metoda ispitivanja
sustava za neprekidno napajanje. Prema HRN EN 62040-1 ili HRN EN 62040-3, UPS ureñaji moraju
biti sposobni pogoniti zaštitne naprave svog distribucijskog kruga, pokrenuti sigurnosne naprave kad
one rade u slučaju opasnosti od invertera (pretvarača) koji opskrbljuju baterije i zadovoljiti uvjete za
središnji opskrbni sustav.
1.
Nominalni ulazni napon i frekvencija:
• kod trofaznih ureñaja je 3x400/230 V, 50 HZ
• kod jednofaznih ureñaja je 230 V, 50 Hz
• dopušteno odstupanje ulaznog napona + 10 %do +20% (ovisno o proizvoñaču)
• nazivna frekvencija ulaznog napona 50Hz
• dopušteno odstupanje ulazne frekvencije + 5%
2.
Nominalni izlazni napon i frekvencija:
• kod trofaznog ureñaja 3x400/230 V
• kod monofaznog ureñaja 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 do
nekoliko sati (ovisno o potrošaču)
0
4.
potrebna radna temperatura okoline do + 40 C
• 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
• ureñaj treba podnositi elektromotorno opterećenje najmanje 20% nominalne snage
• kod UPS ureñaja trebaju biti otklonjene radijske smetnje i mora imati oznaku R:S:O (radijske
smetnje otklonjene) i odgovarajući atest
• UPS ureñaj ne smije proizvoditi buku veću od 65db mjereno 1 m od sredine ureñaja.
HK
3.7.4.3.
Mjerenje i signalizacija
1. Mjerenje - u ureñaju 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 ureñaja 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 potrošačima
• izlazni napon prema potrošačima izvan dopuštenih granica
• izlazna frekvencija izvan dopuštenih granica
• izbacivanje osigurača na izlazu prema potrošačima
24
• ispad ureñaja zbog preopterećenja
• ispad ureñaja 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 postojati
ručno isključenje.
Na ureñaju 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 se
povezuju u prvom redu svi sustavi za pričuvno napajanje (agregat, UPS-i, akumulatorske baterije i
ostalo), kontrola i upravljanje mogu biti na jednom mjestu, a svi podaci nalaze se na računalu.
3.7.4.4.
Smještaj UPS ureñaja
Za smještaj manjih UPS ureñaja do 5 kVA ne treba predviñati posebne prostorije, već oni mogu biti
smješteni u prostoriji zajedno s potrošačima.
Za smještaj većih jedinica UPS ureñaja treba predvidjeti posebnu prostoriju što bližu glavnom
razvodnom ormaru grañevine radi što kraćih priključnih kabela. U prostoriji zajedno s ureñajem treba
smjestiti distribucijski ormar za napajanje potrošača iz samog ureñaja. Prostorija treba biti dovoljno
velika da se smjesti ureñaj i distribucijski ormar. Treba predvidjeti dovoljno prostora za pristup ureñaju
sa svih strana. Najmanji razmak od ureñaja do zida treba biti 80 cm za lakšu manipulaciju, kontrolu i
pristup svim dijelovima radi mogućeg popravka ili zamjene dijelova. U prostoriji treba osigurati
cirkulaciju zraka, i to ili prisilnom ventilacijjom s pomoću ventilatora, ili prirodnom ventilacijom. Prirodna
ventilacija može biti preko prozora ili vrata, gdje su predviñeni otvori za cirkulaciju. Na donjoj strani
vrata treba predvidjeti otvore za ulaz svježeg zraka, a na gornjoj za izlaz toplog zraka. Ukoliko je
ureñaj toliko velik i ima veliku disipaciju koja se ne može riješiti samo ventilacijom, treba predvidjeti i
o
kvalitetan klima ureñaj. Temperatura u prostoriji ne smije prelaziti 40C , a preporučuje se temperatura
0
od 20C . Budući da se u UPS ureñaj ugrañuju VRLA baterije, nije potrebno predviñati dodatane mjere
sigurnosti kao što je protueksplozivna zaštita i sl.
HK
U prostoriji treba osigurati kvalitetnu stropnu rasvjetu jačine 300 lx, kao i pomoćnu rasvjetu napajanu
iz agregata. Podovi trebaju biti kvalitetno izrañeni od betona i popločani, a potrebno je predvidjeti i
kanale 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 isporučiti sljedeću dokumentaciju:
1. tehničke karakteristike isporučenog ureñaja
2. shema djelovanja i montažna shema
3. tehnički opis ureñaja i upute za održavanje
4. protokol tvorničkog ispitivanja
5. garantni list s uvjetima garancije
6. oznake i opis zaštite od previsokog napona dodira.
Sva dokumentacija treba biti na hrvatskom jeziku.
3.7.5. Dinamičko postrojenje za besprekidno napajanje
Osim statičkih ureñaja za besprekidno napajanje UPS, postoje i dinamačko postrojenje za
besprekidno napajanje - NO-BREAK grupa. Oni takoñer služe za napajanje važnih i prioritetnih
potrošača stabiliziranim naponom i frekvencijom, prilikom nestanka napajanja iz elektridistribucijske
mreže ili poremećaja napona i frekvencije. Kao što je navedeno u uvodu, oni su bili važni izvori
besprekidnog napajanja oko 1970. godine. Njihova je prednost u tomu što su to robusna postrojenja te
25
se mogu koristiti za ureñaje smještene u ekstremnim uvjetima kao što su repetitori i odašiljači za
telekomunikacije i RTV. Dinamička postrojenja postoje u dvije glavne varijante, i to:
1. dinamičko postrojenje koje čine sinkroni generator, asinkroni motor spregnut na istoj osovini
sa zamašnjakom velike mase i diesel motor s elektromagnetskom spojkom preko koje se
spaja 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 ovog
postrojena asinkroni motor napaja se iz mreže i stalno vrti generator i zamašnjak. Generator
neprestano napaja potrošače u punoj snazi, a prilikom nestanka napajanja iz mreže ili
agregata uključuje se preko spojke diesel motor i nastavlja vrtnju generatora i nema prekida
napajanja. Diesel motor starta automatski preko vlastite startne baterije i anlasera
(elektropokretača). Za vrijeme uključivanja diesel motora ne smije doći do pada broja okretaja
generatora. Za to je „zadužen“ zamašnjak odgovarajuće velike mase. On treba rotirati stalnom
brzinom i brojem okretaja u minuti kako je rotirao pogonjen asinkronim motorom, tako da ne
doñe do pada frekvencije i napona na generatoru. Potrošač ne osjeća prekid napajanja niti
promjenu napona i frekvencije. Karakteristike ulaznog i izlaznog napona i frekvencije trebaju
biti kao i kod statičkih ureñaja za besprekidno napajanje UPS. Za slučaj da doñe do kvara
navedenog dinamičkog besprekidnog postrojenja treba predvidjeti zaobilazno napajanje preko
statičke sklopke, i to ručno i automatski, isto kao kod statičkog UPS postrojenja.
2. dinamičko postrojenje koje čini sinkroni generator i motor istosmjerne struje koji se napaja iz
akumulatorskih baterija. Baterije se napajaju iz mreže ili rezervnog agregata, preko
odgovarajućeg ispravljača AC/DC. Kapacitet baterija u Ah odreñuje se prema tome je li
predviñeno rezervno napajanje iz agregata ili je napajanje samo iz mreže. Kapacitet može biti
od nekoliko sati pa do 24 sata. U slučaju nestanka napajanja iz mreže ili agregata baterije
preuzimaju napajanje bez prekida, a istosmjerni motor dalje vrti generator istom brzinom te
nema pada napona i frekvencije. I ovdje je previñeno obilazno napajanje preko statičke
sklopke u slučaju da doñe do kvara ureñaja.
HK
Smještaj dinamičkog postrojenja.
Dinamičko besprekidno postrojenje NO-BREAK koje u svom sastavu ima diesel motor može se
smjestiti u prostoriju zajedno s diesel agregatskim postrojenjem. Za montažu i smještaj vrijede svi
uvjeti kao i za stacionarno agregatsko postrojenje, a koji su navedeni u poglavlju „Agregatska
postrojenja“.
Dinamičko besprekidno postrojenje navedeno pod točkom 2. može se smjestiti u zasebnu prostoriju te
ne zahtijeva posebne uvjete i može se smjestiti prema uvjetima za stacionarno postrojenje za
besprekidno napajanje UPS. Manje jedinice do 5 kVA mogu biti u zajedničkom prostoru s
potrošačima.
3.8.
Elektroagregatska postrojenja
3.8.1. Uvod
Elektroagregatska postrojenja svrstavaju se u pričuvne izvore za opskrbu električnom energijom, u
slučaju nestanka električne energije ili poremećaja na elektrodistributivnoj mreži. Njima se osigurava
pouzdana i besprekidna opskrba svih važnih i prioritetnih potrošača električnom energijom. Oni bi
trebali uz elektrodistributivnu mrežu i trafostanicu biti obavezni sastavni dio svih poslovnih grañevina.
Danas se ne može zamisliti niti jedan moderni sustav u području telekomunikacija, informatike,
industrije i područja djelovanja svugdje gdje ljudi žive i rade, a da nije predviñena opskrba električnom
energijom iz agregatskog postrojenja kao pričuvnog napajanja.
Agregatska postrojenja upotrebljavaju mnogi korisnici u Hrvatskoj, i to kao pričuvno napajanje (ili glavno
napajanje). 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
• proizvoñači i distributeri TV/radio signala (HRT i Odašiljači i veze)
• proizvoñači i tvrtke za implementaciju sustava napajanja
26
•
•
•
•
•
•
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
proizvoñači 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 grañevini, 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 je
rasvjeta velikih stadiona, gdje se koristi reflektorska rasvjeta velikih snaga. Utakmice i ostali dogañaji
igraju se povremeno i to traje nekoliko sati. U tom slučaju ne isplati se zakupljivati snagu iz
elektrodistribucijske mteže, već je isplativije koristiti agregatsko postrojenje. Osim toga kod navedene
rasvjete na stadionima i u sportskim dvoranama u tom vremenu se pojavljuju velike „špice“ mjerene u
kratkom vremenu (obično 15 minuta) pa elektrodistribucija naplaćuje nakanadu. Osim toga samo
agregati mogu se koristiti i na privremenim gradilištima i radilištima jako udaljenim od distribucijskih
mreža (pustinje i sl.).
3.8.2. Vrste
HK
Diesel električni agregati izmjeničnog napona (u daljnjem tekstu
agregat ili DEA) samostalni su izvori električne energije, koji se
sastoje od motora s unutrašnjim sagorijevanjem i sinkronog
generatora izmjeničnog napona, spojeni spojkom i smješteni na
postolje preko gumenih amortizera. U sklopu agregata
smještena je i druga oprema potrebna za samostalni pogon.
Agregati se koriste u grañevinama kao pričuvni izvori napajanja
za opskrbu kritičnih i prioritetnih potrošača u slučaju nestanka
mrežnog napona iz elektrodistribucijske mreže ili nedozvoljenih
smetnji - oscilacija napona iz mreže ili nestanka koje od faza.
Elektroagregatska postrojenja su uglavnom diesel električni
agregati. Neki manji prijenosni agregati (do 5kVA, 230 V) mogu
biti monofazni benzinski agregati. Postoje i električni agregati
pogonjeni vjetrom ili vodom i na bio plin. To se obično smatra
manjom elektranom i rade usporedno s elektrodistribucijskom
mrežom. Diesel elektroagregati mogu biti stacionarni ili mobilni.
Mobilni mogu biti pokretni ili prenosivi, a obično su manjih
snaga do 5kVA jednofazni, napona 230 V i trofazni do 20 kVA,
naponi 3x400 V. Prenosivi agregati transportiraju se po potrebi i
to mogu biti prenosivi ili se prevoziti u vozilu. Pokretni agregati
su na kotačima, smješteni na manje prikolice i mogu ih vući
manji kamioni. Pokretni i prijenosni agregati su na ručni start, a
iznimno mogu biti s automatskim startom. Za priključak mobilnog agregata na grañevini gdje će se
priključiti mobilni agregat potrebno je predvidjeti priključnicu koju treba povezati s glavnim ormarom
objekta. Moguće je napajati sve potrošače ili samo prioritetne i važne. Ukoliko se napaja samo dio
potrošača, treba izvesti dvije odvojene sabirnice, jednu za napajanje samo iz mreže, a drugu preko
27
agregata. Ponekad pokretni agregati mogu biti i većih snaga 100-200 kVA smješteni na kamionima,
možemo ih nazvati „interventnim“, a služe kao zamjena stacionarnim agregatima u slučaju remonta ili
kvara. Ukoliko je interventni agregat manji, potrebno je reducirati potrošače. Oni mogu biti takoñer s
automatskim 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 nekim
industrijama koristi se napon 660 V. Neki generatori rade na srednjem naponu 3 i 6 kV (za posebne
potrošače). 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 odreñuju se projektnim zadatkom i
projektom. Projektom se predviña za koju će djelatnost ili grañevinu služiti i prema tome se projektiraju
posebni zahtjevi i konfiguracija i način rada. Telekomunikacijski objekti imaju posebne uvjete
prilagoñene telekomunikacijskim ureñajima. Bolničke grañevine takoñer imaju svoje propisane načine
rada i prema tome korištenja pričuvnih ureñaja za napajanje. Svi agregati trebaju biti ispitani i atestirani
po općim propisima iz elektroinstalacija ili po specifičnim propisima djelatnosti (telekomunikacije,
bolnice, vojska itd.).
Kod većih snaga iznad 1500 kVA postaje upitan napon od 400 V.
Pojavljuju se veliki presjeci kabela i sabirnica, glomazni prekidači
i sklopna oprema. Primjera radi kod agregata od 1500 kVA
pojavljuje se struja od 2164 A pa su potrebne bakrene sabirnice
2
2
presjeka od 900 mm i bakreni vodiči od 240 mm . U tom slučaju,
ukoliko je potrebna veća snaga agregata, preporučuje se
predvidjeti više agregata manjih snaga u usporednom radu.
HK
Kako odabrati broj agregata nakon utvrñene ukupne
potrebne snage?
Na izbor utječe u prvom redu, osim predviñene snage, procjena
zahtijevane sigurnosti u napajanju. Veći broj agregata ne mora
značiti uvijek i veću pouzdanost u radu kao što i izbor jednog
agregata ne znači ekonomski povoljniji odabir. Jedan od čimbenika odabira može biti i veličina
prostora i mogućnost unošenja agregata u strojarnicu, odnosno dimenzije agregata.
Stacionarna diesel električna postrojenja najčešći su izvori za opskrbu grañevina pričuvnim
napajanjem električnom energijom. Stacionarni diesel ektrični agregati su postrojenja za fiksnu
montažu u posebnoj prostoriji u odreñenoj grañevini koja je namjenski prilagoñena tehnologiji i
uvjetima rada agregata, kako uvjetima za grañevinsko ureñenje, tako i prema Zakonu o zaštiti na radu
i 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 grañevine, i to najčešće u
podrumu ili prizemlju. Može se izgraditi i poseban prostor izvan grañevine. 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 ureñajima i
akumulatorskim baterijama.
Elektrodistribucijska mreža s trafostanicom i agregat čine nerazdvojnu cjelinu u sigurnoj opskrbi
grañevina.
3.8.3. Tehnički podaci
3.8.3.1.
Konstrukcija
Agregati (DEA - diesel električni agregati) trebaju biti suvremeno konstruirani i oblikovani, s ugrañenim
suvremenim elementima i opremom. Agregatsko postrojenje mora se sastojati od sljedećih sastavnih
dijelova:
28
1.
motorgeneratorska jedinica sastavljena od:
a) diesel motora s unutrašnjim sagorijevanjem. Broj okretaja motora je 1500 o/min i ugrañen je
poseban regulator okretaja. Hlañenje motora može biti izvedeno zračno ili vodeno.
b) sinkronog generatora: trofazni, sinkroni, samouzbudni, samoregulirajući, beskontaktni,
jednočežajni s izvedenim zvjezdištem i elektronskim regulatorom.
c) spojenih spojkom, ugrañenih na čeličnom postolju.
2.
startna akumulatorska baterija, ugrañena na posebnom mjestu u odvojenu kutiju
3.
dnevni rezervoar za gorivo dovoljno za vrijeme do 24 sata rada agregata opterećenog
nominalnom snagom. Rezervoar treba obavezno imati dvostruku stijenku, za slučaj oštećenja
unutarnje stijenke i izlijevanja goriva. Ukoliko je rezervoar samo s jednom stijenkom, tada treba
HK
predvidjeti dodatnu posudu za prihvat goriva u slučaju oštećenja rezervoara. Kod većih agregata ili za
rad dulji od 24 sata, po potrebi treba predvidjeti i vanjski rezervoar većeg kapaciteta za nekoliko dana
rada.
Mobilni, prenosivi i agregati smješteni u kontejneru ili haubi trebaju imati ugrañen rezervoar u postolju
dovoljan za 8 sati rada.
4.
ručna i motorna pumpa za punjenje dnevnog rezervoara. Ručna pumpa za pražnenje motora.
5.
ispravljač za automatsko punjenje i održavanje startne akumulatorske baterije
6.
komandni ormar agregata, koji mora biti opremljen za automatski i ručni start, kontrolu i
zaštitu, bilo da se potrošači opskrbljuju iz mreže ili agregata. Komandni ormari mogu biti samostojeći ili
za ugradnju na zid. Kod mobilnih i prenosivih i agregata u kontejneru komandni ormari smješteni su uz
agregat. Kod samostojećih ormara dovod i odvod kabela treba predvidjeti s donje strane iz podnih
kanala.
29
7.
komandni ormari trebaju sadržavati sljedeću opremu:
mjerne ureñaje i instrumente
brojač sati rada agregata
brojač uključivanja agregata
osigurače i odgovarajuće ureñaje za zaštitu od preopterećenja i kratkog spoja
ureñaj za kontrolu napona elektrodistribucijske mreže te za automatsko uključenje –
isključenje agregata prilikom nestanka napona ili poremećaja mrežnog napona prema
zadanim uvjetima
f) ureñaj za zaštitu motora s unutrašnjim sagorijevanjem u slučaju niskog tlaka ulja, previsoke
temperature i prevelikog broja okretaja.
8.
u komandnom ormaru treba postojati sabirnica za uzemljenje na koje se povezuju svi ugrañeni
dijelovi, oprema i konstrukcija ormara koji mogu doći pod opasni napon dodira. Generator kao i čelično
postolje agregata trebaju imati poseban priključak za uzemljenje.
9.
agregat treba imati odgovarajuće amortizere, za amortizaciju vibracija prema betonskom
postolju.
a)
b)
c)
d)
e)
3.8.3.2.
Električne karakteristike
Nominalni izlazni napon i frekvencija:
- kod trofaznih agregata je 3x400/230 V, 50 HZ
- kod jednofaznih agregata je 230 V, 50 Hz
1.
Agregat preuzima automatski opskrbu električnom energijom potrošača u sljedećim
slučajevima:
• kad nestane napona iz javne elektrodistributivne mreže
• kad su odstupanja mrežnog napona + 10 % i – 15 %
• kad je nesimetrija izmeñu faza mrežnog napona +- 10 %.
2.
Agregat treba u manje od 15s postići puni broj okretaja te postići da daje deklarirani
napon, struju i frekvenciju.
3.
U komandnom ormaru treba biti ugrañen vremenski relej za odgodu isključenja agregata
do 10 minuta od ponovnog dolaska kvalitetnog napona iz javne mreže.
4.
Kod kontinuirane promjene opterećenja od praznog hoda do 100% opterećenja nazivne
snage izlazni napon treba biti u granicama +-5%, a frekvencija +-2% svojih vrijednosti.
5.
Nominalana snaga agregata deklarirana je za faktor snage (cos fi) 0,8.
6.
Faktor izobličenja sinusoide izlaznog napona (klir-faktor)mora biti manji ili jednak 7%.
7.
Kod agregata trebaju biti otklonjene radijske smetnje i mora imati oznaku R:S:O (radio
smetnje otklonjene) i odgovarajući atest.
8.
Stacionarni agregat ne smije proizvoditi buku veću od 90dB na udaljenosti 1m od
polovine visine čela generatora i sa strane motora. Izvan prostora buka može biti
maksimalno 64dB.
9.
Stacionarni agregati trebaju imati ugrañene grijače s termostatom na diesel motoru za
predgrijavanje diesel motora u uvjetima niskih vajskih temperatura. Mora postojati ručno
uključenje grijača na komandnom ormaru.
10.
Generator mora biti zaštićen od preopterećenja i kratkog spoja.
HK
3.8.3.3.
1.
•
•
•
•
Mjerenje i signalizacija
Mjerenje - Na komandnom ormaru moraju biti ugrañeni instrumenti za mjerenje :
voltmetar za mjerenje ulaznog napona mreže i napona agregata
ampermetar za mjerenje strujnog opterećenja agregata u sve tri faze
frekvenciometar za mjerenje frekvencije mrežnog napona i napona agregata
instrumenti za mjerenje tlaka ulja, temperature i broja okretaja pogonskog motora (ti
instrumenti mogu biti i na samom motoru)
2. Signalizacija - Signalizacija treba biti svjetlosna i zvučna (kod mobilnih samo svjetlosna).
Signaliziraju se sljedeća pogonska stanja, kvarovi i smetnje:
• nestanak mrežnog napona
• mrežni napon prisutan, ali izvan dozvoljenih granica
• nestanak napona prema potrošačima
30
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
nizak napon startne akumulatorske baterije
preopterećenje generatora
kratak spoj u krugu generatora
nizak tlak ulja u motoru
previsoka temperatura motora
prevelik broj okretaja motora i generatora
neuspio start agregata
minimalna razina goriva u spremniku
prisutnost mrežnog napona i napona generatora
stanje glavnih sklopki mreže i generatora
prisutnost izlaznog napona prema potrošačima
uključeno predgrijanje motora.
Svjetlosna signalizacija treba biti pojedinačna. Zvučna signalizacija je zajednička, a treba postojati
ručno isključenje.
Na komandnom ormaru trebaju postojati stezaljke za moguću daljinsku svjetlosnu signalizaciju.
Gdje je to moguće, potrebno je izvesti CNUS - centralni nadzorni i upravljački sustav, na koji se
povezuju u prvom redu svi sustavi za pričuvno napajanje (agregat, UPS-i, akumulatorske baterije i
ostalo), a kontrola i upravljanje može biti na jednom mjestu, dok se svi podaci nalaze na računalu.
3.8.4. Način rada
3.8.4.1.
HK
Pojedinačni rad DEA
Pojedinačni rad DEA-agregata ili „otočni rad“ po definiciji je onaj kad jedan ili više agregata napajaju
svaki jednu grupu odvojenih prioritetnih potrošača, odnosno instalacija. U tom slučaju postoje sljedeće
kombinacije:
1. Mreža i agregat napajaju iste sabirnice. To znači da su svi potrošači spojeni na jednu sabirnicu u
glavnom razvodnom ormaru grañevine. Tu se podrazumijeva električna i mehanička blokada izmeñu
mrežnog i generatorskog prekidača. Predviñaju se dva prekida u napajanju. Prvi prekid je prilikom
ispada opskrbe iz elektrodistribucijske mreže i traje do 15s. Drugi prekid nastupa pri povratku mreže,
trajanje je podesivo i obično iznosi 1-2s, a može se po potrebi produžiti. Slika 1.
G
R-L
G
R-L
Slika 1. Napajanje trošila iz mreže ili iz generatora (DEA), potrošnja u oba slučaja jednaka
2. Odvojene mrežna i agregatska sabirnica. To znači da su prioritetni potrošači spojeni na jednu
sabirnicu, a drugi (ostala potrošnja) na drugu sabirnicu u glavnom razvodnom ormaru grañevine. Kad
je prisutna elektrodistribucijska mreža, obje sabirnice spojene su mrežnim prekidačem Qm i napajaju
sve potrošače. Prilikom ispada mreže prekidač Qm se isključuje, a prekidač Qg se uključuje. Agregat
napaja sabirnicu na koju su spojeni samo važni i prioritetni potrošači. Slika 2
31
GEN
G
Tr
Qm
Qm
Qt1
Qt2
TROŠILA 1
TROŠILA 2
Qg
Slika 2 - Napajanje trošila iz mreže (obje sabirnice) ili iz
generatora - samo sabirnice s trošilima prioriteta
Qm
TROŠILA 3
(prioritetna)
3. Više sabirnica trošila napajanih iz različitih transformatora i odgovarajući broj agregata.
Svaki transformator ima svoj par agregata. Moguća je ugradnja prekidača Qsp koji se smije uključiti
samo strogo kontrolirano. U tom slučaju dimenzioniranje transformatora, agregat i sabirnica
uvjetovano je time može li jedan izvor napajati dvije sabirnice s redukcijom potrošnje ili bez nje
(isključivanje pojedinih krugova napajanja). Ovaj sustav nije predviñen za paralelan rad, stoga
prekidači Qg1 i Qg2 ne smiju biti uključeni istodobno.
Qsp
Q1m
G
Tr1
Q2m
Q1g
GEN1
Slika 3
TROŠILA 1
G
Tr2
TROŠILA2
GEN2
4. Redutantni rad (stand-by). Svi potrošači napajani su iz mreže ili
iz dva agregata i spojeni su na zajedničku sabirnicu u glavom
razvodnom ormaru grañevine. Dva DEA pričuva su jedan drugome.
Jedan se odabere kao prioritet da starta kao prvi. U slučaju kvara
prvoga automatski starta drugi agregat i preuzima napajanje.
Prekidači Q1g i Q2g moraju meñusobno biti u blokadi. Dodatna
mjera sigurnosti je uključenje jednog od agregatskih prekidača kada
je drugi agregat zaustavljen. U slučaju da su ugrañeni, motorni
prekidači trebaju imati podnaponske svitke zbog sigurnog isklopa
prekidača agregata koji miruje, odnosno čiji generator ne daje
napon. Slika 4.
Tr
HK
GEN1
GEN2
G
G
Q1g
Q1m
Q2g
TROŠILA 1
3.8.4.2.
Paralelni rad DEA
Standardni dieselelektrični agregati sa svim prije navednim karakteristikama mogu se koristiti i za
paralelan rad dvaju ili više agregata. Mogu se koristiti neovisno o njihovu odnosu snaga, odnosno
mogu biti istih ili različitih snaga, ovisno o potrebama i zadanoj konfiguraciji. Prednost paralelnog rada
je u tome da se može koristiti veći broj agregata manjih snaga, ukoliko se izmeñu ostalog pojavi
problem prostorija za smještaj jednog agregata velike snage. U tom slučaju omogućen je smještaj na
različita mjesta u grañevini i omogućen lakši unos u prostor. Nedostatak je da je trošak izvedbe nešto
viši, ali je prednost što je postignuto racionalnije korištenje prostora i veća sigurnost korištenja.
Smanjeni su presjeci kabela i gabariti ostale opreme. Osim toga smanjena je mogućnost potpunog
gubitka pričuvnog napajanja svih važnih potrošača. U paralelnom radu obavezno mora biti izvedeno
32
automatsko i ručno upravljanje i nadzor. Svaki agregat treba imati svoj komandni ormar za samostalni
rad. Osim toga treba postojati i poseban ormar za paralelni rad sa sljedećom opremom:
a) grupa za ručnu i automatsku sinkronizaciju
b) relej za povratnu energiju
c) ureñaj za kontrolu strujnog opterećenja
d) ureñaj za automatsku raspodjelu opterećenja po agregatima
e) ureñaj za kontrolu radnog opterećenja agregata.
Postoje dva načina uključenja:
GEN1
GEN2
Tr
1.
Dva agregata startaju istodobno. Da bi se omogućilo startanje
G
G
dvaju agregata istodobno u paralelnom radu, potrebno je obaviti
automatsku ili ručnu sinkronizaciju za meñusobni paralelni rad. Oba
Q1g
Q2g
agregata trebaju raditi u punom opterećenju ili više od 30% punog
opterećenja. Ukoliko ukupno opterećenje padne ispod 30%, isključuje se
jedan od agregata i radi samo jedan. Ponovno uključenje drugog agregata Qm
Qtros
nastupa kada ukupno opterećenje jednog agregata dosegne 80%.
2.
Prvo starta jedan od agregata. Prilikom nestanka električne
energije ili poremećaja na mreži starta jedan od agragata. Kad opterećenje
agregata dosegne 80% od nominalne snage, ureñaj za kontrolu
opterećenja daje nalog drugom agregatu za uključenje. Prije ukjlučenja
drugog agregata u paralelan rad potrebno je obaviti automatsku
TROŠILA
sinkronizaciju s agregatom koji je u radu.
Za svaku od navedenih opcija mora postojati mogućnost biranja koji će od
agregata u paralelnom radu biti vodeći. Svaki od agregata koji nije vodeći mora imati mogućnost
vremenskog zatezanja uključenja (isključenja) 0-180 sekundi (obično je to za dva do tri agragata u
paraleli 20-60 sekundi).
Paralelni rad prema sabirnicama:
1. Konfiguracija s jednom zajedničkom agregatskom sabirnicom. U
glavnom razvodnom ormaru grañevine sabirnica iz koje se napajaju
trošila tretira se kao jedan izvor. Na sabirnici se sinkroniziraju agregati,
ovisno o snazi, opterećenju i konfiguraciji, a zatim se uključi zajednički
prekidač Qtroš. Sva trošila se napajaju istodobno iz jednog izvora.
2. Konfiguracija gdje su dvije grupe trošila na jednoj zajedničkoj
sabirnici. Jedna grupa trošila je u statusu najvišeg prioriteta. Nakon
starta svih agregata odmah se uključuje generatorski prekidač prvog
agregata, a nakon toga se uključuje grupa Trošila 1 koja je najvišeg
prioriteta. Kad se uključe drugi agregati, napajaju se Trošila 2 koja nisu u
prioritetu.
Sinkronizacija ostalih agregata izvodi se kad je prvi agrgat već
opterećen. Snaga i karakteristike trošila moraju biti usklañeni kako bi se
mogli postići uvjeti za sinkronizaciju.
Tr
HK
GEN1
GEN2
G
G
Q1g
Qg
Qm
Q2g
M
M
TROŠILA 1
TROŠILA 2
Paralelni rad jednog ili više agregata s mrežom:
GEN3
GEN1
GEN2
a.
Kratkotrajni paralelni rad. Kratkotrajni
G
G
G
Tr
paralelni rad DEA i mreže provodi se s namjerom da
se izbjegne prekid u napajanju pri povratku mreže ili
kod najavljenih isključenja mrežne opskrbe Q1g
Q3g
Q2g
SINCHRO
SYNCHRO
električnom energijom. Pri povratku mreže agregat
CHECK 1
CHECK 2
se sinkronizira s mrežnim naponom, uključi se
mrežni prekidač, a nakon toga se isključi agregatski.
Qt
Qm
To je važno na primjer kod rasvjete sportskih
TROŠILA
objekata za vrijeme natjecanja da se izbjegne
nestanak rasvjete.
b.
Trajni paralelni rad agregata s mrežom. Trajni paralelni rad DEA s mrežom provodi se radi
proizvodnje električne energije agregatom i pokrivanje lokalne potrošnje ili slanjem energije u mrežu.
Automatika DEA starta agregat po nalogu, sinkronizira ga s mrežom, priključi na mrežu i regulira
snagu agregata.
33
Oba načina paralelnog rada s mrežom (kratkotrajni ili trajni) zahtijevaju istu opremu vezanu za
sigurnosne mjere i stabilnost paralelnog rada. Pojave kao što je porast struje kratkog spoja, ispad
agregata iz paralele, problemi pri uključenju prekidača ako nisu ispunjeni uvjeti za paralelan rad,
prisutni su jednako u oba režima.
3.8.5.
Odabir vrste i broja agregata
Da bi se pravilno odabralo broj i vrstu agregatskih postrojenja, potrebno je izraditi Plan i tehnološki
program svih tehnoloških procesa koji će se obavljati u grañevini za koju se predviña opskrba
električnom energijom iz javne mreže i pričuvno napajanje agregatskim postrojenjem. Prema
tehnološkom programu potrebno je izraditi projektni zadatak, a nakon toga kvalitetan projekt.
Prema projektiranim trošilima definiranima kao važni i prioritetni i zbroju potrebne snage odabranih
potrošača, odreñuje se ukupna potrebna snaga za odabir agregata. Prema snazi i vrsti prioritetih
potrošača, ali i prema raspoloživom prostoru u grañevini odreñuje se broj i vrsta agregata, kao i način
rada. Prema odreñenom načinu rada agregata i predviñenoj snazi mogu se odabrati agregati od
mobilnih do stacionanih svih vrsta i načina rada, ovisno o tomu hoće li se agregati korisiti po potrebi
povremeno, malih snaga, ili za stalni pričuvni rad većih snaga. Za broj i vrstu agregata odlučujući
faktor je i veličina i vrsta prostora koja je na raspolaganju. Jako je važno predvidjeti i način unosa
agregata u prostor, odnosno pristupačnost i komunikacije, što je takoñer jedan od kriterija za odabir
broja, snage i načina rada agregata.
Sve deklarirane električne veličine i nazivna snaga agregata moraju odgovarati za temperaturu okoline
o
o
20 C i nadmorske visine do 1000 m i 60% vlage. Norma DIN 6271 preporuča uvjete od 27 C, 100 m
visine i 60% vlage. Povećanjem temperature, visine ili vlage snaga agregata opada. Odabrana
nazivna snaga treba biti 20% veća od ukupno potrebne snage utvrñene proračunom snage svih
potrošača koji se napajaju iz agregata. Ukoliko se predviña da agregati napajaju potrošače s velikim
induktivitetom ili kapacitivnim opterećenjem (UPS ureñaji i sl.), nazivna snaga agregata može biti i
40% veća (agregat radi sa 60% snage od nazivne snage). Svaki agregat treba imati mogućnost
preopterećenja od najmanje 10% nazivne snage, i to bez oštećenja.
Snaga mora biti deklarirana uz cos fi=0,8.
Sn(kVA)= Pn /cos fi Pn-snaga motora u kW Cos fi- faktor snage=0,8
Sn-prividna nazivna snaga agregata u kVA
HK
3.8.6. Smještaj agregata
Nakon što se odredi broj, snaga i način rada agregata, potrebno je odrediti prostor za smještaj
stacionarnog agregata i taj prostor urediti i opremiti prema svim propisima, Zakonu o grañenju, Zakonu
o zaštiti na radu i Zakonu o zaštiti od požara.
Za prostor treba predvidjeti sljedeće:
1.
Za smještaj agregata najpogodnije je prizemlje grañevine ili podrum u najnižoj etaži. Ukoliko se
ne može osigurati prostor u prizemlju ili podrumu, za agregat se može izgraditi poseban objekt u
dvorištu grañevine. Iznimno, ukoliko nijedna od opcija nije izvediva, agregat se može smjestiti
na krovu grañevine. Budući da je agregat predviñen za opskrbu potrošača kao pričuvno
napajanje uz elektrodistribucijsku mrežu, preporučuje se odreñivanje lokacije za smještaj
agregata u neposrednoj blizini niskonaponskog razvoda u trafostanici ili glavnog razvodnog
ormara grañevine. To je potrebno i radi uštede kabelskog razvoda, a manji je i pad napona u
kabelskom razvodu.
2.
Dimenzije prostorije ovise o broju agregata koji se smještaju u nju, o veličini agregata i njihovoj
snazi kao i o veličini „dnevnog“ rezervoara za diesel gorivo.
3.
U prostoriji treba osigurati dovoljno svježeg zraka za rad i hlañenje agregata. Zbog toga treba
izvesti otvore na zidovima prostorije za dovod svježeg hladnog zraka i za izbacivanje toplog.
Zrak treba s jedne strane prostorije slobodno cirkulirati duž agregata, a na drugoj strani treba
omogućiti izbacivanje toplog zraka. Treba paziti da otvori nemaju nekih zapreka izvan prostorije
i da zrak može slobodno ulaziti i izlaziti. Otvori trebaju biti jedan nasuprot drugome kako ne bi
34
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
došlo do „kratkog spoja“ toplog i hladnog zraka, tj. da hladni zrak ne bi odmah izašao, a da
prethodno nije prostrujao preko agregata. Na otvore se ugrañuju automatske žaluzine za
regulaciju količine zraka ovisno o potrebama rada agregata.
Treba predvidjeti ugradnju ventilatora za provjetravanje prostorije, neovisno o radu agregata.
Prostorija za smještaj agregata treba biti suha. To znači da se kroz prostoriju treba izbjegavati
voditi bilo kakve vodovodne instalacije, oborinske vode, kanalizaciju i slično. Zidovi takoñer
trebaju biti suhi te treba izvesti kvalitetnu hidroizolaciju.
Za smještaj agregata treba izvesti armirano betonsko postolje. Postolje treba biti ukopano, a
visina iznad poda treba iznositi 10-15 centimetara. U postolju treba ostaviti otvore i ankere za
učvršćenje postolja agregata. Agregat je smješten na čelično postolje preko gumenih
amortizera. Time se sprječavaju vibracije nastale pri radu agregata. U postolju i oko njega treba
izraditi kanale za dovod instalacija i predvidjeti pokrivanje kanala rebrastim limom.
Pod u prostoriji kao i postolje treba biti ravan. Njegova završna obrada može biti izvedena
keramičkim pločicama ili odgovarajućim plastificiranim bojama otpornim na habanje i djelovanja
agresivnih materijala. U podu treba izvesti kanale za dovod goriva iz rezervoara goriva do
agregata, kao i za dovod instalacija od komandnog ormara agregata i glavnog razvodnog
ormara grañevine. Kanale takoñer treba pokriti rebrastim limom.
Za postizanje propisanog nivoa buke treba u prostoriji predvidjeti oblaganje zidova i stropova
odgovarajućim materijalima. Otvore za ulaz i izlaz svježeg i toplog zraka takoñer treba opremiti
kanalima u koje su ugrañeni materijali za smanjenje buke. Buka treba odgovarati Zakonu o
zaštiti na radu, uvjetima okoline ili objektima (bolnice, hoteli i sl. ). Najčešći nivo buke izvan
objekta je 65dB, a za posebne uvjete (bolnice i sl.) 35dB. Unutar objekta, dok agregat radi,
dozvoljena je buka 90 dB na 1m od agregata.
Visina prostorije odreñuje se prema vrsti i snazi agregata i opremi koja se ugrañuje. Obično je
minimalno 3 m i više.
Za odvoñenje ispušnih plinova iz agregata treba predvijeti ispušnu cijev. Cijev treba izvesti izvan
prostorije, po fasadi objekta do iznad krova. Ispušnu cijev treba toplinski i zvučno izolitati.
Ukoliko je više agregata u jednoj prostoriji, potrebno je sve cijevi staviti zajedno i paralelno ih
voditi u zajedničkom zidanom dimnjaku.
Za prostorije za smještaj agregata treba predvidjeti vrata, metalna protupožarna, s najmanje 2
sata vatrootpornosti. Vrata predviñena za unos trebaju biti dvokrilna i trebaju se otvarati prema
van. Treba predvidjeti pomoćna vrata za izlaz u slučaju nužde i požara. Ukoliko su predviñeni
prozori, takoñer trebaju biti metalni i osigurani protiv provale.
Prostoriju treba dobro osvijetliti odgovarajućom rasvjetom, jačine 300 lks, smještenom na strop.
Uz opću rasvjetu treba predvidjeti pomoćnu ili protupaničnu rasvjetu. U prostorij treba osigurati
najmanje jednu utičnicu 230 V.
Sva instalacija, rasvjetna tijela i utičnice trebaju biti u vodotijesnoj izvedbi.
Kao protupožarne mjere treba predvidjeti:
a/
ukoliko u grañevini postoji vatrodojavni sustav, potrebno je u prostoriji za smještaj
agregata takoñer predvidjeti vatrodojavu i vezati ju na sustav grañevine
b/
sanduk s pijeskom
c/
vatrogasni aparat.
U prostoru za smještaj agregata ili do njega treba izvesti odjel opremljen za održavanje
agregata. To bi trebala biti odgovarajuća servisna radionica u kojoj se nalazi sva potrebna
oprema za održavanje, od rezervnih dijelova, instrumenata za mjerenje i kontrolu i pripadajući
alat.
Osim stacionarnih agregata predviñenih za smještaj u prostoriju, postoje i agregati smješteni u
kontejnere ili haube, predviñeni za montažu izvan prostrora. Ta agregatska postrojenja su
odgovarajuće opremljena za izolaciju buke. Trebaju biti opremljena na isti način kao agregati u
prostoru. U praksi se ti zvučnoizolirani kontejnerski agregati mogu smjestiti i u prostor. Prednost
je da se tada vrlo jednostavno i efikasno rješava problem buke prema okolnom prostoru. To je
naročito korisno kada se nivo buke treba smanjiti na 35db i manje (bolnice i sl.).
HK
35
Smještaj agregata
3.8.7. Potrebna dokumentacija uz agregat:
•
•
•
•
•
•
•
opis tehničkih karakteristika
shema djelovanja i montažna shema (kod stacionarnih agregata shemu treba uokviriti i objesiti
na zid prostorije gdje je agregat smješten)
tehnički opis rada agregata
uputa za održavanje, s popisom rezervnih dijelova
protokol tvorničkog ispitivanja
garantni list s uvjetima garancije
uvjeti i oznake izvedene zaštite od opasnog napona dodira
Sva dokumentacija treba biti napisana na hrvatskom jeziku.
36
HK
4.
PLANIRANJE, PROJEKTIRANJE I IZGRADNJA
4.1.
Planiranje
Dobro planiranje i izrada kvalitetnog plana za projektiranje i
izvoñenje grañevina glavni je preduvjet da se grañevina
izgradi i tehnološki opremi cjelovito i kvalitetno. Planiranje
je obaveza investitora prije samog projektiranja i gradnje
grañevine s ciljem predviñanja svih potrebnih elemenata
realizacije - tehnološki i investicijski program kojim bi se
definirali rokovi za sve pojedine elemente i faze izgradnje
grañevine. Prilikom planiranja treba obuhvatiti sve vidove
konačne namjene grañevine. U prvom redu sve treba
planirati u skladu sa Zakonom o grañenju i prostornom
ureñenju. Sa stajališta napajanja električnom energijom
treba prvenstveno planirati i osigurati dovoljno električne
energije iz elektrodistribucijske mreže. Za dobar plan treba
u svakom slučaju izraditi tehnološki program i investicijski
plan. Prilikom pripreme za projektiranje i izgradnju
grañevine u kojoj će se izmeñu ostalog koristiti pričuvni
izvori napajanja, potrebno je u prvome redu za izradu
projektnog zadatka za elektroinstalacije koristiti tehnološki
program. Investicijskim planom treba predvidjeti sve
troškove, gdje su uključeni svi troškovi pripremnih radova
prema Zakonu o prostorno ureñenju i grañenju, samo
grañenje i opremanje (uključeni i pričuvni izvori napajanja),
sve naknade za zakup električne energije prema
elektroenergetskoj suglasnosti kao i naknade za sve ostale
priključke i infrastrukturu.
HK
Grañevina može biti energetska grañevina, poslovna, industrijska, telekomunikacijska ili stambena
grañevina.
Dakle, grañevine mogu biti različitih namjena i sadržaja. Zbog toga je za projektiranje i izvoñenje
pričuvnih sustava napajanja potrebno izraditi tehnološki program u kojemu će se definirati svi
tehnološki procesi i funkcija svih potrošača električne energije. Potrebno je takoñer posebno navesti
sve kritične i važne potrošače koji trebaju biti na rezervnom ili besprekidnom napajanju, odnosno za
koje treba osigurati odgovarajuće ureñaje za isto napajanje.
U tehnološkom programu treba navesti svu potrebnu električnu energiju, kao i potrebe svakog
električnog trošila. Prema tome će se u projektu moći utvrditi svi potrebni parametri, veličina, snaga i
vrsta pričuvnog napajanja. U tehnološkom programu treba predvidjeti i osigurati grañevinskoarhitektonski smještaj pričuvnih ureñaja. Potrebno je planirati i kvalitetnu rasvjetu prostora, dobro
provjetravanje, po potebi i klimatiziranje prostora kao i dobre komunikacije za brz pristup ureñajima.
Za diesel agregatsko postrojenje treba planirati poseban prostor gdje se naročito treba voditi računa o
buci. Hermetički zatvorene akumulatorske baterije mogu biti u zajedničkom prostoru s ostalim
ureñajima ili odvojene, dok otvorene baterije trebaju biti smještene u posebnom prostoru. Za njih treba
osigurati dobru ventilaciju, posebnu obradu zidova i podova kao i elektroinstalaciju u protueksplozivnoj
izvedbi. UPS ureñaji mogu biti centralni za cijelu zgradu ili pojedinu tehnološku cjelinu. Za njih treba
planirati posebnu prostoriju i osigurati kvalitetnu ventilaciju i klimatizaciju. Manji UPS ureñaji mogu biti
uz pojedine potrošače u istoj prostoriji. Konačno za sve sustave pričuvnog napajanja treba planirati
mjere prema Zakonu o zaštiti na radu i Zakonu o zaštiti od požara. Osim projekta električnih instalacija
i svih ureñaja za pričuvno i besprekidno napajanje, projektom je potrebno predvidjeti kvalitetno
odžavanje i sve potrebne resurse, a to su u prvom redu služba za održavanje, kvalificirani stručnjaci,
prostor za skladištenje rezervnih dijelova, radionica, mjerni i kontrolni instrumenti te komunikacija
izmeñu različitih lokacija. Potrebno je predvidjeti i sve mjere zaštite okoliša i prirodnih resursa, kao i
zbrinjavanje ureñaja nakon upotrebe.
37
4.2.
Projektiranje
Nakon dobrog tehnološkog programa i investicijskog plana pristupita se izradi projektnog zadatka i
projektne dokumentacije koja se treba temeljiti na Zakonu o prostornom ureñenju i grañenju (NN
76/07).
Prema Zakonu o grañenju i prostornom ureñenju definicija grañevine je: grañevina je sve što je
nastalo grañenjem i povezano je s tlom, a sastoji se od grañevinskog sklopa i ugrañenog postrojenja
odnosno opreme koji zajedno čine tehničko-tehnološku cjelinu, kao i samostalna postrojenja povezana
s tlom, te objekti povezani s tlom koji nisu nastali grañenjem, ako se njime mijenja korištenje prostora.
Složena grañevina je skup meñusobno funkcionalno i/ili tehnološki povezanih grañevina.
Sudionici u grañenju su:
• investitor, ujedno koordinator grañenja
• projektant, ovlašten za projektiranje i odgovoran prema
Zakonu o grañenju. Potreban stručni ispit, te članstvo u
Komori
• revident, ovlašteni inženjer ili arhitekt
• izvoñač, registriran za obavljanje djelatnosti
• nadzorni inženjer, odgovoran za provedbu stručnog
nadzora gradnje u ime investitora. Potreban stručni ispit i
članstvo u Komori.
Potrebnu projektnu dokumentaciju izrañuje ovlašteni projektant.
Prema Zakonu o grañenju projekti se razvrstavaju prema namjeni
i nivou razrade:
• idejni projekt u mjerilu 1:200, kojim se daju osnovna
funkcionalana rješenja
• glavni projekt u mjerilu 1:100 je skup meñusobno
usklañenih projekata, kojim se daje tehničko rješenje
grañevine i dokazuje ispunjavanje bitnih uvjeta za
grañevinu. Mora biti u skladu s idejnim projektom.
• izvedbeni projekt u mjerilu 1:50. Izvedbenim projektom
razrañuje se tehničko rješenje iz glavnog projekta. Na osnovi izvedbenog projekta provodi se
gradnja grañevine. Izvedbeni projekt s ucrtanim promjenama tijekom gradnje je ujedno projekt
izvedenog stanja.
HK
Za pravilno projektiranje i kvalitetan odabir ureñaja za rezervno neprekidno napajanje potrebno je
izraditi kvalitetan projektni zadatak elektroinstalacija napona do 1000 V. Tu se podrazumijevaju, osim
elektroinstalacija, i svi ureñaji i instalacije za napajanje i pričuvno napajanje, rasvjeta, sustavi
grijanje/hlañenje i sl. Projektom treba riješiti i telekomunikacijski i informacijski sustav, signalnogovorne ureñaje, vatrodojavne sustave te sustave tehničke zaštite.
4.2.1. Projektni zadatak za elektroinstalacije poslovne grañevine
Za izradu projektnog zadatka preporuča se korištenje sljedećeg obrasca:
A. OPĆI PODACI
1. Investitor :
2. Vrsta rada: elektroinstalacije do 1000V
3. Objekt: poslovna grañevina
B. TEHNIČKI PODACI
Prema tehnološkom programu, arhitektonsko-grañevinskom projektnom zadatku i strojarskom
projektnom zadatku potrebno je za izgradnju poslovne grañevine izraditi projektni zadatak za idejni,
glavni i izvedbeni projekt elektroinstalacija do 1000 V, sve telekomunikacijske i informatičke instalacije,
signalno-govorne ureñaje, vatrodojavni sustav i tehničku zaštitu.
38
Nova poslovna grañevina izgradit će se kao višekatni objekt s potkrovnim prostorom, podrumskim
prostorom u više etaža kao garažni prostor. U okolnom dvorišnom prostoru izgradit će se pomoćne
grañevine za smještaj ureñaja za grijanje, rashladnih sustava, servisnih radionica, smještaj diesel
električnog agregata te pristupna rampa s portirnicom za ulaz automobila. U zgradi je za sve poslovne
prostore predviñen telekomunikacijski sustav s kućnom centralom kao i informatička mreža za sve
prostore.
U projektu treba primijeniti sve važeće zakone i propise:
1.
Zakon o prostornom ureñenju i gradnji NN 76/07, 38/09
2.
Zakon o zaštiti od požara NN 92/10
3.
Zakon o zaštiti na radu NN 59/96
4.
Pravilnik o zaštiti na radu pri korištenju električne energije NN59/96
5.
Pravilnik o kontroli projekta
6.
Pravilnik o nostrifikaciji projekta
7.
Zakon o mjernim jedinicama NN58/93
8.
Zakon o normizaciji NN55/96 NN163/93
9.
Pravilnik o zapaljivim tekućinamaNN54/99
10.
Zakon o zaštiti zraka NN48/95
11.
Zakon o vodama NN !07/95
12.
Zakon o telekomunikacijama
13.
IEC standardi
14.
ISO standardi
15.
Hrvatske norme
16.
Europske norme
HK
Za sustav tehničke zaštite (video nadzora, protuprepadne i protuprovalne zaštite) potrebno je izraditi
poseban projektni zadatak i “procjenu ugroženosti”. Tim projektnim zadatkom treba predvidjeti samo
napajanje sustava tehničke zaštite.
Za projektiranje sustava vatrodojave potrebno je izraditi elaborat zaštite od požara.
Potrebno je izraditi projekt za elektroinstalacije za sljedeće instalacije:
1.
priključak na elektrodistribucijsku mrežu
2.
glavni razvodni ormar GRO i mjerenje električne energije
3.
razvodni ormari po katovima i ostalim prostorima
4.
rasvjeta: opća, dodatna i panična
5.
priključnice (utičnice i fiksni priključci)
6.
pričuvno napajanje:
a) agregatsko postrojenje
b) besprekidno napajanje UPS ureñajima
c) akumulatorske baterije
7.
elektroinstalacija ureñaja za grijanje, ventilaciju i klimatizaciju
8.
centralni kontrolni monitoring centar CNUS
9.
zaštita od opasnog napona dodira
10.
radno i zaštitno uzemljenje, povezivanje svih metalnih masa i izjednačenje potencijala
11.
sustav za zaštitu od munja (gromobranska instalacija) i uzemljenje objekta
12.
instalacija za dizala, pokretna vrata i ulaznu rampu
13.
održavanje elektroinstalacija i sustava za rezervno i besprekidno napajanje
14.
telekomunikacijski i informatički sustav
15.
sustav vatrodojave
16.
instalacija za napajanje tehničkog sustava zaštite.
39
C. SMJERNICE ZA TEHNIČKO RJEŠENJE
Jaka struja
1.
Priključak na elektrodistribucijsku mrežu
Priključak treba riješiti prema uvjetima navedenim u elektroenergetskoj suglasnosti koju je izdao HEP,
nadležni elektrodistributer Elektra. Zakupljena angažirana snaga navedena u suglasnosti treba
odgovarati potrebnoj snazi za sve potrošače u grañevini. Prema suglasnosti potrebno je izvesti
trafostanicu 10(20) kV/400/230 V.
2.
Glavni razvodni ormar GRO i mjerenje električne enrgije
Potrebno je izraditi glavni razvodni ormar GRO za potrebe napajanja cijele grañevine. Ormar se treba
sastojati od sljedećih polja:
a) polje “elektre” gdje je predviñen priključak na elektrodistributivnu mrežu i mjerenje električne enrgije
b) polje “opće potrošnje” gdje je predviñeno napajanje potrošača u grañevini iz mreže
c) “agregatsko polje” gdje je predviñeno napajanje u grañevini iz agregata ili mreže.
Glavni razvodni ormar treba biti opremljen svim potrebnim elementima i opremom za propisani rad,
kao i AS glavnom sklopkom, te predvidjeti daljinski isklop u slučaju požara.
GRO treba napajati sve razvodne ormare po katovima ili tehnološkim cjelinama. GRO treba smjestiti u
poseban prostor ili u blizini agregatskog postrojenja. Sve elemente potrebno je propisno označiti, a na
vrata staviti odgovarajuće naljepnice (zaštita od dodirnog napona itd.).
3. Razvodni ormari po katovima i ostalim prostorima
Potrebno je predvidjeti pojedine razvodne ormare za napajanje pojedinih katova, ostalih prostora i
pojedinih tehnoloških cjelina. Svaki razvodni ormar treba imati dva polja, i to mrežu i agregat, osim
gdje je predviñeno besprekidno napajanje iz UPS-a gdje treba predvidjeti i treće polje za to napajanje.
Svi elementi trebaju biti propisno označeni, zaštićeni od dodirnog napona, potrebno je predvidjeti
mjesto za ulaganje jednopolne sheme i nalijepiti odgovarajuće naljepnice upozorenja.
HK
4. Rasvjeta: opća, dodatna i panična
Opću rasvjetu treba riješiti fluorescentnim svjetiljkama smještenim na strop. Predvidjeti i ostale vrste
rasvjetnih tijela i oblika, a sve prema arhitektonskom rješenju (halogena, dunlight i sl.).
Dio rasvjete u grañevini predvidjeti za napajanje i iz agregata. Potrebno je predvidjeti protupaničnu
rasvjetu, koja se pali kad nema električne energije iz mreže. Paničnu rasvjetu predvidjeti na izlazima,
stubištima i garaži. Predvidjeti propisanu automiju od 1 sat.
Predvidjeti kvalitetnu rasvjetu ulaza i prolaza, kao i dvorišnog prostora. Predvidjeti rasvjetu na kolnom
ulazu.
Jakost rasvjete treba odgovarati propisima i Zakonu o zaštiti na radu.
5. Priključnice (utičnice i fiksni prključci)
Utičnice sa zaštitnim kontaktom 230 V treba predvidjeti u svim prostorima prema tehnološkom
rasporedu. Utičnice montirati na zid ili u parapetne kanale.
U radnim prostorima (uredima) treba predvidjeti za svako radno mjesto najmanje dvije utičnice
napajane iz mreže, a gdje je instalirana informatička oprema, predvidjeti dodatno najmanje dvije
utičnice napajane iz ureñaja za besprekidno napajanje UPS.
Predvidjeti na svakom katu`i najmanje jednu tropolnu utičnicu.
Za sve ostale potrošače mogu se instalirati i fiksni priključci.
6. Pričuvno napajanje
a) Agregatsko napajanje
Za potrebe rezervnog napajanja s agregatskim naponom potrebno je predvidjeti diesel-agregatsko
postrojenje, a potrebnu snagu utvrditi bilancom snaga svih porošača koji se napajaju iz agregata.
Odrediti broj agregata i način rada (otočni, paralelni i sl.). Pričuvnim napajanjem iz agregata treba
napajati sve potrošače koji se napajaju iz UPS ureñaja (informatička oprema, dio rasvjete, ureñaji za
grijanje prostora, alarmno signalni ureñaji, osobna dizala i ostali važni potrošači).
Agregat treba biti stacionaran s automatskim uključivanjem s ugrañenom modernom digitalnom
automatikom. Agregat treba biti daljinski spojen na centralni monitoring CNUS. Potrebno je izvesti
propisanu izolaciju od buke i zvuka. Treba predvidjeti rezervoar goriva za dovoljan broj sati rada.
40
Rezervoar treba biti izrañen prema propisima za spremnike. Potrebno je voditi računa o zaštiti okoliša
i propisima o skladištenju diesel goriva.
Projektom treba riješiti smještaj u zasebnoj agregatskoj stanici, predvidjeti ispušnu cijev, odgovarajuće
otvore za ulaz i izlaz zraka itd., predvidjeti prigušenje buke na nivou 65 dB te ugraditi prigušivače buke
na ulaz i izlaz zraka. Primijeniti sve propise iz Zakona o zaštiti na radu i Zaštite od požara.
Agregat treba imati odgovarajuću startnu bateriju.
Predvidjeti kvalitetnu rasvjetu prostora, fluorescentnim svjetiljkama kao protupaničnu rasvjetu.
Potrebno je predvidjeti daljinsku blokadu starta agregata u slučaju požara.
Grañevinske radove i ureñenje prostora treba izvesti prema grañevinsko-arhitektonskom projektu.
Agregat smjestiti na odgovarajući temelj i izvesti kanale za voñenje elektroinstalacija, kao i cjevovoda
diesel goriva. Izvesti oblogu zidova za izolaciju i smanjenje buke. Strojarske radove izvesti prema
strojarskom projektu (ventilacija, ispušni cjevovod, spremnik goriva, smještaj agregata i opreme u
agregatskoj stanici i transport i doprema na temelje).
Prilikom projektiranja agregatskog postrojenja treba primijeniti sljedeće pravilnike i standarde:
• ISO 15550 - to je “Core” standard, a njime se definiraju i specificiraju zahtjevi za deklariranje
snage, potrošnje goriva, potrošnja ulja i metode mjerenja pri testiranju snage motora
• ISO 3046(1-6)
• ISO 8528(1-12)
• DIN 6280
• BS 55114.
b) Besprekidno napajanje UPS ureñajima
Potrebno je predvidjeti centralni ureñaj za besprekidno napajanje UPS. Po potrebi predvidjeti
pojedinačne ureñaje za posebne UPS ureñaje za posebne potrošače. Ureñaji će služiti za napajanje
terminalno–informatičke opreme, telekomunikacijskog sustava, sredstava tehničke zaštite
(videonadzor i alarmni sustavi) te posebno važne opreme u slučaju nestanka električne energije iz
mreže ili agregata ili raznih poremećaja na mreži. Potrebno je osigurati ureñaje s dovoljnom
vremenskom autonomijom (30 min). Baterije za osnovnu autonomiju mogu biti u samom ureñaju, a za
produženu autonomiju postavljaju se dodatni boksovi s baterijama. UPS treba bit on-line topologije,
trofazni ulaz - trofazni izlaz, napona 3x400/230 V. Ureñaj UPS treba se napajati iz mreže i
agregatskog postrojenja jer takvo napajanje zajedno iz agregatskog postrojenja i UPS ureñaja daje
potpuno pričuvno i besprekidno napajanje. Potrebno je predvidjeti daljinsku kontrolu na centralnom
monitoringu CNUS.
HK
Centralni ureñaj UPS treba smjestiti u zasebnu prostoriju, i to u blizinu glavnog razvodnog ormara i
agregatskog potrojenja. Prostorija treba biti ventilirina, a po potrebi treba ugraditi klima ureñaj, jer
ureñaj ima toplinsku disipaciju. Pojedinačne ureñaje može se smjestiti uz ureñaje za koje su
namijenjeni. Snagu urañaja treba odrediti prema zbroju svih potrošača napajanih iz UPS ureñaja.
Ureñaj teba odabrati s najmanje 20% snage od računom predviñene. Potrebno je predvidjeti kvalitetnu
rasvjetu kao i protupaničnu rasvjetu.
U prostoru treba izvesti sustav vatrodojave.
Prostor treba grañevinski urediti prema grañevinsko-arhitektonskom projektu.
Prilikom projektiranja UPS-a treba voditi računa o sljedećim tehničkim standardima:
• EN 50091-1 UPS - odnosi se na sigurnosne zahtjeve prema UPS sustavima
• EN 50091-2 UPS - odnosi se na odeñeni stupanj elektroenergetske kompatibilnosti kod UPS
sustava ugrañenih u javnim i industrijskim prostorima
• HRN EN 50091-1-1:2001 opći uvjeti za sigurnost UPS koji su dostupni poslužitelju
• HRN EN 50091-1-2:2001 opći uvjeti za UPS ureñaje s ograničenim pristupom
• HRN EN 50091-2:2001 zahtjev za elektromagnetsku kompatibilnost
• ostale norme :IEC 146-4; IEC 950; IEC 529;IEC 801-2;IEC 901-3;IEC 904-4
c) Akumulatorske baterije
Za pričuvno napajanje telefonsko-komunikacijskog sustava, vatrodojavnog sustava i sl. potrebno je
predvidjeti pričuvno napajanje hermetički zatvorenim VRLA akumulatorskim baterijama. Baterije mogu
biti smještene u istom prostoru s telefonsko-komunikacijskim ureñajima. Za sustav dojave požara aku
41
baterije mogu biti u samoj centrali ili odvojene izvan centrale u posebnoj prostoriji s dobrom
ventilacijom i vatrodojavnim sustavom. Kapacitet baterija treba odrediti prema naputku dobavljača. Za
vatrodojavnu centralu treba predvidjeti autonomiju prema Zakonu o zaštiti od požara od 30 sati, jer je
u objektu predviñeno stalno dežurstvo. Za telefonsko-komunikacijske ureñaje treba primijeniti propise
iz Zakona o telekomunikacijama. Baterije mogu biti montirane zajedno s centralama ili ukoliko je
potrebno, mogu biti u zasebnom prostoru. Prostor treba kvalitetno osvijetliti i ventilirati. U prostoru
treba provesti sustav vatrodojave. Grañevinski prostor treba urediti prema grañevinskoarhitektonskom projektu.
Za paničnu rasvjetu treba predvidjeti svjetiljke s ugrañenim akumulatorima s autonomijom jedan sat ili
više. Za više paničnih svjetiljaka može se predvidjeti i centralno napajanje jednom grupom baterija (za
garaže).
Smjernice za tehničko rješenje uključuje još niz točaka za koje nećemo dati detaljna
objašnjenja, već ćemo ih samo nabrojati.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Elektroinstalacija ureñaja za grijanje, ventilaciju i klimatizaciju
Centralni kontrolni monitoring centar CNUS
Zaštita od opasnog napona dodira
Radno i zaštitno uzemljenje, povezivanje svih metalnih masa i izjednačenje potencijala
Sustav za zaštitu od munja - gromobranska instalacija - i uzemljenje objekta
Instalacija za dizala, pokretna vrata i ulaznu rampu
Održavanje elektroinstalacija i sustava za rezervno i besprekidno napajanje
Telekomunikacijski i informatički sustav
Sustav vatrodojave
Instalacija za napajanje sustava tehničke zaštite
ZAVRŠNE ODREDBE
HK
Projektnu dokumetaciju za elektroinstalacije grañevine treba izraditi prema Zakonu o prostornom
ureñenju i grañenju NN 76/07. Treba izraditi idejni, glavni i izvedbeni projekt. U projektu se trebaju
primijeniti Zakon o zaštiti od požara i Zakon o zaštiti na radu.
Elektroinstalacije treba izraditi sukladno hrvatskim normama HRN HD 384 i HRN HD 60364. i prema
propisima objavljenim u Službenom listu 53 od 88. god. , kao i ostalim propisima o protupožarnoj zaštiti i
zaštiti na radu.
Sva rješenja moraju biti funkcionalna, optimalna i ekonomična glede investicijskih troškova, kao i
troškova održavanja, a izvoñenje treba uskladiti s ostalim projektima, arhitektonsko-grañevinskim,
strojarskim i ostalim projektima tehničke zaštite.
U projektnoj dokumentaciji treba priložiti sljedeće:
• registraciju projektne tvrtke
• imenovanje projektanta
• uvjerenje o upisu u Komoru
• projektni zadatak
• prikaz tehničkog rješenja zaštite na radu
• prikaz tehničkog rješenja zaštite od požara
• program kontrole i osiguranja kvalitete: mjerenja, ispitivanja, atesti
• tehnički opis
• proračune: instalirana snaga grañevine, snaga za svaki ureñaj za pričuvno i besprekidno
napajanje, proračun padova napona, zaštite od struje, kratkog spoja i preopterećenja, zaštita
od dodirnog napona
• nacrte svih elektroinstalacija: jednopolne i funkcionalne
• montažne nacrte svih ureñaja
• dispozicije sve opreme i ureñaja
• specifikaciju radova i materijala – troškovnik.
42
D. IZVOðENJE I NADZOR RADOVA
Izvoñenje radova na grañevini, a ujedno i na dobavi i ugradnji sustava za rezervno i besprekidno
napajanje obavlja se prema Zakonu o prostornom ureñenju i grañenju.
Radovi se izvode prema Izvedbenim projektima grañevinsko–arhitektonskih, strojarskih radova te
radova na elektroinstalacijama.
Investitor ili naručitelj radova prije izvoñenja može za svoje potrebe ili prema zakonskim odredbama
naručiti stručnu reviziju projekta. Projekt se može kontrolirati i prema Pravilniku za kontrolu projekata
NN 89/00. Prema njemu je propisana kontrola glavnog projekta za bitne zahtjeve za grañevinu:
• mehanička otpornost i stabilnost
• zaštita od buke
• ušteda energije i toplinska zaštita.
Prije samog grañenja investitor odreñuje i imenuje nadzorne inženjere koji će u njegovo ime provoditi
kontrolu i nadzor radova, i to glavnog nadzornog inženjera i nadzorne inženjere po specijalnostima:
grañevinski, elektro i strojarski. Za izvoñenje tehničke zaštite imenuje se nadzorni inženjer s ovlastima
za izvoñenje i nadzor tehničke zaštite.
Izvoñač radova prije samog izvoñenja radova imenuje glavnog rukovoditelja gradilišta i njegove
pomoćnike - šefove gradilišta po strukama: grañevinski, elektro i strojarski.
Na gradilištu se za vrijeme grañenja obavezno treba voditi grañevinski dnevnik, i to prema Pravilniku
voñenja grañevinskog dnevnika NN 6/00.
E. NADZORNI INŽENJER
HK
Nadzorni inženjer dužan je nadzirati grañenje u skladu s rješenjem o uvjetima grañenja, potvrñeno
glavnim projektom odnosno grañevinskom dozvolom.
Treba utvrditi ispunjava li izvoñač uvjete za obavljanje djelatnosti grañenja, odnosno izvoñenja
sustava za rezervno i besprekidno napajanje.
Odrediti provedbu kontrolnih postupaka odnosno dokazivanje kvalitete odreñenih dijelova grañevine ili
ostalih izvedenih radova.
Ukoliko doñe do odstupanja ili nedostataka tijekom gradnje, potrebno je s tim upoznati investitora.
Glavni nadzorni inženjer odgovoran je za cjelovitost i meñusobnu usklañenost nadzora pojedinih
nadzornih inženjera po specijalnostima. On sastavlja završno izvješće o izvedbi grañevine. Glavni
nadzorni inženjer može istodobno biti i nadzorni inženjer za odreñenu vrsta radova.
Nadzorni inženjer odgovoran je da je na gradilištu pohranjena sva potrebna tehnička dokumentacija,
grañevinska dozvola, glavni projekti i izvedbena dokumentacija.
Treba biti upoznat s projektnom dokumentacijom te treba kontaktirati s rukovoditeljem gradilišta
odnosno izvoñačem radova i projektantima.
Treba biti prisutan prilikom svih važnih radova.
F. PRIMOPREDAJA RADOVA
Nakon završetka radova obavlja se tehnički pregled radova i primopredaja.
Tehnički pregled obavlja se prema Pravilniku o tehničkom pregledu grañevine NN108/04. Ovaj
pravilnik propisuje postupak obavljanja tehničkg pregleda grañevine u postupku izdavanja uporabne
dozvole. Tu se propisuje sadržaj pisane izjave izvoñača radova i sadržaj završnog izvješća nadzornog
inženjera.
Prilikom primopredaje i tehničkog pregleda nadzorni inženjer za elektroradove i sustav rezervnog i
besprekidnog napajanja posebno treba obratiti pozornost kod radova na agregatskoj stanici, UPS
ureñajima i aku baterijama na sljedeću dokumentaciju:
• izvedbenu projektnu dokumentaciju i dokumentaciju izvedenog stanja
• knjige uputa na hrvatskom jeziku
• grañevinski dnevnik
• natpise i sheme u prostorima gdje su ureñaji smješteni (upute za siguran rad, jednopolne
sheme, natpisne pločice upozorenja)
43
•
•
•
•
•
•
•
certifikate i izjave o usklañenosti proizvoda i da ureñaji ispunjavaju i ostale posebne propise i
standarde
uvjerenje o ispravnosti stroja ili ureñaja s povećanom opasnosti
tvorničke ispitne listove proizvoñača ureñaja
ispitne listove ispitivanja na objektu
rukovoditelj radova izvoñača - inženjer gradilišta daje izjavu o izvedenim radovima i uvjetima
održavanja grañevine
ugovore i troškovnike o opsegu i specifikaciji radova
potpisane zapisnike o primopredaji.
Primopredaji radova trebaju prisustvovati i predstavnici investitora odnosno korisnika i dati svoje
primjedbe. Nakon otklanjanja primjedaba u odreñenom roku i dobivanja uporabne dozvole odnosno
dozvole za korištenje, korisnik-investitor pismeno komisijski preuzima grañevinu od izvoñača, i to sa
svom pripadajućom dokumentacijom.
HK
44
5.
ODABIR DIJELOVA SUSTAVA
5.1.
Osnovni zahtjevi za bateriju
Današnja aku baterija, koja će služiti kao sekundarni izvor energije u profesionalnim sustavima za
napajanje, a u vrijeme ispada iz rada primarnog izvora (javne elektrodistribucijske mreže) mora
udovoljavati sljedećim zahtjevima:
• jednostavna i brza montaža bez varenja spojeva, jednostavno zatezanje spojeva momentključem, jednostavno slaganje u stalke ili kabinete
• što manji volumen i težina po jedinici kapaciteta, kako bi što veći kapacitet bio na raspolaganju
po jedinici prostora u koji se baterija smješta
• visoki stupanj iskoristivosti, uz što manje gubitke energije (gubici na toplini) uložene u punjenje
baterije u odnosu na energiju koju daje puna baterija
• smještaj baterije u istu prostoriju sa svom ostalom opremom
• smještaj baterije u isti ili posebni kabinet / stalak, zajedno s ostalom opremom ili tehnološkim
sustavima
• mogućnost smještaja u horizontalnom i vertikalnom položaju, ovisno o gabaritima kabineta
ukoliko se baterija smješta zajedno s opremom
• zanemarivo isplinjavanje ili curenje elektrolita tijekom cijelog životnog vijeka, u svim radnim
stanjima i svim ostalim uvjetima rada / kvara
• visok stupanj zaštite od eksplozije, odnosno baterija ne smije nikad eksplodirati, čak ni u
slučaju kratkog spoja na njoj
• nezapaljivost ili samogasivost posude, što znači da je posuda izrañena od materijala koji ne
gori ili je samogasiv
• visok stupanj rekombinacije (broj ciklusa najmanje 300)
• što manji unutrašnji otpor (ako se koristi sustav zaštite visokoohmskim razvodom, odnosno
ograničavanjem struje kratkog spoja na maksimalni iznos od 1000 A)
• otpornost na udarce i vibracije, posuda baterije ne smije puknuti
• izdržljivost na struju kratkog spoja (dozvoljena deformacija posude u slučaju kratkog spoja, ali
ne i njezino pucanje)
• životni vijek više od 10 godina
• eksploatacija bez održavanja u klasičnom smislu
• reciklirajući materijali od kojih je napravljena baterija
• zanemariv utjecaj na okoliš.
HK
5.1.1.
Put prema odabiru adekvatne baterije
Na temelju do sada navedenoga u ovom su poglavlju prikazani kriteriji za odabir adekvatne aku
baterije koji su rezultat dugogodišnjeg iskustva iz autorove prakse te najnovijih standarda i normi iz
područja stand-by baterija. Kriteriji su navedeni u 20 točaka koje je potrebno proći kada se želi
odabrati najbolja baterija za odreñenu namjenu. Redoslijed točaka nije bitan, a točke su sljedeće:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
definirati vrstu sustava/ureñaja za koje se želi nabaviti baterija (telekomunikacije, UPS sustav
za besprekidno napajanje, emergency sustav, IT oprema, energana, bolnica, tunel...)
definirati vrstu i profil tereta (linearni, kapacitivni, induktivni, miješani s postotkom udjela…)
definirati početnu i konačnu veličinu potrošača koji će baterija opskrbljivati energijom te
nazivni napon (izraziti u W ili A kod nazivnog napona)
definirati način rada tereta (konstantna struja, konstantna snaga, eventualno očekivani
peakovi, statistički podaci o mreži...)
definirati vremensku pričuvu u baterijama (5, 10, ...30 min, 1, 2, 3, 5, …10 sati, …), odnosno
vrijeme za koje mora, pri nominalnom opterećenju, biti osigurana opskrba energijom iz baterija
definirati kriterij životnog vijeka baterije (1, 2, 3, …5, 10, 10+ … godina), odnosno željeno
vrijeme eksploatacije baterije, u kojem se od baterije očekuje da u potpunosti osigura pričuvnu
energiju
definirati minimalni napon na potrošaču koji mora zadovoljiti baterija u normalnom režimu
pražnjenja – najniži napon na kojem potrošač radi
definirati najmanji dozvoljeni napon dubokog pražnjenja ispod kojega baterija ne smije nikad
prijeći – napon ispod kojega se baterija mora isključiti da bi se zaštitila od uništenja
45
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
definirati maksimalni napon na potrošaču, odnosno najviši napon na kojem potrošač može
raditi
definirati radni napon baterije i režim rada punjenje / pražnjenje
definirati očekivane temperaturne uvjete u kojima će baterija raditi (prostor, kabinet, klimasustav i dr.)
definirati radnu temperaturu u kojoj će baterija biti najveći dio vremena ekspoatacije (klimasustav, grijanje/hlañenje i dr.)
definirati očekivani broj ispada tijekom jedne godine za koje će se vrijeme energija dobivati iz
baterije (broj ciklusa punjenje / pražnjenje, statistički podatak)
definirati prosječno vrijeme trajanja ispada (statistički ili očekivano)
definirati željenu tehnogiju / konstrukciju baterije (AGM ili GEL)
definirati stupanj zaštite od kratkog spoja
definirati stupanj zapaljivosti materijala od kojeg je napravljena posuda baterije
definirati način smještaja baterije i vrstu stalka u prostoru
definirati željeni način smještaja članaka (horizontalni ili vertikalni položaj)
definirati stupanj protupotresne zaštite i odabrati primjeren stalak.
Prošavši kroz spomenute točaka, korisnik baterije definira sve parametre koje traži i želi od baterije
koju nabavlja, kao i one koji mu nisu važni (npr. nekome nisu važni parametri nezapaljivosti posude
baterije, nekome je nebitna otpornost na udarce ili protupotresna izvedba, netko ne želi razbijati glavu
oko kratkog spoja “koji se ionako rijetko ili nikada ne dogaña“ i dr.).
Naravno da svaki od parametara ima i svoju cijenu u konačnoj cijeni baterije, no korisnik tada
preuzima na sebe rizik štetnog dogañaja koji će se možda dogoditi u ekspolataciji i mora biti svjestan
toga. Ako se tijekom ekspolatacije dogodi kratki spoj na bateriji, a spomenuti je kriterij bio zanemaren
prilikom odabira baterije, tada se ne može zaključivati da je “baterije bila loša”, nego je svjesno bila
odabrana neadekvatna baterija koja nema takvu zaštitu i za svu nastalu štetu na opremi, prostoriji ili
ljudima odgovoran je naručitelj baterije.
HK
Zbog navedenoga su i definirani spomenuti koraci koji bi trebali olakšati korisniku definiranje kriterija prije
odluke o nabavi baterije i preporuka je autora da ih svaki korisnik koristi, uz rizike koji su prethodno
navedeni.
Nakon definiranja kriterija iz 20 navedenih kriterija potrebno je projektnim proračunom i definirati
konkretnu bateriju temeljem navedenih kriterija, odrediti broj članaka i broj baterija, izračunati kapacitet
potrebne baterije, stvarnu pričuvu u baterijama, sustav zaštite baterije, osoblja i opreme, način
smještaja, poziciju smještaja, adekvatni stalak, način punjenja/pražnjenja, proračun adekvatnih kabela
i zaštitnih vodiča, veličinu i vrstu baterijskih osigurača, odabrati podnaponsku zaštitu, definirati način
montaže i ispitivanja, te dodati upute za redovito održavanje baterija i preporuke proizvoñača.
Prilikom odreñivanja broja aku baterija treba voditi računa o tome da je potrebno imati najmanje dvije
aku baterije kako bi se osigurala rezerva i u slučaju kvara na jednoj odnosno izvoñenja kapacitetne
probe, kada se jedna baterija mora isključiti iz sustava. Ako postoji vjerojatnost da će se projektirani
sustav po potrebi i proširivati, potrebno je i to uzeti u obzir pa je najbolje rješenje u početku predvidjeti
tri aku baterije i ostaviti mogućnost proširenja baterijama koje su tada manjeg kapaciteta, imajući u
vidu činjenicu da se paralelno mogu spajati samo baterije istog kapaciteta.
5.2.
Zahtjevi za ispravljački sustav
Ispravljački sustav služi za pretvorbu izmjeničnog AC u istosmjerni napon DC i oni osiguravaju
potrebnu energiju svim DC potrošačima za njihov rad, energiju za punjenje baterija i rezervu za slučaj
potrebe, sve unutar unaprijed definiranih granica i uvjeta. Ispravljače je potrebno dimenzionirati prema
maksimalnoj struji koju potrošači uzimaju u svojem radu i struji potrebnoj za punjenje baterija.
Općenito se može ustvrditi da za odabir ispravljača vrijedi formula:
I isp = I pot + I bat
I isp – struja koju trebaju osigurati ispravljači
I pot - struja potrebna potrošačima
I bat - struja za punjenje baterija
46
(A)
Prilikom odabira ispravljačkog sustava važni su i sljedeći podaci, jer bez poznavanja tih vrijednosti nije
moguće odabrati optimalan ispravljački sustav:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
koja će baterija biti u sustavu - odabir baterije
vrsta potrošača (konstantna snaga, struja…) za koje će se osiguravati energetski priključak
preko ispravljačkog sustava
ulazni napon i naponske tolerancije
ulazna frekvencija i njezine tolerancije
izlazni napon i naponske tolerancije
postotak opterećenja u očekivanom režimu rada
stupanj iskorištenja iskazan kao omjer izlazne i ulazne snage za različite režime rada 100%,
75%, 50% i 25% oprećenja
dopušteno preopterećenje sustava (vrijednost i trajanje)
početna struja tereta pri nazivnom naponu (za projektirano početno stanje)
predvidiva krajnja struja pri nazivnom naponu – ostaviti mogućnost proširenja
način rada ispravljačkog sustava (paralelan, stupnjevan…)
broj ispravljača treba definirati kao najmanje (n + 1)
smještaj ispravljačkih jedinica (u kabinet ili u stalak).
Ispravljači moraju biti suvremene tehnologije kako je opisano u poglavlju 2.
5.3.
Zahtjevi za agregate
Stacionarni elektroagregat mora raditi na sljedeći način: osnovno napajanje svih potrošača je preko
javne elektrodistributivne vanjske mreže, a agregat je u stanju mirovanja te u pripremi za automatski
start i pogon generatora. Pri tome se provodi trajni nadzor napona vanjske mreže. Dok agregat miruje,
pomoćni potrošači agregatskog postrojenja (predgrijač motora, punjač baterije, pumpa goriva, pogon
automatskih žaluzina) napajaju se iz vanjske mreže.
HK
Pojavom neispravnog napona ili nestankom napona u vanjskoj mreži u pogon se upućuju diesel motor
i generator. Slijedi isključenje vanjske mreže (preko mrežne sklopke) i uključenje generatora (preko
generatorske sklopke) i svi potrošači su za to vrijeme (oko 10-20 sekundi) bili bez mrežnog napajanja,
odnosno važni su potrošači napajani preko akumulatorskih baterija ukoliko je uvjet za njih
besprekidnost u napajanju. Tijekom rada agregatskog postrojenja nije potreban nadzor od poslužitelja,
pogon je potpuno automatiziran, a provedena je i samozaštita elektroagregata.
Pojavom neke neispravnosti na elektroagregatu dok je u radu isključuje se pogon, a vrsta kvara
registrira se signalom kvara, odnosno putem poruke na displeju komandnog ormara, i dojavljuje se
zvučno - lokalno i daljinski putem sustava za nadzor.
Dolaskom ispravnog napona u vanjskoj mreži te nakon odreñenog, podesivog vremena, isključuje se
generatorska sklopka, uključuje se sklopka mreže, a elektroagregat odreñeno, takoñer podesivo
vrijeme radi u praznom hodu.
Vrste rada koji trebaju biti omogućeni elektroagregatom:
BLOKIRAN RAD (trajno isključenje pogona, potrošači bez napona)
RUČNI RAD (ručno uključivanje - isključivanje agregata odnosno agregatske i mrežne
sklopke i dovoñenje napona na potrošače )
AUTOMATSKI POGON (napajanje potrošača od vanjske mreže odnosno uključenje isključenje elektroagregata ovisno o stanju napona vanjske mreže)
PROBA RADA (uključenje u pogon diesel motora i generatora bez priključenja
potrošača u svrhu ispitivanja ispravnosti postrojenja).
Ureñaj za automatsko upravljanje, nadzor, mjerenje, zaštitu i signalizaciju rada elektroagregata treba
imati funkciju nadzora napona i nesimetrije vanjske mreže, napona i frekvencije generatora, rada
diesel motora te dojavu kvarova i stanja na postrojenju, odnosno davati nalog za start agregata kod
pojave podešenog prenapona ili podnapona u bilo kojoj fazi vanjske mreže ili njenog nestanka, kao i
nalog za isključivanje agregata ukoliko su nestali razlozi koji su uvjetovali start.
47
Svojom konstrukcijom i tehnološkom izvedbom ureñaj mora omogućiti daljinsku signalizaciju i nadzor
svih kvarova na agregatskom postrojenju. Treba sadržavati tri tipa zaštite ovisno o karakteru iskazanih
nepravilnosti u radu postrojenja, odnosno obavještavati o neželjenom stanju (npr. kod niskog nivoa
goriva), isključivati potrošače, ali ne zaustavljati motor (npr. kod termičkog preopterećenja) ili iskapčati
potrošače i zaustavljati rad motora (pojavom nadnapona, nadbrzine, niskog pritisak ulja i dr.).
Za agregatski sustav treba definirati sljedeće podatke koje mora ispuniti svaki dobavljač sustava:
1.
trajna snaga/preopterećenje (kVA)
2.
napon (V), tolerancija + / 3.
frekvencija (Hz), tolerancija + / 4.
nazivna struja (A)
5.
cos fi
0
6.
uvjeti okoline ( C)
7.
nadmorska visina (m)
8.
relativna vlažnost (%)
9.
broj okretaja (o/min)
10.
dozvoljeno preopterećenje (%)
11.
razina buke (dB)
12.
klir faktor (%)
Za pogonski motor važni su sljedeći podaci:
1.
proizvoñač
2.
snaga (kW)
3.
vrsta
4.
hlañenje
5.
način zaustavljanja
6.
regulator brzine vrtnje
7.
pogonska grupa (ISO 8528/5)
8.
predgrijavanje motora
9.
broj cilindara
10.
potrošnja goriva
11.
ugrañeni mjerni instrumenti
12.
zaštite motora
Za generator su važni sljedeći podaci:
1.
proizvoñač
2.
snaga (kVA)
3.
vrsta
4.
regulacija napona
5.
hlañenje
6.
klasa izolacije
7.
mehanička izvedba
8.
mehanička zaštita
9.
stupanj djelovanja
10.
zaštite generatora
Kod upravljačkog ormara tražiti sljedeće podatke:
1.
tip
2.
područje rada
3.
mehanička zaštita
4.
vrste mjerenja
5.
svjetlosna signalizacija
6.
signalizacija stanja i kvarova
7.
vrste upravljanja
8.
punjač baterije
9.
mrežni prekidač
10.
generatorski prekidač
48
HK
Uz agregatsko postrojenje treba takoñer tražiti:
1.
spremnik goriva (l)
2.
sklop elektromotorne pumpe
3.
aku baterija - V, Ah, tip, vrsta, kom.
4.
ventilator agregatnice s automatikom
5.
alat za održavanje
6.
set rezervnih dijelova za 2500 sati rada
7.
dokumentacija na hrvatskom jeziku
8.
oprema za odvod/dovod zraka
9.
odvod ispušnih plinova
10.
oprema za zvučno izoliranje agregatnice
5.4.
Zahtjevi za UPS sustave
Karakteristike koje se moraju tražiti i koje mora ispuniti ponuditelj UPS sustava:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
ispravljač ulaznog napona i tolerancije +/-:
ispravljač ulazne frekvencije i tolerancije +/-:
ulazno izobličenje struje ITHD :
temperaturno kompenzirani ispravljač: DA ili NE
ulazni faktor snage:
trofazni tranzistorski izmjenjivač, izlaznog napona:
izlazni faktor snage:
izlazna snaga (W):
elektronička bypass sklopka: DA ili NE
ručna besprekidna bypass preklopka: DA ili NE
odvojeni priključak za bypass: DA ili NE
preopteretivost izmjenjivača:
preopteretivost statičkog bypassa:
kratkospojna struja izmjenjivača:
ukupna efikasnost u on line načinu rada kod 100% tereta:
75% tereta:
50% tereta:
RS 232/485: DA ili NE
JBUS/MODBUS: DA ili NE
SNMP adapter: DA ili NE
EPO sučelje za daljinsko isključenje u nuždi: DA ili NE
dodatne komunikacijske priključke (modem, gen set kartica…) - navesti:
mogućnost naknadnog proširenja na više jedinica u paraleli - navesti najveći broj:
način rada Energy Saver (za paralelne sustave) - programibilno uključenje ili isključenje
pojedinih jedinica u slučaju rasta ili pada tereta na izlazu - dodatna ušteda na troškovima za
električnu energiju: DA ili NE
dimenzije jedinice:
težina jedinice:
disipacija u (W):
temperaturno područje rada:
razina buke:
HK
49
HK
6.
ODRŽAVANJE SUSTAVA, UPRAVLJANJE I NADZOR
U ovom dijelu seminara prikazane su vrste održavanja i servisa, načini upravljanja i nadzora nad
ugrañenim sustavima za besprekidno napajanje, preporuke o učestalosti i načinima svake vrste
održavanja kao i dijagram tijeka postupka održavanja, ovisno o vrsti održavanja i potrebi za
održavanjem. Sve navedeno temeljeno je na vlastitim iskustvima autora iz rada u velikim
kompanijama, definirane su i kategorizirane sve vrste održavanja koje se primjenjuju u praksi i koje su
specifične za sustave pričuvnog i besprekidnog napajanja, s posebnim osvrtom na svaki pojedini dio
sustava: agregati, UPS sustavi, ispravljački sustavi i baterije, kao i nadzor odnosno upravljanje tim
sustavima. Navedeni se postupci mogu jednostavno iskoristiti za izradu uputa za održavanje za svaku
kompaniju ili poduzeće u kojima polaznici seminara rade, a sve radi organizacija službi održavanja u
svakoj od njih. Materijal se može, uz prilagodbu, koristiti za cjelokupno ili pojedinačno održavanje
cijelog sustava ili dijelova sustava za besprekidno napajanje.
6.1.
Održavanje
Pod pojmom održavanja podrazumijeva se skup unaprijed definiranih svih postupaka temeljenih na
preporukama proizvoñača opreme i mogućnostima vlasnika opreme, a čija je osnovna svrha
kontinuirana provjera ispravnosti ugrañene opreme i sustava kao i sve aktivnosti vezane uz to da se
ispravnost opreme osigura u svim uvjetima eksploatacije, uključujući sva radna i alarmna stanja. Zato
se i održavanje može podijeliti u ono koje se obavlja na sustavima u eksploataciji i koji su u radnom i
ispravnom stanju, kao i na onu vrstu koja se primjenjuje kada su na sustavima ili dijelovima sustava
nastali problemi, kvarovi ili ispadi iz redovitog rada. Održavanje se dijeli u tri osnovne grupe:
A/ redovito održavanje
B/ korektivno/preventivno održavanje
C/ interventno održavanje.
HK
A/ Redovito održavanje (R)
Redovito održavanje skup je unaprijed planiranih aktivnosti koje se kontinuirano obavljaju, a odreñene
su svojim opisom i vremenskom učestalošću. U skladu s tim potrebno je i organizirati službe
održavanja, opskrbiti ih svim potrebnim instrumentima i alatima, vozilima i resursima, znanjem i
dokumentacijom. U praksi se, na žalost, dogañaju slučajevi da je situacija obratna, odnosno da se
učestalost odlaska na instalirane sustave i opisi aktivnosti rade temeljem organizacije službe
održavanja i broja djelatnika u njoj, što je pogrešno. Opravdanost se nalazi u pogrešnom zaključku da
su tako troškovi manji, no praksa je pokazala da su u tom slučaju ispadi iz rada opreme veći pa je i
šteta koja je tada nastala puno veća od ušteda koje su dobivene smanjenjem opsega održavanja.
Bitno je naglasiti da redovito održavanje uvijek mora biti unaprijed planirano, kako vremenski i opisom,
tako i resursima i proračunom.
Pod vremenskim planiranjem misli se na točno odreñene termine i broj aktivnosti tijekom godine po
svakom od odlazaka na sustav, pojedinačno.
Redovito održavanje može se provoditi u sljedećim intervalima:
1/ MJESEČNO
2/ KVARTALNO
3/ POLUGODIŠNJE
4/ GODIŠNJE.
Intervale održavanja sustava i opreme odreñuje vlasnik samoinicijativno i autonomno i sve posljedice
eventualno neadekvatno odabranih intervala snosi on sam. Intervali takoñer ovise o važnosti pojedinih
lokacija na kojima su instalirani sustavi za pričuvno napajanje, te složenosti instaliranih sustava.
Naravno da češći pregledi instaliranih sustava pridonose i većoj pouzdanosti i raspoloživosti
cjelokupne lokacije i boljoj kvaliteti rada svih potrošača na njoj. Intervali su u praksi i posljedica
organizacija službi održavanja i broja zaposlenika u njima. Ako se na jednom sustavu obavljaju
mjesečni, kvartalni, polugodišnji i godišnji pregledi, tada su u kvartalnom pregledu uključene sve
aktivnosti iz mjesečnih pregleda, a isti je slučaj u polugodišnjim i godišnjim pregledima, no svaki od
njih se po potrebi proširuje i za dodatne, složenije preglede. Ako se na sustavu koji se održava
obavljaju samo kvartalni, polugodišnji ili godišnji pregledi, tada oni mogu biti iste složenosti i opisa
aktivnosti.
51
Opseg i opis usluga redovitog održavanja različit je za svaki pojedini dio sustava za besprekidno
napajanje i bit će prikazan za svaki od elemenata posebno: agregati, ispravljači, baterije, UPS-sustavi,
u nastavku poglavlja. Istovrsni opis aktivnosti može biti za različite intervale održavanja, što opet ovisi
o važnosti pojedinog sustava i odluci vlasnika sustava koliko je spreman uložiti u održavanje radnih
stanja sustava 24 sata 365 dana. Pod pojmom „resursi“ misli se na sve potrebne alate, mjerne
instrumente, vozila i djelatnike za obavljanje redovitih pregleda sustava, kao i na osigurane uvjeta za
ulazak na lokaciju (ključevi) te odobrenje za rad održavanja i ispitivanje alarma na sustavima koji su
pod naponom i u eksploataciji, ako je to potrebno. Sva odobrenja izdaje vlasnik i potrebno ih je striktno
poštivati. Neke se aktivnosti mogu obavljati samo u odreñenom dijelu dana ili odreñenih dana pa se
slijedom toga i izrañuju planovi redovitog održavanja. Na primjer, u upravnim zgradama vlasnika proba
stacionarnog diesel električnog agregata obavlja se subotom ili poslije radnog vremena jer u pravilu
nisu svi potrošači spojeni preko agregata pa oni koji to nisu, ostaju bez napajanja kod simulacije
ispada javne elektrodistribucijske mreže. Sredstva za realizaciju redovitog održavanja su financijska
sredstva koja investitor mora planirati kroz OPEX kategoriju troškova prije početka kalendarske ili
poslovne godine. U tim se sredstvima moraju osigurati i troškovi potrebni za nabavu eventualno
potrebnih alata/instrumenata/vozila kao i sredstva za umjeravanje instrumenata, nabavu rezervnih
dijelova, popravak pokvarene opreme i dr. U planirana sredstva treba uključiti i potrebu za stručnim i
specijalističkim edukacijama zaposlenika u službama održavanja, kao i edukacijama za osiguranje
bodova potrebnim inženjerima elektro, strojarske i grañevinske struke koji su članovi komora
inženjera, a dužni su u petogodišnjem razdoblju prikupiti 100 bodova da bi mogli produljiti trajanje
ovlasti koje su stekli.
B/ Korektivno/preventivno održavanje (K)
Korektivno odnosno preventivno održavanje skup je aktivnosti koje se moraju obaviti, odnosno
preporuka je da se obave na sustavima ili dijelovima sustava za besprekidno napajanje. Te su
aktivnosti posljedica uočenih nedostataka ili anomalija prilikom poslova na redovitom ili interventnom
održavanju, odnosno pojavljuje se potreba za njim u slučaju pojave alarma na sustavu. U pravilu to
nisu unaprijed planirane aktivnosti osim onih na tzv. investicijskom održavanju, koje se može podvesti
pod naziv preventivno održavanje. Primjer takve aktivnosti je ustanovljen jedan loš članak na aku
bateriji, ili napuknuti konektor ili je pak ustanovljen manji kapacitet baterije od očekivanog. Niti jedna
od navedenih smetnji nije takvog karaktera da se mora odmah riješiti, sustav i s tim nedostacima još
uvijek radi ispravno, a za rješavanje navedenih potrebna je nova oprema ili dijelovi sustava. Vlasnika
se tada obavještava o uočenim nedostacima i s preporukom o potrebi zamjene, i on tada odlučuje
hoće li se zamjena obaviti i kada, odnosno kada će nabaviti potrebne dijelove i iz kojih sredstava. U
praksi se to rješava tako da se izda odobrenje službi održavanja da nabavi dijelove i obavi zamjenu te
ispostavi fakturu s računom za dijelove, koje potom vlasnik plaća. Djelatnici održavanja (ili vanjska
firma ako ona održava sustave) odlaze na lokaciju i obavljaju zamjenu.
HK
C/ Interventno održavanje (I)
Svaki instalirani sustav za besprekidno napajanje odnosno svaki njegov dio ima u sebi ugrañen i
sustav za nadzor radnih stanja elemenata sustava i sustav za alarmna stanja; to je danas standardni
dio svakog sustava. Alarmno je stanje svaki dogañaj ili situacija kojom se dio sustava ili cijeli sustav
našao u stanju ispada iz rada primarne elektrodistribucijske mreže, izlaska mreže iz dopuštanih
granica ili kvara na nekom dijelu sustava. U tom se slučaju pojavljuje alarm / smetnja, koju treba
proslijediti do zaposlenika službe održavanja. Vrste alarma mogu biti podijeljene u sljedeće grupe:
1/ alarmi kategorije A1
2/ alarmi kategorije A2
3/ alarmi kategorije O.
Kategorija alarma A1 je ona kod koje se pojavom takvog alarma mora odmah ići na intervenciju ili
poduzeti neku aktivnost daljinski, jer je ugrožena funkcionalnost cijelog sustava ili nekog dijela
sustava, a posljedica je moguć ispad iz rada potrošača ili se takav ispad dogodio. Ta je kategorija
najvišeg prioriteta i rješenje se mora pronaći odmah te izvesti na sustavu ili jedinici. Rješenje na
lokaciji može biti trajno ili privremeno, a ako se rješava privremeno, problem se mora trajno riješiti u
nekom razumnom roku.
Alarmi iz kategorije A2 su oni koji se pojavljuju na sustavu ili nekom njegovom dijelu, no te smetnje
nemaju za posljedicu ispad cijelog sustava ili ugrozu opskrbe energijom svih potrošača. To su alarmi
52
na dijelovima sustava bez kojih cijelo postrojenje radi i ne mora se izlaziti odmah na intervenciju, no
mora se planirati odlazak na lokaciju, ako alarm i dalje postoji.
Alarmi kategorije O su obavijesni alarmi o tome da se nešto na lokaciji promijenilo, netko nešto
ispituje, prespaja ili dograñuje i nije potreban odlazak na lokaciju da se takva smetnje otkloni.
Naravno, ako je taj alarm duže uključen, treba provjeriti razloge za navedeno i po potrebi otići i
otkloniti uzrok njegove pojave.
Načini dojave i prijama alarma različiti su i obrañeni su u poglavlju Nadzor i upravljanje sustavima za
besprekidno napajanje, a posljedica pojave alarma trebala bi biti neka aktivnost službe održavanja
kojom će se alarmno stanje otkloniti i cijeli sustav dovesti u svoje normalno radno stanje. Aktivnost
službe održavanja na otklanjanju smetnji nazivamo interventno održavanje / intervencija.
Da bi se spomenuta aktivnost mogla provesti, potrebno je imati organizirano dežurstvo 24 sata/365
dana za te potrebe. Dežurstvo se sastoji od aktivnog i pasivnog dežurstva, a sam postupak mora biti
jasno definiran jer se svaka improvizacija u slučaju pojave alarma u konačnici skupo plaća. Poslove
dežurstva i intervencija svaka kompanija može povjeriti vlastitim zaposlenicima i organizacijskoj
jedinici unutar kompanije ili nekoj vanjskoj ovlaštenoj firmi s kojom ima sklopljen ugovor o toj vrsti
aktivnosti. Veće kompanije imaju svoje službe održavanja čiji su dio zaposlenici u aktivnom dežurstvu
koji zaprimaju alarme, analiziraju ih i prosljeñuju pasivno dežurnim zaposlenicima koji tada izlaze na
lokaciju i rješavaju smetnju. Rješenje može biti trajno ili privremeno, ali sustav mora biti u radnom
stanju. Trajnim rješenjem je problem koji je prouzročio alarmno stanje riješen, a privremeno rješenje
koristi se ako je problem složeniji i nije ga moguće riješiti odmah, no tada se sustav za pričuvno
napajanje mora ostaviti u radnom režimu, makar i smanjenog kapaciteta, a drugi dan pokušati riješiti
problem u potpunosti.
Za osiguranje kvalitetnog interventnog održavanja nužna je kvalitetna i operativna organizacija
dežurstva, način plaćanja interventnih aktivnosti zaposlenicima izvan redovitog radnog vremena,
prijeko potrebna i adekvatna vozila, pokretni agregati, rezervni dijelovi, poznavanje lokacija i sustava,
posjedovanje ispravne dokumentacije sustava, odobrenja za dodatne i izvanredne troškove (materijal,
cestarine, trajekt…), no najvažnija karika su dežurni, educirani i motivirani zaposlenici, a to su u
pravilu ljudi od povjerenja. Jer kada svi mi spavamo ili nešto slavimo (noć, blagdan, vikend…), dežurni
djelatnici spremni su izaći na intervenciju neovisno o vremenskim uvjetima i prilikama, otići na lokaciju
i riješiti problem samostalno i stručno. Tada je na neki način i sudbina kompanije u njihovim rukama
pa je zato i bitno da to budu ljudi kojima se vjeruje da će posao znati odraditi profesionalno, stručno i u
najkraćem roku.
6.2.
Procesi održavanja
HK
U ovom su dijelu obrañeni procesi za sve tri vrste prethodno nabrojanih vrsta održavanja: redovito,
korektivno i interventno. Aktivnosti su složene procesno, odnosno tako da se svaka slijedeća nastavlja
na prethodnu. Preduvjet za početak bilo kojeg procesa održavanja je uspješno obavljena kontrola
kvalitete ugrañene opreme s riješenim svim nedostacima koji su eventualno postojali na prvom
pregledu.
Proces R - redovito održavanje temeljen je na izradi godišnjeg plana i počinje odlaskom na lokaciju ili
na sustav ukoliko se on nalazi u objektu gdje borave zaposlenici službe održavanja. Dolaskom na
lokaciju obavještava se nadzorni centar, ispituju se sustav i njegovi dijelovi u skladu s tehnološkom
razradom i dokumentacijom proizvoñača, podešavaju se radni parametri. Potom se ispituju alarmi,
zajedno s nadzornim centrom, podaci o obavljenom poslu upisuju se u knjigu održavanja, aktivnost
održavanja odjavljuje se u nadzorni centar i napušta lokacija. Ako je sve bilo u skladu s očekivanim
rezultatima, sastavlja se izvješće i na lokaciju se vraća po planu održavanja. Ukoliko su uočeni
odreñeni nedostaci, o tome se obavještava vlasnik koji odlučuje želi li nešto promijeniti ili ne.
Ako vlasnik želi sanirati uočenu nepravilnost na lokaciji, prilazi se K - korektivnom održavanju koje
se započinje izradom tehničkog rješenja čijom se primjenom rješava uočeni problem. Tehničko
rješenje dostavlja se vlasniku na mišljenje i suglasnost i ako je to pozitivno, dobiva se nalog za
korektivnu akciju te odlazi na lokaciju. Dalje se ponavlja postupak kao kod redovitog održavanja s tom
razlikom da se prije ispitivanja i mjerenja obavlja zamjena, popravak ili proširenje, ovisno o tome što je
tehničkim rješenjem predviñeno.
I - interventno održavanje počinje prijavom smetnje/alarma iz nadzornog centra koju zaprima dežurni
zaposlenik. On dijagnosticira problem i odlučuje treba li otići na lokaciju ili se problem može riješiti
daljinski, odnosno čekanjem da se npr. vrati energetska mreža na lokaciju (kontakt telefonom s
lokalnim dispečerom HEP-a, po potrebi). Ako na lokaciju ne treba ići i ako se problem riješio,
53
razdužuje se smetnja u nadzornom centru. Za slučaj kada je potrebno otići na lokaciju, šalje se
dežurna ekipa koja odlazi na lokaciju, pronalazi rješenje problema, rješava ga i nastavlja proces
ovisno o tome je li rješenje privremeno ili konačno. Ako je rješenje privremeno (potrebno je još nešto
nabaviti i ponovno doći na lokaciju), tada se proces nastavlja na početku redovitog ili korektivnog
održavanja.
Za
slučaj
konačnog
rješenja,
proces
se
nastavlja
na
mjestu
ispitivanja/mjerenja/podešavanja u dijelu procesa redovitog održavanja. Potom se odjavljuje smetnja
putem nadzornog centra i sastavlja izvješće o realiziranoj aktivnosti interventnog održavanja.
Sve navedeno prikazano je shemom „Procesi održavanja.“
zamjena
START (*)
popravak
nakon
proširenje
uspješne
Kontrole
R
kvalitete
ispitivanje
dolazak na
– redovito
(***) mjerenje
(*) lokaciju /
održavanje na
podešavanje
sustav
lokaciji /
sustavu
min: 15 min
min:1 sat
max: 2 sata
max:10 sati
Nadzorni
centar
tehničko
potvrda
K
tehničkog
– korektivno/ (**) rješenje
rješenja
preventivno
min: 1 radni dan
min:1 RD
održavanje
max: 3 radna dana max:5 RD
Vlasnik
ispitivanje
alarma
min: 15 min
max: 30 min
upis u knjigu
održavanja
nalog za
korektivno
održavanje
min:15 min
max: 1 RD
odlazak na
lokaciju /
sustav
min: 15 min
max: 6 sati
min: 30 min
max: 2 sata
(*)
privremeno (**)
rješenje
(***)
dijagnostika odlazak na
problema lokaciju /
sustav
Ne treba izlazak
izrada izvješća
ako je OK (R)
ako nije OK(K)
min: 2 sata & 30 min
max: 17 sati
min: 2 RD &0,5 sati
max: 9 RD & 6 sati
prijava
smetnje
6.3.
min: 15 min
max: 2 sata
min:15 min
max: 30 min
I
- intervencija
Nadzorn
i
centar
odlazak s
lokacije /
sustava
dijagnostika
rješenja
odjava
smetnje
konačno
rješenje
(***)
HK
- izvješće
- obračun
- dokumentacija
- garancija
Popis aktivnosti na redovitom održavanju
U ovom su dijelu opisane osnovne aktivnosti na redovitom održavanju pojedinih dijelova sustava za
besprekidno napajanje: za baterije, agregate, ispravljače i UPS sustave.
6.3.1. Aku baterije
Tijekom redovitog održavanja aku baterija potrebno je obaviti sljedeće aktivnosti, sve ovisno o
planiranom terminu održavanja i unaprijed definiranim parametrima, uključujući i važnost lokacije:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
54
mjerenje napona svih članaka aku-baterije
vizualni pregled kućišta, kabineta, svakog izvoda, svake spojnice, postolja svih baterija
kontrola zategnutosti spojeva u skladu s uputom proizvoñača
provjera vrijednosti temperaturne kompenzacije (opcija)
mjerenje vrijednosti unutrašnjeg otpora (opcija)
provjera ispravnosti podnaponske zaštite (opcija)
provjera ispravnosti prenaponske zaštite (opcija)
kontrola temperature prostorije, kabineta i same baterije
kontrola ispravnosti sustava ventilacije
čišćenje članaka, spojnica, kabineta, stalaka i prostorije, po potrebi
kapacitetna proba (po potrebi)
sva izvršena mjerenja, provjere i zapažanja upisati u knjigu pregleda postrojenja.
Kako možemo znati da će naš UPS ili sustav za DC napajanje ili bilo koja instalirana aku baterija u
našem sustavu koji održavamo imati dovoljno rezervne energije u baterijama za osiguranje električke
energije u slučaju kvara ili ispada primarne elektroenergetske mreže, kada pouzdanost i raspoloživost
cijelog objekta i instalirane opreme ovisi SAMO O BATERIJI?
Potrebno je saznati koliki je kapacitet instaliranih baterija, a to je jedan od najvažnijih poslova na
redovitom održavanju. Kapacitetnom probom ustanovljavamo količinu energije koja je uskladištena,
spremljena u bateriji. Kada radimo kapacitetnu probu, želimo znati ima li baterija mogućnost osigurati
odreñenu količinu struje (A) ili snage (W) u konstantnom iznosu, do odreñenog krajnjeg napona u
odreñeno vrijeme. Nakon toga zaključujemo koliko energije treba vratiti u bateriju, napunimo bateriju
tom energijom i dobili smo rezultat.
Niti jedan proizvoñač niti standard iz područja baterija ne odreñuju niti propisuju podatak o tome kako
često treba raditi kapacitetnu probu. Sve je svedeno samo na preporuku, što često zbunjuje korisnike
baterija, pogotovo imajući u vidu da je kapacitetna proba trošak koji treba napraviti, a zahtijeva i
odreñeni broj djelatnika (minimalno dvojica), koji u to vrijeme ne mogu raditi na drugim poslovima.
Jedna od mogućih varijanti ušteda je rješenje kojim se energija koja se prilikom kapacitetnog testa
izvlači iz baterije, koristi za napajanje potrošača, a ne baca se „u zrak“ zagrijavanjem otpornika
pražnjača. Za tu varijantu treba biti pripremljen cijeli sustav za napajanje, odnosno ta se varijanta
ugovara, ako se želi, kod investicije u sustav za napajanje.
Dakle, prilikom odvajanja baterije iz sustava zbog kapacitetne probe, izlaz baterijskog napajanja spaja
se preko DC/DC pretvarača natrag na sabirnicu s koje se energijom opskrbljuju potrošači i energija
pražnjenja koristi se kao izvor. Naravno da se moraju stalno kontrolirati struja i vrijeme i na temelju
dobivenih rezultata izračunati kapacitet.
HK
Klasični je način rada kapacitetne probe spojiti pražnjač (otpornik) na bateriju i podesiti struju
pražnjenja za vrijeme od 0,5, 1, 3, 5, 6 ili 10-satno pražnjenje, uz provjeru minimalno dopuštenog
napona na članku i praćenje rezultata.
Sljedeća je mogućnost programirano provoñenje kapacitetnog testa u sustavu za napajanje u
odreñenom vremenskom intervalu i uz podešene parametre pražnjenja, za što je preduvjet imati takvu
mogućnost u sklopu nabavljenog sustava za napajanje.
Treći je način na temelju izmjerene najveće potrošnje energije definirati struju pražnjenja najbližu toj
veličini i odabrati projektirano vrijeme te mjeriti je li spomenuto vrijeme zadovoljeno pražnjenjem
baterija.
Sljedeći je način mjerenje unutrašnjeg otpora baterije i usporedba s podacima o vrijednostima otpora
baterije tijekom životnog vijeka baterije. Za navedenu metodu potrebo je imati instrument kojim se to
mjeri, podatke proizvoñača o unutrašnjem otporu svake baterije i software u instrumentu za svaki tip
baterije.
6.3.2. Ispravljački sustavi
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Provjera signalizacije - interne i centralne. Obavezno obaviti provjeru prijenosa alarma s
centrom za nadzor. Prijenos alarma mora biti ispravan. Provjeriti sve vrste i tipove alarma (A1,
A2, O).
Generalni pregled i kontrola funkcije svih ugrañenih vitalnih elemenata u ispravljačkim
ureñajima.
Obaviti kontrolu i po potrebi podešavanje radnih parametara sustava ako su izvan dopuštenih
granica tolerancije.
Obaviti mjerenje padova napona na baterijskim i distributivnim vodovima.
Obaviti mjerenje napona reagiranja prenaponske i podnaponske zaštite.
Kontrola raspodjele tereta ispravljača i otklanjanje uzroka eventualne neravnomjerne
raspodjele (loš spoj, neravnomjerna raspodjela, ispad iz rada…)
Kontrola ugrañenih instrumenata na postrojenju za napajanje.
Kontrola zategnutosti vijaka i stezaljki na ureñajima za napajanje, čišćenje kontakata.
55
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Kontrola ispravnosti ventilacije u prostorijama ispravljača i baterija, te na samim ureñajima.
Očitanje temperature prostorije u kojoj su smješteni ureñaji i kontrola temperature ureñaja.
Kontrola zagrijanosti vitalnih dijelova sustava.
Sva provedena mjerenja, provjere i zapažanja upisati u knjigu redovitog održavanja.
Poduzimanje aktivnosti radi osiguranja čistoće ureñaja i prostorija, čišćenje prašine.
Analiza obavljenih radova sa zaključnim mišljenjem i s prijedlogom tehničkih unapreñenja.
6.3.3. Stacionarni agregati
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
Proba rada SDEA u trajanju 30 minuta pod opterećenjem, ukoliko isti nije radio nakon
posljednjeg pregleda (provjeriti na pokazivaču sati rada).
Za vrijeme probnog rada SDEA kontrolirati pritisak ulja, broj okretaja motora, temperaturu
motora, struju, napon i frekvenciju generatora, ispitati lokalnu i daljinsku signalizaciju.
Kontrola rada ispravljača za punjenje i održavanje startnih aku baterija i očitanje napona
startnih baterija prilikom starta motora SDEA.
Mjerenje razine elektrolita u svakom članku startne baterije, po potrebi nadolijevanje
destilirane vode.
Kontrola rada grijača rashladnog medija i njegova termostata.
Kontrola automatske regulacije napona i frekvencije.
Kontrola i pritezanje svih električnih spojeva u ormaru automatike agregata, na generatoru i
startnim baterijama.
Kontrola ispušnog sustava sagorijevanja na motoru (ispušni lonci, brtvila na cijevnim
nastavcima ispušnih grana i drugo) i vizualna kontrola stanja toplinske izolacije ispušnog
sustava.
Čišćenje sulfata olova s klema startne baterije i premazivanje zaštitnim sredstvom.
Kontrola razine ulja u crpki za ubrizgavanje goriva.
Generalno čišćenje od prašine i ostalih nečistoća zidova prostorija, kućišta strojeva, površina i
unutrašnjosti ormara automatike agregata, ureñaja, stalaka, svjetiljki i ostaloga.
Provjera ispravnosti svih ugrañenih instrumenata, brojača, priključaka za uzemljenje kratkospojnika na ormaru automatike agregata i SDEA te na pratećoj opremi (električna pumpa za
gorivo, dnevni spremnik za gorivo i drugo).
Provjera funkcije pokazivača razine goriva na dnevnom spremniku goriva.
Provjera funkcije ručne i električne pumpe za punjenje dnevnog spremnika goriva i kontrola
cijevnog razvoda goriva.
Kontrola rada pumpe u rashladnom sustavu.
Kontrola cijevnog razvoda goriva.
Obaviti kontrolu stanja amortizera na SDEA.
Obaviti detaljnu kontrolu i očistiti ureñaje u sustavu ventilacije prostorije DEA (ventilator,
žaluzine s motorima, zaštitne mreže i drugo).
Provesti detaljan pregled stanja cijevi ispušnog sustava DEA (a posebno učvršćenosti cijevi
za zid zgrade na nosivim mjestima).
Čišćenje pročistača zraka i po potrebi zamjena.
Izmjena ulja i pročistača ulja u motoru (po potrebi ili planu).
Izmjena ulja u crpki za ubrizgavanje i regulatoru (po potrebi ili planu).
Mjerenje kakvoće rashladne tekućine i dolijevanje / zamjena.
Čišćenje pročistača goriva i po potrebi njihova zamjena.
Izmjena masti u ležajevima ukoliko je agregat odradio propisani broj sati za izmjenu.
Po potrebi punjenje dnevnog i sezonskog spremnika goriva.
Mjerenje - utvrñivanje količine goriva u dnevnom i sezonskom spremniku goriva.
Provjera signalizacije i stanja alarma (interna i eksterna).
Sva izvršena mjerenja, provjere i zapažanja upisati u knjigu redovitog održavanja.
Analiza obavljenih radova, uočenih nedostataka i otklonjenih smetnji s prijedloga tehničkih
unapreñenja.
HK
Ovdje su nabrojane sve aktivnosti koje treba obvezno provjeriti u godišnjem pregledu, a svaki pregled
koji se obavlja u meñuvremenu (mjesečni, polugodišnji…) treba posebno definirati i ovisi o želji
vlasnika odnosno sposobnosti i mogućnosti službe održavanja.
56
6.3.4. Sustavi UPS
REDOVITO ODRŽAVANJE uključuje x redovitih pregleda godišnje i oni se sastoje od sljedećih aktivnosti:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
čišćenje ureñaja od prašine i ostalih prljavština
vizualna kontrola elektroničkih modula i ostalih komponenata sustava
provjera kvalitete spojeva i njihovo pritezanje
provjera deklariranih parametara ureñaja i podešavanje po potrebi
provjera karakteristika ureñaja u svim režimima rada
kontrola stanja aku baterija (pojedinačna provjera svih aku baterija s obzirom na stanje polova
i strujno opterećenje, te provjera ukupne baterije uz priključene potrošače)
kapacitivna proba (po zahtjevu s ureñajem za računalno ispitivanje kapaciteta baterija)
računalna kontrola rada ureñaja s priključenim računalom
pregled memorije UPS-a s priključenim računalom
provjera signalizacije i stanja alarma (interna i eksterna)
ispis svih podataka iz tč. 8. i 9. te predaja vlasniku
upisivanje u knjigu održavanja
upoznavanje i obuka osoblja naručitelja (po zahtjevu) u rukovanju sustavom
izrada izvješća o obavljenom redovitom održavanju i stanju servisirane opreme.
Na kraju su prikazani primjeri iz knjige redovitog održavanja koji mogu poslužiti kao osnova za izradu
svake pojedine liste u koju se unose podaci s redovitih održavanja, a koji ovise o organiziranosti službi
održavanja i željama vlasnika opreme te njegovoj mogućnosti odvajanja sredstava za troškove
održavanja.
iz knjige održavanja Baterija, Ispravljača, Agregata, Kapacitetne probe
6.4.
Nadzor i upravljanje
HK
Sustavi za besprekidno i pričuvno napajanje važan su dio svake infrastrukture i o njihovoj
raspoloživosti i pouzdanosti ovisi i konačna kvaliteta davanja usluga. Zbog toga je potrebno imati
centralno mjesto nadzora i upravljanja svim ugrañenim sustavima i opremom kao i odgovarajući
sustav i software kojim će to biti omogućeno. Pod pojmom nadzor podrazumijeva se kontinuirano
nadziranje svih radnih i alarmnih stanja sustava, a pojam upravljanje znači imati mogućnost
daljinskog upravljanja odreñenim sustavima ili dijelovima sustava, bez odlaska na lokaciju.
Sustav za nadzor i upravljanje morao bi biti konfigurabilan, fleksibilan, distributivno konfigurabilan s
mogućnošću daljnje nadogradnje i unaprjeñenja.
Sustavom za nadzor mora biti omogućeno i sljedeće:
•
•
•
•
•
•
•
LOKALNI NADZOR (NA SVAKOM OBJEKTU)
DVOSMJERNA KOMUNIKACIJA S CENTROM ZA NADZOR I UPRAVLJANJE (lokalnim
i centralnim)
LOKALNA I DALJINSKA MOGUĆNOST PROMJENE PODEŠENIH PARAMETARA (uz
obvezni password)
MEMORIRANJE SVIH VAŽNIH PODATAKA I POVIJEST DOGAðAJA
PRIKAZ PODATAKA I NJIHOVA ANALIZA
UPRAVLJANJE POJEDINIM DIJELOVIMA SUSTAVA ZA PRIČUVNO NAPAJANJE
UPRAVLJANJE ENERGIJOM NA ODABRANIM OBJEKTIMA (opcija).
Zašto koristiti sustav za nadzor i upravljanje? Razlozi su sljedeći:
• osiguranje kontinuiteta u isporuci energije na svakom objektu/lokaciji
• informacija o stanju objekta i opreme
• smanjenje broja nepotrebnih intervencija
• optimizacija nabave rezervnih dijelova
• mijenjanje svakodnevnih rutinskih poslova
• analiza i predviñanje grešaka
• upravljanje skupom energijom
57
•
•
•
•
praćenje svih novih priključenja na postojeće sustave
smanjenje troškova
povećanje pouzdanosti
povećanje kvalitete usluge/proizvoda koji koriste sustav kao izvor energije.
Za navedeni sustav mora postojati i biti pripremljena cjelokupna organizacija koja ga koristi, što znači
da mora imati obučene zaposlenike za rad s tim sustavom, posebne prostorije u kojima je sustav
instaliran i u kojima borave dežurni zaposlenici 24 sata/365 dana i kojima je to primarni i jedini
zadatak, organizaciju pasivnih djelatnika te osigurane sve resurse potrebne za održavanje i
intervencije u svakom trenutku tijekom 365 dana u godini. Rad sa spomenutim sustavom zahtijeva
maksimalnu pažnju i koncentraciju pa se i zaposlenici koji će ga koristiti moraju birati i temeljem tih
kriterija.
Ako znamo da jedan dan ima 24 sata, samo je 8 sati tog dana ”redovito radno vrijeme” za većinu
zaposlenika. Preostale 2/3 dana ili 16 sati, odnosno subote, nedjelje, praznici i blagdani su ”redovito
radno vrijeme” samo za dežurne zaposlenike i oni u tom vremenu praktički ovise sami o sebi i svojim
sposobnostima da svi sustavi za koje oni odgovaraju rade bez problema za cijelo vrijeme njihova
dežurstva i naravno nakon toga.
Sustav za nadzor i upravljanje sastoji se od opreme (nadzorni ureñaji, integrirani kontroleri,
komunikacijski ureñaji, računala, serveri) i pripadajuće programske podrške u svrhu:
-
nadzora i upravljanja ureñajima za napajanje (sustavi DC napajanja, diesel
generatori, ispravljači, baterije, UPS sustavi i ostalo)
obrade alarmnih stanja: otkrivanje, izvještavanje i eskaliranje
optimalnog korištenja napajačke opreme.
HK
Primjer geografske organizacije Centralnog i Lokalnih centara za nadzor i upravljanje u Hrvatsko
j
58
6.5.
Knjiga održavanja napajanja, baterija i agregata
Knjiga održavanja sustava za napajanje
Datum:
Održavanje
Objekt:
Inventurni broj:
Mjesečno
Tip sustava:
Tromjesečno
Izvoñač radova:
Polugodišnje
Godišnje
Intervencija
Po potrebi
Napon sustava
V Tip baterije:
Opterećenje sustava
A
L1
V~ 1.
L2
V~ 2.
L3
V~ 3.
Tip:
4.
NN mreža
DC Distribucije
* u zagrade upisati br.
slobodnih osig.
Ispravljači
1.
A (
) 5.
A (
) 5.
2.
A (
) 6.
A (
) 6.
3.
A (
) 7.
A (
) 7.
4.
A (
) 8.
A (
) 8.
Tip:
A
A(
) 5.
A(
) 11.
2.
A(
) 6.
A(
) 12.
3.
A(
) 7.
A(
) 13.
4.
A(
) 8.
A(
) 14.
Signalizacija interna
ISPRAVNA
NEISPRAVNA
15.
Signalizacija u OMC-u
ISPRAVNA
NEISPRAVNA
16.
Zapažanja:
B3
HK
B4
10.
1.
Temperatura prostorije
B2
9.
Nazivna struja:
* u zagrade upisati
opterećenje po
ispravljačima
(9-16 )
B1
°C 17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
59
24.
U
V
V
V
V
I
A
A
A
A
°C
°C
* u napomeni upisati sve nedostatke, nepravilnosti, te ako je mali broj slobodnih osigurača u DC distribuciji upisati
poziciju istih, upisati podatke o invertorima i konvertorima ukoliko postoje
T
°C
°C
Temperatura
prostorije:
Utrošeni materijal
Utrošeni materijal
Količina
1.
6.
2.
7.
Pregled izvršili
Radnih sati
°C
Količina
Potpis
1.
2.
HK
60
Struja i
snaga
NN mreže /
SDEA
Napon
SDEA
Napon NN
mreže
IM1=
cos fi =
UL1=
[V]
UL2=
[V]
UL3=
[V]
cos φ =
UL3=
[V]
UL2=
[V]
UL3=
[V]
Izvoñač radova:
Datum
obilaska:
[A
]
IA1=
UF3=
[V]
UF2=
[V]
UF3=
[V]
f=
[Hz]
UF1=
[V]
UF2=
[V]
UF3=
[V]
f=
Tip SDEA:
ID:
Lokacija:
[
A
]
[
H
z]
6.g=
5.g=
/cm3
gr
/cm3
gr
6.g=
5.g=
4.g=
/cm3
4.g=
gr
3.g=
2.g=
1.g=
/cm3
gr
/cm3
gr
/cm3
gr
3.g=
2.g=
1.g=
B1
Tip startne baterije:
UB1=
[V]
UB2=
B2
/cm3
gr
/cm3
gr
[
V
]
UB3=
6.g=
5.g=
4.g=
/cm3
gr
3.g=
2.g=
1.g=
[V]
/cm3
gr
/cm3
gr
/cm3
gr
/cm3
gr
/cm3
gr
/cm3
gr
B3
Po potrebi
Intervencija
Godišnje
Tromjesečno
Mjesečno
Dvotjedno
/cm3
gr
/cm3
gr
/cm3
gr
Izvršena mjerenja na GRO I SDEA
Knjiga održavanja SDEA
HK
UB4=
6.g=
5.g=
4.g=
3.g=
2.g=
1.g=
B4
[V]
/cm3
gr
/cm3
gr
/cm3
gr
/cm3
gr
/cm3
gr
/cm3
gr
Vrsta obilaska
61
62
/
/
T=
[°
C
]
[
V
A
]
[
A
]
[°C]
2.
Predano WM na zbrinjavanje
Pumpa goriva
Sezonski spremnik
Dnevni spremnik
Pritisak ulja
3.
Potpisi
3.
Pregled izvršili
2.
1.
[V]
[°C]
TB3=
[bar]
P=
TB4=
I=
I=
[°C]
količina
OK / NEISPRAVNA
[°C]
Struja
punjača
[°C]
T=
Struja pokretanja SDEA
U=
TB2=
Temperatura motora
Napon
punjača
TB1=
2.
količina
OK /
NEISPRAVNA
OK /
NEISPRAVNA
OK /
NEISPRAVNA
SA=
IA3=
[
A
]
1.
[V
A]
[A
]
[A
]
IA2=
1.
Utrošeni materijal
Opis aktivnosti:
Ventilacija
Signalizacija u OMC
Signalizacija interna
Br. sati rada zatečeno/ostavljeno
Br. Uključenja zatečeno/ostavljeno
Temperatura agregatnice
SM=
IM3=
IM2=
HK
[A]
[A]
%
%
7.
ZBRINJAVANJE, RECIKLIRANJE I ZAŠTITA OKOLIŠA
7.1.
Uvod
Zakonom o otpadu NN 108/04 regulira se postupanje s posebnim kategorijama otpada.
Člankom 104. Zakona o otpadu (NN 178/04) regulira se postupanje
s posebnim kategorijama otpada u koje se svrstavaju i otpadne
baterije (Slika 5. ) i akumulatori koji sadrže opasne tvari.
Prema Pravilniku o gospodarenju otpadnim baterijama i
akumulatorima (NN 133/06) baterija ili akumulator označava svaki
izvor električne energije proizvedene izravnim pretvaranjem
kemijske energije koji se sastoji od jedne ili više primarnih
baterijskih ćelija/članaka ili jedne ili više sekundarnih baterijskih
ćelija/članaka.
Većina otpadnih baterija i akumulatora klasificira se kao opasni otpad s
obzirom na komponente od kojih se sastoje, a to su u prvom redu olovo, živa, kadmij, kiseline i sl., pa ih je
važno prikupljati odvojeno od ostalog komunalnog otpada. Budući da se dio navedenih komponenata može
ponovno koristiti, potrebno je popularizirati i omogućiti skupljanje u što većim količinama.
Pravilnik prepoznaje sljedeće vrste akumulatora i baterija:
starter
HK
označava svaku bateriju ili akumulator za pokretanje motora s unutarnjim izgaranjem osvjetljavanje ili paljenje
prijenosna baterija ili akumulator
označava svaku bateriju ili akumulator koji je zatvoren, zapečaćen ili zabrtvljen, koji se može
prenositi u ruci, a nije industrijska baterija ili akumulator, kao ni starter
industrijska baterija ili akumulator
označava svaku bateriju ili akumulator namijenjen industrijskom ili profesionalnom korištenju
ili korištenju u električnom vozilu
gumbasta baterija (ćelija)
označava malu okruglu prijenosnu bateriju čiji je promjer veći od visine i koja je namijenjena
za specijalne svrhe kao što su slušna pomagala, satovi i sl.
baterijski sklop
označava svaki niz baterija ili akumulatora koji su meñusobno povezani i zapečaćeni u
vanjski omot tako da čine cjelovitu jedinicu koju korisnik ne treba razdvajati ili otvarati.
Uvedena je i definicija otpadne baterije ili akumulatora koja označava svaku bateriju ili akumulator
koji se ne može ponovno koristiti te je namijenjena za recikliranje. U tu skupinu spadaju sve prethodno
navedene baterije i akumulatori na kraju svog životnog vijeka.
Smjernicama propisanim u Strategiji gospodarenja otpadom Republike Hrvatske (NN130/05)
donesena je zabrana prodaje baterija s pretežitim sastavom teških metala (Hg - živa, Cd - kadmij),
uvodi se naknada na uvoz i proizvodnju kao i unapreñenje i primjena sustava gospodarenja otpadnim
baterijama i akumulatorima. Prema spomenutim smjernicama treba poticati i omogućiti potrošačima
da odlažu otpadne baterije i akumulatore na za to predviñena mjesta. Potrebno je uvesti posebno
označavanje akumulatora ovisno o sadržaju teških metala te posebnom financijskom i poreznom
politikom stimulirati uporabu obnovljivih baterija.
Zakonom o otpadu ( NN178/04), članak 104. i Zakonom o izmjenama i dopunama Zakona o
otpadu (NN 11/06), članak. 33, propisana je obveza donošenja Pravilnika kojim se ureñuju vrste i
iznosi naknada koje plaćaju obveznici plaćanja naknada na posebne kategorije otpada, način i
rokovi, te način gospodarenja posebnim vrstama otpada u koje se ubrajaju otpadne baterije i
akumulatori.
63
Pravilnikom o gospodarenju otpadnim baterijama i akumulatorima (NN 133/06) propisuju se
način obilježavanja baterija i akumulatora, način skupljanja otpadnih baterija i akumulatora, obveze i
odgovornost proizvoñača baterija i akumulatora, proizvoñača ureñaja u čijem su sklopu baterije i
akumulatori. Istim Pravilnikom propisuje se uspostavljanje sustava prikupljanja, obrade i recikliranja te
kontrolirane oporabe ili zbrinjavanja ostataka bez obzira na njihov oblik, volumen, masu i materijale od
kojih su izrañeni. Za provedbu odredbi Pravilnika definirani su i rokovi primjene donesenih propisa.
Prodavatelj i posjednik dužni su postaviti spremnike za odvojeno prikupljanje otpadnih baterija i
akumulatora te ih predati ovlaštenom sakupljaču. Sakupljač je dužan preuzeti otpadne baterije i
akumulatore u roku od 24 sata od poziva i predati otpadne baterije i akumulatore osobi ovlaštenoj za
obradu - recikliranje ili ih izvesti iz Republike Hrvatske o vlastitom trošku.
Obrada minimalno treba uključivati uklanjanje svih tekućina i kiselina. Skladištenje se treba odvijati na
mjestima s nepropusnim površinama i prikladnim vodonepropusnim pokrovom ili odgovarajućim
spremnicima.
Oporabitelj je dužan preuzeti otpadne baterije i akumulatore od sakupljača. Nakon 26. rujna 2010.
moraju se ispuniti minimalni uvjeti za recikliranje:
•
recikliranje 65% mase olovno-kiselih baterija i akumulatora
•
recikliranje 75% mase nikal-kadmijskih baterija i akumulatora
•
recikliranje 50% mase ostalih otpadnih baterija i akumulatora.
Planom gospodarenja otpadom u Republici Hrvatskoj za razdoblje 2007.-2015. godine (NN
85/07) predložen je sustav gospodarenja otpadnim baterijama i akumulatorima koji je u skladu s
europskim direktivama. U Planu je propisana i obveza kojom treba financijski podržavati i poticati
programe i projekte vezane za uspostavu i unapreñenje sustava gospodarenja posebnim kategorijama
otpada.
HK
Europska unija usvojila je Smjernicu o otpadnim baterijama i akumulatorima (Directive
2006/66/EC on batteries and accumulators and waste batteries and accumulators).
Smjernicom se uvode mjere kojima se regulira odgovornost proizvoñača, zabranjuje stavljanje na
tržište odreñenih vrsta baterija koje sadrže opasne tvari, osigurava označavanje proizvoda,
uspostavlja sustav odvojenog skupljanja i odgovarajuće oporabe - zbrinjavanja otpadnih baterija i
akumulatora, definiraju stupnjevi sakupljanja i oporabe za pojedine vrste otpada.
Ovim se nizom mjera smanjuje negativan utjecaj baterija i akumulatora na okoliš.
Spaljivanjem baterija i akumulatora nastaju štetne emisije koje onečišćuju okoliš i zrak, dok njihovim
neodgovarajućim odlaganjem dolazi do procjeñivanja štetnih tvari u tlo.
Otpadne baterije i akumulatori mogu se reciklirati za višestruku uporabu izdvajanjem onih dijelova koji
se mogu ponovno upotrijebiti u nekom novom proizvodu (nikal, kobalt, srebro i dr.).
Ministarstvo zaštite okoliša, prostornog ureñenja i graditeljstva (MZOPU) dodijelilo je koncesije za
obavljanje djelatnosti skupljanja, obrade i oporabe otpadnih baterija i akumulatora na području
Republike Hrvatske. Ukupno je dodijeljeno 11 koncesija za sakupljanje te tri koncesije za obradu i
oporabu otpadnih baterija i akumulatora.
Kod UPS ureñaja važno je odvojiti ureñaj od baterije. Baterije treba reciklirati po obrascu za baterije.
Prema Katalogu otpada iz Uredbe o kategorijama, vrstama i klasifikaciji otpada s katalogom
otpada i listom opasnog otpada (NN 50/05) i Uredbe o izmjenama i dopunama NN 39/09)
otpadne se baterije i akumulatori nalaze u grupama 16 i 20, ovisno o mjestu nastanka, klasificirane su
kao opasni i neopasni otpad.
Kod diesel agregata posebno je važno obratiti pažnju da diesel gorivo ne doñe u okolinu. Stoga je
potrebno prilikom projektiranja predvidjeti i izgradnju posebnih kontejnera koji će prikupljati diesel
gorivo u slučaju razlijevanja iz rezervoara.
64
Takoñer, kod diesel agregata prilikom redovitih servisa i nakon vijeka upotrabe, potrebno je na
ekološki način sakupljati i odlagati otpadno ulje iz diesel motora. Postupanje s otpadnim uljima
regulirano je sljedećim zakonima i pravilnicima:
• Zakon o otpadu i njegove izmjene (NN 178/04, NN 111/06, NN 60/08)
• Pravilnik o vrstama otpada (NN 27/96)
• Uredba o kategorijama, vrstama i klasifikaciji otpada s katalogom otpada i listom opasnog
otpada (NN 50/05)
• Pravilnik o gospodarenju otpadnim uljima (NN124/06)
• Pravilnik o gospodarenju otpadom (NN 23/07)
• Zakon o zaštiti okoliša (NN 110/07).
Prilikom projektiranja, implementacije i rada agregata treba poštovati i odredbe vezane uz buku koje
regulira Zakon o zaštiti od buke NN 30/09 i Zakon o gradnji.
7.2.
RECIKLIRANJE I ZAŠTITA OKOLIŠA
Danas u razvijenom svijetu najuspješnija reciklaža nakon uporabnog vijeka u odnosu na neke druge
proizvode postignuta je kod olovnih baterija i akumulatora. Od ukupnog broja reciklirano je 97%
olovnih baterija i akumulatora.
Tako velik postotak reciklaže olovnih baterija i
akumulatora rezultat je dobro organiziranog
zatvorenog kruga od recikliranja do ponovne
proizvodnje
od
recikliranih
sirovina.
Novostvorena olovna baterija ili akumulator
načinjena je prosječno od 60-80% recikliranog
olova i reciklirane plastike. Sama reciklaža
obavlja se tako da se prikupljene baterije i
akumulatori nakon odvajanja i neutraliziranja
kiselina drobe na sitne komade te ubacuju u
kontejnere za otpad. Tamo teški elementi,
prvenstveno olovo, padaju na dno, a lakši
dijelovi kao što je plastika ostaju pri vrhu. Nakon
toga se ispire i u kontejneru ostaje samo olovo.
HK
Plastični dijelovi se nakon toga ispiru, suše i
šalju u recilkulatore za plastiku gdje se
zagrijavanjem otapaju i obrañuju u malene
granulate standardizirane veličine, pakiraju i
šalju proizvoñaču plastičnih posuda za
akumulatore.
Olovni otpad (olovo, olovni oksid i sl.) čisti se i
odvaja, rastapa u posebnim pećima, sortira te
ohlañen pakira u standardne kalupe i šalje
proizvoñaču baterija.
Sumporna kiselina obrañuje se na dva načina:
neutralizira industrijskim komponentama kao
soda bikarbona, ulijeva se u bazene s vodom,
čisti i nakon testiranja ispušta u kanalizaciju.
Drugi je način pretvaranje kiseline u soda sulfat,
bijeli prah koji se koristi u proizvodnji sredstava za pranje rublja, stakla i u tekstilnoj industriji.
Ciklus od gotovih baterija i akumulatora preko reciklaže, pa ponovo do novih baterija u koji se
ugrañuje 60-80% recikliranog materijala može se ponoviti nekoliko puta. To čini olovnu bateriju
izuzetno isplativom i sa stanovišta zaštite okoliša kao i troškova proizvodnje.
65
HK
8.
PROPISI I NORME IZ PODRUČJA SUSTAVA ZA
BESPREKIDNO NAPAJANJE
8.1.
Uvod
Svaki proizvod ili usluga koji se nudi na ureñenom svjetskom tržištu mora imati neku vrstu certifikata
odnosno potvrde da su usklañeni s nekom od važećih normi odnosno zadovoljavaju kriterije nekih od
standarda što su ih definirale ovlaštene institucije. Najčešće spominjane kratice u području normiranja
sustava za besprekidno napajanje:
ISO – meñunarodne organizacije za normizaciju
IEC – meñunarodno elektrotehničko povjerenstvo
CEN – Europski odbor za normizaciju
CENELEC- Europski odbor za elektrotehničku normizaciju
ETSI – Europski institut za telekomunikacijske norme.
Ciljevi svake normizacije su:
1. povećanje razine sigurnosti proizvoda i procesa
2. čuvanje zdravlja i života ljudi te zaštite okoliša
3. promicanje kvalitete proizvoda, procesa i usluga
4. osiguranje svrsishodne uporabe rada, materijala i energije
5. poboljšanje proizvodne učinkovitosti
6. ograničenje raznolikosti, osiguranja spojivosti i zamjenjivosti
7. otklanjanje tehničkih zapreka u meñunarodnoj trgovini.
HK
U Hrvatskoj se tim aktivnostima bavi Hrvatski zavod za norme, HZN, neovisna i neprofitna javna
ustanova koja ima zadatak ostvariti spomenute ciljeve. HZN ima na svojoj internetskoj stranici
(www.hzn.hr) popis svih važećih normi u Republici Hrvatskoj. Popis je prikazan kroz Katalog hrvatskih
normi koji čini pregled norma razvrstanih prema predmetima i područjima. Katalog je složen u tri
razine od kojih razina 1 pokriva široko područje djelatnosti (elektrotehnika, poljoprivreda, šumarstvo,
cestovna vozila…), u razini 2 su prikazane skupine svakog pojedinog područja djelatnosti (npr. iz
područja elektrotehnike to su električni kabeli, električni pribor…), a u razini 3 su podskupine pojedinih
skupina (npr. za podskupinu električni pribor: osigurači, prekostrujna zaštita…). Prva se razina
označava dvoznamenkastim brojem (npr. 29 – elektrotehnika), podskupine se označavaju sljedećim
troznamenkastim brojem koji slijedi iza prvog broja i odvojen je točkom (npr. 29.120 – električni
pribor), a podskupine se označavaju dvoznamenkastim brojem koji slijedi iz oznake skupine (npr.
29.120.50 – osigurači).
Oznaka HRN bez dodatnih slova označuje da je riječ o izvornoj hrvatskoj normi, oznakom HRN ISO
označene su norme koje su preuzete iz normizacijskog sustava ISO, oznakom HRN EN označene su
norme preuzete iz normizacijskih sustava CEN/CENELEC itd.
Za područje sustava za besprekidno napajanje norme su definirane u sljedećim područjima:
Područje 29 – Elektrotehnika
- 29.200: Ispravljači, pretvarači, stabilizirano napajanje
- 29.220: Galvanski članci, baterije
- 29.130: Rasklopni i upravljački ureñaji (električne instalacije zgrada, električni pribor)
- 29.020: Elektrotehnika općenito (upute za presjek vodiča, naponska područja, električne instalacije,
stupnjevi zaštite, elektromagnetska kompatibilnost, alarmni sustavi, NN priključci, montaža i rukovanje
električnom ispitnom opremom, sigurnost strojeva, izolacijski materijali, NN električne instalacije,
stupnjevi zaštite, oprema i sustavi daljinskog upravljanja, zaštitne sklopke, zaštita od munje,
- 29.160: Rotacijski strojevi (generatori, motori, električni agregati)
Područje 27 - Tehnika prijenosa energije i topline (sunčeva energija, energetska postrojenja
općenito, gorivi članci…)
67
- 27.100: Energetska postrojenja općenito (UPS sustavi, stacionarne baterije i punjači, konvertori,
motori, generatori…)
U navedenim područjima mogu se pri Normoteci u Hrvatskom zavodu za norme pronaći sve norme i
upute za ispravljačke sustave, aku baterije, UPS sustave i agregatska postrojenja te se mogu provjeriti
usklañenosti opreme koja se projektira, nabavlja, ugrañuje, nadzire ili održava, s pripadajućim
normama. Svaki proizvoñač spomenute opreme u svojim tehničkim uvjetima i uputama obvezno mora
imati i podatak o tome s kojom je normom usklañen njegov proizvod.
Osim normi kojima se definiraju osnovni parametri i karakteristike svake pojedine opreme ili sustava,
postoje i dogovori proizvoñača istovrsne opreme koji su osnivanjem pojedinih odbora odnosno
komisija sami definirali smjernice kojih se trebaju pridržavati kako bi imali zajedničke kriterije prilikom
nuñenja svojih proizvoda na odreñenom tržištu. To su zapravo vodiči kroz opremu o kojoj je riječ u
kojima se nalaze sljedeći pojmovi: koji su problemi koji se rješavaju njihovim proizvodom, koja su
rješenja tih problema, tehnički standardi, osnovne definicije, konfiguracije sustava, dimenzioniranje,
efikasnost, zaštita, tehnologija izvedbe, komunikacija izmeñu jedinica i sustava, upute za montažu i
održavanje, način eksploatacije itd.
Tako postoji europski vodič kroz UPS sustave što ga je izdala komisija CEMEP (Europska komisija
proizvoñača električnih ureñaja i energetske elektronike), kao i europski vodič za specifikaciju VRLA
stacionarnih aku baterija EUROBAT (Europska komisija proizvoñača VRLA stacionarnih baterija).
Razlozi za izdavanje tih vodiča su zahtjevi tržišta kojima je postala važna isporuka električne energije
najviše kvalitete i trajne raspoloživosti što je i strateški zahtjev svih sektora gospodarstva i ekonomije.
Posljedica je to spoznaje da svaki prekid u isporuci električne energije dovodi korisnika u tešku
situaciju i generira ogromne financijske troškove koji nastaju zbog nastale štete i nemogućnosti
davanja neke od usluga odnosno gubitka imidža kod kupaca, što je sve teško nadoknadivo.
8.2.
Europski vodič CEMEP, koji se sastoji od 58 stranica, sadrži:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
HK
Primjer sadržaja europskog vodiča kroz UPS sustave CEMEP
Problemi u opskrbi električkom energijom
Rješenja za energetske probleme
Europska regulativa
Tehnički standardi
Konfiguracija sustava UPS
Parametri sustava UPS
Signalizacija i komunikacijski kanali
Opcijska rješenja
Upute za montažu i ispitivanje
Upute za održavanje i servisne preglede
Rječnik pojmova i definicija
Slično je koncipiran i vodič kroz VRLA baterije EUROBAT i na temelju ta dva vodiča obvezali su se svi
europski proizvoñači, potpisnici i članovi odbora koji su izdali te vodiče da će postupati u potpunosti u
skladu s tim preporukama, sve kako bi korisnici spomenutih sustava znali što mogu očekivati kada
usporeñuju više proizvoñača tijekom npr. postupka nabave pojedinih proizvoda. To je naročito važno
prilikom javljanja na objavljene tendere jer se na taj način omogućilo kupcu da usporeñuje „jabuke s
jabukama“, a ne „jabuke i kruške“.
68
Na slikama su prikazane naslovne stranice vodiča.
HK
8.3. Primjer promjene i prilagodbe normi International VRLA Batteries
Standards novim uvjetima u poslovanju
Svi standardi od 50-ih do 90-ih godina prošlog stoljeća iz područja baterija uglavnom su bili rañeni
prema zahtjevima i željama predstavnika proizvoñača i bili su osnova i obveza za sve proizvoñače da
postupaju po njima. U tim se standardima/normama na malo mjesta spominju uvjeti i obveze korisnika
baterija i nisu bili niti konzultirani prilikom njihove izrade. No kako se baterija (uostalom kao i svaki
drugi proizvod) u svojem životnom vijeku nalazi 99% vremena kod korisnika, a ne kod proizvoñača,
nedostajao je dio koji se odnosi na probleme u eksploataciji. Za razliku od dosadašnjih standarda iz
područja baterija, nove norme imaju uključen i pogled na bateriju sa stajališta korisnika baterija pa se
VRLA baterije novim standardima definiraju u dva različita segmenta:
1. Ispitivanje i testiranja u proizvodnji - standard IEC 60896-21
2. Uvjeti i zahtjevi u ekspolataciji
- standard IEC 60896-22
Tom su činjenicom uvaženi višegodišnji napori različitih korisnika baterija da se problem baterija
sagleda i s njihove točke gledišta, dakle u eksploataciji, čime se dobilo na većoj transparentnosti i
kvaliteti proizvoda, koji nije samo onaj koji se proizvodi u nekom tehnološkom procesu i ispituje u
ispitnim laboratorijama, nego on živi i u eksploataciji, i to u uvjetima koji su bitno različiti od tvorničkih
ili laboratorijskih. Strogi proizvodni i laboratorijski postupci ne jamče isto ponašanje baterija u realnom
pogonu i životu jer tada su uvjeti u kojima su instalirane baterije bitno različiti od onih u tvornicama pa
je prilikom izrade novih normi bilo bitno uzeti i te parametre.
Spomenuti standardi definiraju sljedeće:
IEC 60896-21
Metode testiranja
• sigurnost u eksploataciji- karakteristike
• konstrukcija i izvedba - karakteristike
• trajanje i stabilnost – karakteristike
Sigurnost u eksploataciji- karakteristike
•
•
isplinjavanje – uvjeti i sigurnost za okolinu
zaštita okoline od struje kratkog spoja
69
struja kratkog spoja i DC unutrašnji otpor
zaštita od unutrašnjeg uništenja zbog vanjskog utjecaja
zaštita prema zemljospoju
sadržaj i trajanje oznake na člancima
definiranje karakteristika materijala izrade baterija
upravljani sigurnosni ventil - karakteristike
klase materijala ovisno o zapaljivosti
karakteristike meñućelijskih spojnica
•
•
•
•
•
•
•
•
Karakteristike konstrukcije i izvedbe
• kapaciteti baterija
• karakteristike samopražnjenja prilikom skladištenja
• uvjeti nadopunjavanja pri svakodnevnoj uporabi
• karakteristike pražnjenja baterija za različite uvjete u eksploataciji
Trajanje i stabilnost - karakteristike
• životni vijek baterija na temperaturama okoline do 40°C
• utjecaj stresnih temperatura od 55°C odnosno 60°C
• duboko pražnjenje i dozvoljene granice rada
• osjetljivost na toplinski prebjeg prilikom nekontroliranog punjenja
• osjetljivost na niske temperature i temperaturna kompenzacija
• dimenzioniranje stabilnosti kod unutrašnjeg pritiska i temperatute
• stabilnost pri mehaničkim naprezanjima prilikom instalacije
IEC 60896-22
Zahtjevi korisnika baterija
HK
Zahtjevi korisnika vezani uz sigurnost u eksploataciji
Zahtjevi za sigurnost u eksploataciji definiraju se kroz potvrñivanje ponuñenih opcija odnosno
ponuñenih vrijednosti.
Zahtjevi korisnika za namjenu baterije i očekivano trajanje eksploatacije
Navedeni se zahtjevi ne odnose samo na primjenu aku baterija ovisno o namjeni korištenja
(telekomunikacije, UPS sustavi, elektrane, nužna i hitna potrošnja i sl.), već je potrebno definirati i sve
pojedinačne i specifične zahtjeve okoline u kojima će baterija biti instalirana unutar osnovne namjene
korištenja.
8.4.
Redni broj
70
Norme iz područja olovnih aku baterija
Reference
Naslov norme (engleski)
1
EN 60254-2:2008
Lead-acid traction batteries -- Part 2: Dimensions of cells and
terminals and marking of polarity on cells
2
EN 61427:2005
Secondary cells and batteries for photovoltaic energy systems (PVES)
- General requirements and methods of test
3
EN 60254-1:2005
Lead acid traction batteries -- Part 1: General requirements and
methods of tests
4
EN 60896-22:2004
Stationary lead-acid batteries -- Part 22: Valve regulated types Requirements
5
EN 60896-21:2004
Stationary lead-acid batteries -- Part 21: Valve regulated types Methods of test
6
EN 61056-2:2003
General purpose lead-acid batteries (valve-regulated types) -- Part 2:
Dimensions, terminals and marking
7
EN 60896-11:2003
Stationary lead-acid batteries -- Part 11: Vented types - General
requirements and methods of tests
8
EN 61056-1:2003
General purpose lead-acid batteries (valve regulated types) -- Part 1:
General requirements, functional characteristics - Methods of test
9
EN 50342-1:2006
Lead-acid starter batteries -- Part 1: General requirements and
methods of test
10
EN 50342-3:2008
Lead-acid starter batteries -- Part 3: Terminal system for batteries
with 36 V nominal voltage
11
EN 50342-2:2007
Lead-acid starter batteries -- Part 2: Dimensions of batteries and
marking of terminals
12
EN 60254-2:1997/A1:2000
Lead-acid traction batteries -- Part 2: Dimensions of cells and
terminals and marking of polarity on cells
13
EN 60254-2:1997
Lead-acid traction batteries -- Part 2: Dimensions of cells and
terminals and marking of polarity on cells
14
EN 61429:1996/A11:1998
Marking of secondary cells and batteries with the international
recycling symbol ISO 7000-1135 and indications regarding directives
93/86/EEC and 91/157/EEC
15
EN 50272-4:2007
Safety requirements for secondary batteries and battery installations
-- Part 4: Batteries for use in portable appliances
16
EN 61429:1996
Marking of secondary cells and batteries with the international
recycling symbol ISO 7000-1135 and indications regarding directives
93/86/EEC and 91/157/EEC
17
EN 50272-2:2001
Safety requirements for secondary batteries and battery installations
-- Part 2: Stationary batteries
18
EN 50272-3:2002
Safety requirements for secondary batteries and battery installations
-- Part 3: Traction batteries
19
EN 60095-4:1993/A11:1994
Lead-acid starter batteries -- Part 4: Dimensions of batteries for
heavy commercial vehicles
20
EN 60095-2:1993/A11:1994
Lead-acid starter batteries -- Part 2: Dimensions of batteries and
dimensions and marking of terminals
21
EN 61044:1992
Opportunity-charging of lead-acid traction batteries
22
EN 60095-4:1993
Lead-acid starter batteries -- Part 4: Dimensions of batteries for
heavy commercial vehicles
23
EN 60095-2:1993
Lead-acid starter batteries -- Part 2: Dimensions of batteries and
dimensions and marking of terminals
OPCIJA
8.5.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Svi proizvoñači olovnih aku baterija
PROIZVOðAČI OLOVNIH BATERIJA (izvor: www. basytec.com)
Banner (Lead acid SLI, A)
BAE Berliner Batteriefabrik (Lead acid, DE)
B.B. Battery (VRLA, US - CA )
Bolder was sold to GP in 2001(High power lead acid, US)
Bosch was together with Varta automotive and sold to JCI (Lead acid
SLI, DE)
Centurion Akku (lead acid, NL)
Century Yuasa Batteries CYB (Bleibatterien , Australia)
C&D Technologies (lead-acid for UPS, US - PA)
ChangGuang Battery (CGB) (lead-acid /vrla, China)
Chloride (lead-acid, UK)
Chang Nan Battery (lead acid vrla, Taiwan)
Coslight (lead acid vrla, Li-Ion, China)
Crown Battery (lead acid, US)
CSB Battery (lead acid vrla, Taiwan)
Duncan (lead acid, Venezuela)
East Penn Manufacturing Company (lead-acid, US)
Electrosource (Semi bipolar lead acid batteries, Horizon, US)
Enerbrax (VRLA, Br)
EnerSys (formerly Hawker) (Lead-acid for different applications, USA)
Fengge Battery (vrla, China)
HK
71
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
72
Fiamm (Lead-acid, IT)
Fortis Akkumulatoren (lead-acid - sli, CH)
Fujian Anxi Minhua Battery Co.,Ltd (VRLA, China)
Gaston (Chinese VRLA manufacturer)
GNB Industrial power (Lead-acid batteries)
GS Battery (Lead acid, Lithium, Japan)
Hagen Batterie AG (with battery dictionary, DE)
Hawker is now EnerSys (Lead-acid for different applications, )
Haze Battery Company (vrla, China?)
Hoppecke (Lead-acid, Ni-Systems, DE)
Huanyu Power Source co., Ltd (VRLA, NiCd, NiMH, Lithium for 3C
applications, 8000 people, China)
Hubei Camel Storage Battery (Lead-acid, China)
Hypercell Power Sources Technology Co Ltd (Li-Ion, lead acid China)
IBC (International Battery Company (lead acid batteries, Italy)
IBT Technologies (vrla, HK)
Innergy Power (thin lead acid cells, US)
Intellicell / Reserve Power Cell (dual lead acid battery, US-FL)
Johnson Controls (lead acid SLI, US)
Konny Battery (VRLA, China und Korea)
Kung Long Batteries (VRLA, lead acid vented, Taiwan / Vietnam)
Leoch Battery Technology (vrla, China)
Laor Industrial Batteries (lead-acid, IL)
Lexel Battery Europe ( Germany)
Meifan / Xiangshan Storage Battery (VRLA , China)
Midac Batteries (Lead acid, for automotive, traction and stand-by, IT)
Minamoto Battery Limited (NiMH, NiCd, Li-Ion, VRLA, primary cells,
China)
MK Battery (Lead acid CA)
Moll (Lead-acid / SLI and PV, DE)
Ningbo donghai Storage Battery Co (Lead-acid, China)
Oerlikon (Lead-acid, CH)
Optima (Lead-acid, US)
Route Batterien (Lead acid for Motorcycles, Brasil)
SHAMAS Battery (VRLA up to 3000Ah, China)
Shin-Kobe Electric Machinery (lead-acid, JP)
Stand Power Industrial Co. Ltd. (vrla, China)
Sunnyway Battery Tech (vrla, China)
Sunox (VRLA, China)
Superior (lead acid)
TAB - Tovarna akumulatorskih baterij ( lead acid, Slovenija)
Topin Battery (lead acid, NiCd and NiMh, Hong Kong and China)
Trimitra-Bataria (lead acid, Indonesia)
Trojan Battery Company (deep cycle lead acid, US-CA)
Tropical Battery (lead acid, Jamaica)
Tudor (Lead acid, Spain)
Twinpower Battery (Dual lead-acid battery for SLI)
U.S: Battery (lead acid batteries)
Varta (VRLA; with battery dictionary, DE)
Vision / Shenzhen Center Power Tech (VRLA 0.35 – 3000 Ah , China)
Watta (lead acid, Malaysia)
Yigit Battery (Lead-acid, TK)
Yuasa Batteries Europe (Lead-acid, UK)
Yuntong Power Co (Lead-acid, NiMH, NiCd, Li-ion, Li-Polymer,
üprimary batteries, China)
HK
9.
Trend razvoja sustava u budućnosti
9.1.
Uvod
Razmišljajući o besprekidnosti u opskrbi električnom energijom uvijek i na svakom mjestu, a što je
želja današnjeg modernog čovjeka i korisnika najnovijih tehnologija u svim područjima djelovanja i
života, pokušajmo se vratiti u šezdesete i sedamdesete godine prošlog stoljeća, u doba bez blagodati
informatičke i telekomunikacijske tehnologije, kada nisu sva kućanstva imala fiksni telefon niti
televizor, kada su „carevali“ releji, tranzistori, katodne cijevi, elektronke…, u doba kada su se tek
počeli koristiti tiristori, kalkulatori, televizori u boji i sl.
Bilo je to doba čestih redukcija u isporuci električke energije, nestašica benzina i vožnje „par-nepar“,
nestanak slike na TV aparatima i natpis „kratka stanka“ bili su svakodnevna pojava. U to doba jedina
stvarna besprekidnost postojala je samo u korištenju telefona (bio je to fiksni telefon) i to su
omogućavale telefonske kompanije rješenjima koja se principijelno ne razlikuju bitno od današnjih:
postojale su aku baterije, ispravljači koji su ih punili i stacionarni diesel električni agregati koji su bili
izvor energije u vrijeme redukcija. UPS sustavi nisu postojali, već su se koristile glomazne rotacijske
grupe ili statički pretvarači kojima se osiguravala isporuka energije izmjeničnog napona. Prekidi reda
veličine sekunde nisu bili zabrinjavajući i troma relejna tehnologija nije ih niti osjetila.
Aku baterije bile su glomazne i otvorene, smještale su se u posebne prostorije obložene
kiselootpornim bojama i pločicama, instalacija rasvjete izvodila se u protueksplozijskoj zaštiti,
ispravljački su sustavi bili takoñer velikih dimenzija i težina i imali su posebne prostorije, statički
pretvarači ili rotacijske grupe za besprekidna napajanja takoñer su zahtijevali posebne velike
prostorije, svi su sustavi bili centralizirani i smještani u podrume zgrada. Ispravljački sustavi i rotacijske
grupe bile su i bučne pa je i to bilo razlogom smještaja dalje od prostorija u kojima borave ljudi.
HK
Tehnološki napredak posljednjih desetljeća prošlog stoljeća omogućio je bitno drukčija rješenja za aku
baterije, ispravljače i sustave za besprekidna napajanja, koji su danas višestruko manjih dimenzija i
težina kao i nižih nivoa buke pa se danas smještaju u iste prostorije sa svom ostalom opremom.
Najmanji napredak napravljen je u gabaritima i težinama stacionarnih agregata, koji nisu bitno
smanjeni pa se za njih i danas koriste slična rješenja kao i prije, osim što su bitno poboljšani
upravljački ormari i omogućena signalizacija i upravljanje dijelovima sustava koji prije nisu bili mogući.
Želje, potrebe, navike i mogućnosti korisnika različitih tehnoloških usluga u današnjem svijetu
natjerale su proizvoñače da razviju sve veći broj novih usluga, no niti jedna od njih ne može se rabiti
bez energetskog izvora. Trend je da se većina usluga može koristiti i izvan kuće/posla, dakle u
pokretu, a do fiksnog se priključka dolazi mrežom optičkih niti. „Bakar“ se kao takav u modernim
telekomunikacijama, informatičkim tehnologijama i industriji zabave napušta i odlazi u povijest, no
pitanje je kako osigurati kvalitetan, siguran i pouzdan izvor energije u svakom trenutku i na svakom
mjestu.
Kao što znamo, energija se ne može prenositi niti „optikom“ niti „zrakom“, već samo „bakrom“, pa kako
pomiriti činjenicu da se „bakar“ napušta u suvremenim tehnologijama, a bez njega je nemoguće
transferirati energiju do potrošača i kako pomiriti te dvije suprotnosti?
Jedino je rješenje osigurati autonomni izvor energije svugdje i stalno, izvor koji bi uvijek imao dovoljno
energije na raspolaganju, bio siguran i pouzdan, ne bi bio štetan za opremu, okoliš i ljude, bio dugog
životnog vijeka, imao veliku gustoću energije i bio razumne cijene.
Velik dio navedenoga mogu osigurati već više od 150 godina prisutne baterije (primarne ili
sekundarne), te donekle i „gorive ćelije“ (fuel cells). O baterijama je puno toga navedeno pa ćemo
ukratko opisati i spomenuti izvor energije.
9.2.
Gorive ćelije
Koncept gorivih ćelija izgleda kao djelo pisaca znanstvene fantastike, one su davnašnji san
elektrokemičara koji su pokušali kombinirati prednosti motora s unutrašnjim sagorijevanjem i baterija.
Gorive su ćelije učinkovite, nemaju pokretnih dijelova, ne stvaraju nikakvu buku, ne zagañuju okoliš, a
73
jedini otpadni proizvod njihova rada je voda. Dakle, idealan su proizvod i mogle bi, teoretski, biti
rješenje svih prethodno navedenih želja. No ipak nije baš tako. Zašto?
Prije nego što odgovorimo na to pitanje, moramo ukratko objasniti princip rada gorivih ćelija. Po
svojem su radu slične baterijama, ali za razliku od njih zahtijevaju stalan dovod goriva i kisika. Pri
tome gorivo može biti vodik, sintetski plin, prirodni plin ili metanol, a produkti njihova rada (reakcija s
kisikom) su voda, toplina i električka energija.
Na jednu se elektrodu (anodu) dovodi vodik, a na drugu (katodu) kisik ili smjesa zraka iz okolice
bogate kisikom. Na anodi se stvaraju elektroni i protoni. Elektroni se odvode u strujni krug, a protoni
prolaze kroz vodljivu membranu izmeñu elektroda. Na drugoj strani membrane protoni vodika susreću
se s kisikom i elektronima koji su prošli kroz vanjski strujni krug (i obavili koristan rad). Rezultat te
elektrokemijske reakcije je čista voda. Proces je obratan od klasične elektrolize vode.
HK
Ukratko: tehnološka izvedba - glomaznost, skupi dijelovi, kratak životni vijek najskuplje komponente –
membrane, mogućnost primjene (najpovoljnije u vozilima – automobili, brodovi, rakete), nedovoljan
interes potencijalnih potrošača pa time i predugačak rok otplate investicije i visoka cijena proizvedene
energije razlozi su zašto u skorijoj budućnosti gorive ćelije neće moći zamijeniti baterije. Veća je
vjerojatnost da će gorive ćelije biti alternativni izvor energije npr. stacionarnom agregatu, solarnom
energetskom izvoru ili vjetrogeneratoru, pa se u tome smjeru danas i razvijaju. Rješenja koja koriste
upravo navedene komponente danas su već u eksploataciji, razvijeni su autonomni kontejneri koji se
smještaju na lokacije bez javne elektrodistribucijske mreže, osnovni su izvori energije solarni paneli i
vjetroturbine, a za vrijeme nestanka sunca i vjetra uključuju se gorive ćelije. No, i u tim uvjetima
moraju postojati baterije kojima se jedino može ostvariti trajna besprekidnost.
74
9.3. Budućnost baterija
Kao što možemo zaključiti iz do sada navedenoga, aku baterija je ključna i jedina komponenta u
sustavu za besprekidno osiguranje isporuke energije koja stvarno i uvijek osigurava besprekidnost.
Zbog toga će ona još dugo biti prisutna u svim sustavima besprekidnog napajanja. U svjetlu te
činjenice i proizvoñači baterija rade na pronalaženju i primjeni novih tehnologija koje bi nadopunile ili
zamijenile danas poznate olovne stacionarne aku baterije. Razni polimeri, plastike, natrij, klor, nikal,
aluminij... već se koriste kao elementi novih baterija, no još uvijek je riječ o relativno malim
kapacitetima i snagama te se spomenute baterije više koriste kao primarne baterije, odnosno baterije
za široku primjenu u konzumnoj elektronici.
Nova rješenja za velike kapacitete i stacionarnu upotrebu već su na vidiku, ako promatramo nagli
razvoj nanotehnologije, koji je u zamahu.
Ako znamo da su prvi elektronički elementi u
nanotehnologiji konstruirani i napravljeni tek početkom 90-ih godina prošlog stoljeća (prva ugljikova
nanocijev postoji od 1991. godine kada je razvijena u japanskom NEC-u), onda vidimo da su to još
pionirski koraci u razvoju, no vrijeme do prave primjene tih tehnologija u realnom svakodnevnom
životu je sve bliže.
Što je nanotehnologija? Akademik prof. Zijad Haznadar jednom je napisao da je to „inženjering s
atomskom preciznošću“ pa se iz te definicije može zaključiti da će se novi materijali sastavljati
praktički „molekulu po molekulu“ čime će se sav, danas nužni „škart“ / „otpad“ u svakom materijalu
izbaciti iz osnovne strukture takvog novog materijala, što će dovesti do potpuno novih čistih materijala.
-9
Veličine s kojima će izvoditi elementi opreme bit će reda veličine nanometra, odnosno 10 metra, što
će nužno dovesti i do potpuno novih fizikalnih, kemijskih i električkih karakteristika, koje će omogućiti
danas nezamislive aktivnosti u svim segmentima ljudskog života i djelovanja.
HK
Primjenom toga dobit ćemo čipove veličine 10 nanometara
koji će tvoriti nove nanomemorije što će omogućiti razvoj
mikroelektronike i super računala malih dimenzija, a
ogromnih kapaciteta memorije. Dobit će se materijali koji su
mnogo čvršći od današnjih najčvršćih čelika, materijali koji su
nekoliko puta lakši od aluminija, vodiči koji propuštaju tijek
energije bez gubitaka, nanoroboti veličine eritrocita kojima će
se ulaziti u ljudski organizam i dolaziti do bolesnog dijela
tijela, „žderači otrova“ kojima će se čistiti okoliš...
Kako će se to odraziti na područje energetike odnosno
sustava za besprekidno napajanje?
Novim će se
materijalima proizvoditi solarni paneli puno veće efikasnosti u pretvorbi sunčeve energije u električku,
a puno manjih dimenzija i težine, razvit će se superkapaciteti veličine tisuće Farada, supervodičima će
se prenositi energija bez gubitaka, a aku baterije će biti izuzetno visoke gustoće energije po jedinici
volumema ili težine, čime će i dimenzije biti neusporedivo manje u odnosu na današnje.
Što će se u meñuvremenu dogañati s razvojem aku baterija? Da bi se poboljšali uvjeti sadašnje
tehnologije, izvedbe i rješenja, trebalo bi riješiti sljedeće izazove:
- proširiti temperaturne granice primjene baterija
- imati manju ovisnost o temperaturi tijekom životnog vijeka
- ubrzati vrijeme punjenja
- smanjiti volumen i težinu
- smanjiti troškove nabave baterije
- smanjiti troškove održavanja
- povećati gustoću energije
- povećati životni vijek
- povećati broj ciklusa punjenje / pražnjenje
- posebno omogućiti izvedbu za specifične cikluse kod skladištenja energije proizvedene
solarnim izvorima i vjetrogeneratorima.
75
Izrazi „ultimativna ili perfektna baterija“ (ultimate and perfect
battery, engl.) spominju se u različitoj literaturi kao željeni cilj
odnosno vizija buduće baterije, koja bi zadovoljila barem
neke od spomenutih izazova. Izraz „pametna baterija“ (smart
battery, engl.) upotrebljava se za bateriju koja nije samo „crna
kutija“ koja ne može komunicirati s korisnikom i koja ga
ostavlja na milost i nemilost, već za onu bateriju koja će
korisnika informirati o dva najvažnija podatka: trenutačnom
stanju napunjenosti (SoC – state of charge, engl.) i
trenutačnoj kondiciji baterije u odnosu na novu baterija (SoH
– state of health, engl.). Dakle, baterije koje mogu
komunicirati s korisnikom nazivaju se „pametne baterije“. To
su baterije koje su opremljene mikročipovima i mogu
komunicirati s punjačem odnosno korisnikom: punjaču daju podatak koliko je energije još potrebno da
bi bila puna, a korisniku o stanju napunjenosti i kondiciji.
Danas svaki proizvoñač baterija nudi svoje rješenje „pametne baterije“ pa je zato osnovan forum SBS
(Smart Battery System, engl.) koji bi trebao standardizirati definicije i uvjete temeljem kojih neki
proizvoñač može reći da je njegova baterija „pametna“.
OTVORENA PITANJA:
• Tko će ukalkulirati taj trošak – proizvoñači baterija ili proizvoñači sustava za napajanje ili će to
ovisiti o željama korisnika i on će to sam morati naručiti?
• Tko će informirati korisnika o toj mogućnosti i dati mu adekvatna znanja?
• Tko će osigurati kompatibilnost baterije i punjača koristeći novi interface?
• Tko će odgovarati u slučaju kvara na komunikacijskom kanalu i kašnjenja u informaciji da se
nešto dogaña s baterijom?
Sve su to pitanja na koja danas nema
jednoznačnog odgovora, a odgovori se očekuju u
budućnosti nakon relevantnog razdoblja korištenja
koje će pokazati sve prednosti i nedostatke te
ukazati na smjer usavršavanja proizvoda.
76
HK