SPAI. SYSTEM ZASILANIA AWARYJNEGO SZA5 Dokumentacja techniczno-ruchowa. KATOWICE PRO-SERW s.c. SOSNOWIEC SPÓŁDZIELNIA PRACY AUTOMATYKÓW I INFORMATYKÓW

Transkrypt

1 SPAI KATOWICE PRO-SERW s.c. SOSNOWIEC NOWEMEX s.c. KATOWICE SPÓŁDZIELNIA PRACY AUTOMATYKÓW I INFORMATYKÓW KATOWICE, ul. Asnyka 32 tel/fax. (32) spai@spai.com.pl ul. Lipowa 11, SOSNOWIEC, tel./fax: , tel.: , proserw.sc@gmail.com KATOWICE, ul. Asnyka 32, tel/fax (32) , spai@nowemex.com.pl SYSTEM ZASILANIA AWARYJNEGO SZA5 Dokumentacja techniczno-ruchowa Nazwa dokumentu Str. Rys Data Zastępuje Sprawdził Opracował Wyd DTR SZB523/ DTR SZB522/1209 L. Hanak J.Ostrowski 1

2 SPIS TREŚCI 1. Wstęp 2. Zastosowanie 2 1. Przeznaczenie systemu SZA Konstrukcja mechaniczna 2.3. Parametry elektryczne. 3. Opis techniczny 3.1. Opis wyposażenia systemu Właściwości przetwornicy TS i TS Właściwości zasilaczy impulsowych DR i DRP Akumulatory 3.2. Urządzenia kontrolne i sygnalizacyjne Przekaźniki kontrolne Zespół kontroli zasilania 3.3. Urządzenia zabezpieczające 3.4. Ochrona przeciwporażeniowa 4. Instalowanie, obsługa i eksploatacja Transport 4.2. Instalowanie 4.3. Uruchomienie 4.4. Obsługa okresowa 4.5. Usuwanie uszkodzeń 5. Informacje dodatkowe 5.1. Uwagi producenta SPIS RYSUNKÓW Rys. 1. Rozmieszczenie urządzeń na stojakach SZA5 Rys. 2. Schemat elektryczny systemu SZA523/12V (jeden obwód 12V) Rys. 3. Schemat elektryczny systemu SZA523/24V 2

3 1. WSTĘP Niniejsza DTR zawiera dane techniczno-eksploatacyjne oraz wskazówki niezbędne do poznania budowy, funkcjonowania i sposobu obsługi Systemów Zasilania Awaryjnego typu SZA5. Podano w niej także niezbędne zalecenia dotyczące instalowania i eksploatacji urządzeń oraz postępowanie w przypadku usterek. 2. ZASTOSOWANIE 2.1. Przeznaczenie systemu SZA5 System zasilania awaryjnego SZA5 przeznaczony jest do podtrzymania - w przypadku awarii - napięcia sieci energetycznej 230VAC w obwodzie o maksymalnym obciążeniu 400 W. System składa się z przetwornicy DC/AC TS lub TS , zasilacza impulsowego AC/DC DR lub DRP (SDR ) oraz bezobsługowego akumulatora kwasowego. Pierwotnym źródłem zasilania jest jednofazowa sieć prądu przemiennego 230V/50Hz. W czasie pracy normalnej obciążenie zasilane jest z sieci energetycznej, a zasilacz ładuje akumulator. W wypadku awarii sieci energetycznej system przełącza się na pracę awaryjną. W tym czasie przetwornica dostarcza do obciążenia napięcie sinusoidalne 230V/50Hz. Źródłem zasilania dla przetwornicy w czasie pracy awaryjnej jest napięcie z akumulatora. Po ustąpieniu awarii w sieci energetycznej następuje automatyczne przejście do pracy normalnej. Ze względu na krótki czas (maks. 25ms) przełączania z pracy normalnej na awaryjną i odwrotnie nadaje się do zasilania urządzeń komputerowych wymagających bezprzerwowego zasilania. System SZA5 oferowany jest w następujących odmianach: Jednoobwodowy SZA513/12 zasila jeden obwód prądu przemiennego 230V/300VA buforowany akumulatorem 12V SZA513/24 zasila jeden obwód prądu przemiennego 230V/300VA buforowany baterią akumulatorów 24V Dwuobwodowy SZA523/12 zasila dwa niezależne obwody prądu przemiennego 230V/300VA buforowane dwoma akumulatorami 12V 3

4 2.2. Konstrukcja mechaniczna Wszystkie urządzenia systemu, w obydwu odmianach, zabudowane są na stojaku o wymiarach 1450 x 460 x 300mm (wys. x szer. x głęb.), zespawanym ze stalowych kształtowników. Wygląd stojaka i rozmieszczenie elementów systemu przedstawia Rys Parametry elektryczne Napięcie wejściowe sieć energetyczna 230V/50Hz Napięcie wyjściowe gwarantowane 230V / 50Hz (sinusoidalne) Maksymalna moc obciążenia 400W (460W przez 3min, 600W przez 10s) Pobór prądu z akumulatora 40A z 12V (20A z 24V) Maksymalny czas pracy w stanie awarii 2h lub 4h (sprawny i naładowany akumulator) Pojemność akumulatora 100Ah lub 2 x 100Ah Czas przełączania Maksymalnie 25ms 3. OPIS TECHNICZNY 3.1. Opis wyposażenia systemu Właściwości przetwornicy TS i TS : przetwornica TS lub TS przeznaczona jest do podtrzymania napięcia sieci energetycznej 230VAC w obwodzie o maksymalnym obciążeniu 400W. Przebieg napięcia wyjściowego ma kształt sinusoidalny 50Hz (maksymalne zniekształcenia 3%), wyposażona jest w układ zapobiegający przegrzaniu i przeciążeniu, wyposażona jest w automatyczny układ odłączający przetwornice w przypadku nadmiernego rozładowania akumulatora, (rozładowanie akumulatora poniżej pewnego poziomu prowadzi do nieodwracalnych zmian fizyko-chemicznych w akumulatorze, z radykalnym skróceniem jego sprawności i żywotności), nie posiada układu doładowywania akumulatora, Specyfikacja stosowanych przetwornic Typ przetwornicy TS TS Wejście Napięcie wejściowe DC 10,5 15V 21 30V Prąd znamionowy 40A 20A Sygnał rozładowania akumulatora 11,3V 22V Odłączenie akumulatora 10,5V 21V Moc ciągła Moc maksymalna 3 min. Wyjście 400W 460W 4

5 Moc maksymalna 10s Przeciążenie Napięcie wyjściowe Częstotliwość wyjściowa Sygnał wyjściowy AC TS W 800W 230V 50Hz TS Pełna sinusoida, THD<3,0% Stabilizacja napięcia wyjściowego ±3% Sprawność 86% 87,5% Warunki środowiskowe Temperatura pracy Standardy bezpieczeństwa Przewodzenie i emisja EMI Bezpieczeństwo użytkowania Odporność EMS Wymiary Inne C dla 100% mocy C dla 50% mocy UL508, UL , TUV EN EN55011, EN55022 (CISPR22), EN Class B EN /3/4/5/6/8/11, ENV50204, EN55024, EN (EN ) 205x158x67mm Właściwości zasilaczy impulsowych DR i DRP (SDR ): przeznaczone są do ładowania akumulatorów, posiadają układy zapobiegające przegrzaniu i przeciążeniu. Specyfikacja stosowanych zasilaczy Typ zasilacza DR DRP Wyjście Napięcie DC 12V 24V Prąd znamionowy 10A Zakres prądowy 0 10A Moc znamionowa 120W 240W Tętnienie i szum 80mVp-p Przedział regulacji napięcia 12 14V 24 28V 5

6 DR DRP Stabilność napięcia +/-2% +/-1% Korekcja obciążeniowa +/-1% Wejście Zakres napięcia VAC VAC Zakres częstotliwości 47 63Hz Współczynnik mocy - 0,96 przy pełnym obciążeniu Sprawność 80% 84% Pobór prądu 1,6A 1,4A Prąd upływu Zabezpieczenia <3,5mA Przeciążeniowe % mocy znamionowej, typ zabezpieczenia ciągłe ograniczanie prądowe do momentu usunięcia przyczyny Wysokie napięcie 15 16,5V, 6 typ zabezpieczenia odłączenie wyjściowego napięcia oraz załączenie w celu przywrócenia pracy prawidłowej 30 36V, typ zabezpieczenia odłączenie wyjściowego napięcia oraz załączenie w celu przywrócenia prawidłowej pracy Przegrzanie 100 +/-5 0 C testowane na radiatorze tranzystora kluczującego, typ zabezpieczenia odłączenie napięcia wyjściowego oraz załączenie w celu przywrócenia prawidłowej pracy Warunki środowiskowe Temperatura pracy C C Dopuszczalna wilgotność pracy 20 90% nie kondensująca Wibracja Hz; 2G 10min./1cykl; 60min. dla osi X Y Z Bezpieczeństwo użytkowania Standardy bezpieczeństwa Odporność napięciowa Rezystancja izolacji Przewodzenie i emisja EMI Odporność EMS UL508, UL , TUV EN I/P-O/P 3kVAC, I/P-FG 1,5kVAC, O/P-FG 0,5kVAC I/P-O/P 100MU/500VDC, I/P-FG 100MU/500VDC, O/P-FG 100MU/500VDC EN55011, EN55022 (CISPR22), EN Class B EN /3/4/5/6/8/11, ENV50204, EN55024, EN (EN )

7 DR DRP Inne Wymiary 66x125x100mm 125x125x100mm Waga 0,8kg 1,2kg Akumulatory: w standardowym wykonaniu system przygotowywany jest do pracy z bezobsługowymi akumulatorami kwasowymi (BOSCH, VARTA, itp.), bezobsługowe akumulatory kwasowe montowane są na stałych półkach stojaka, napięcie końcowe ładowania akumulatora kwasowego jest ustawiane fabrycznie na wartość ok. 13,8V (w temperaturze otoczenia 20 0 C) lub 27,6V dla baterii połączonych szeregowo dwóch akumulatorów Urządzenia kontrolne i sygnalizacyjne Przekaźniki kontrolne: PNA przekaźnik służy do przełączenia obwodu obciążenia pod napięcie wyjściowe przetwornicy, kiedy nastąpi awaria sieci energetycznej. Informuje jednocześnie jednym ze swoich przełącznych zestyków, że system przełączył się na pracę awaryjną. Styki informacyjne wyprowadzone są na listwę przyłączeniową - numery zacisków to 9, 10, 11. W czasie, kiedy urządzenia zasilane są z sieci energetycznej zwarte są zaciski 10-11, a kiedy z przetwornicy zwarte są zaciski 9-10 listwy przyłączeniowej. ONP przekaźnik ma za zadanie informować o obecności napięcia 230V/50Hz na obciążeniu bez względu na to, czy urządzenia są zasilane z sieci energetycznej, czy z przetwornicy. Przełączny zestyk tego przekaźnika wyprowadzony jest na listwę przyłączeniową numery zacisków to 6, 7, 8. Kiedy jest napięcie na obciążeniu zwarte są zaciski 7-8, a przy braku napięcia na obciążeniu zwarte są zaciski 6-7 listwy przyłączeniowej Zespół kontroli zasilania: ZKZ-02-SOVBP zespół ten kontroluje w sposób ciągły napięcie na wyjściu zasilacza, a jego zadaniem jest informowanie o nieprawidłowej pracy zasilacza. Przełączny zestyk przekaźnika znajdującego się w panelu ZKZ wyprowadzony jest na listwę przyłączeniową systemu numery zacisków to 1, 2, 3. Kiedy napięcie na wyjściu zasilacza jest prawidłowe zwarte są zaciski 2-3, w przypadku awarii zwarte są zaciski 1-2. Zaciski 1-2 zwarte są również w przypadku braku napięcia sieci energetycznej, nie jest to jednak stan awaryjny. W panelu znajduje się też dwukolorowa dioda LED. Kiedy zasilacz działa poprawnie LED 7

8 świeci na zielono, kiedy na wyjściu zasilacza jest zbyt niskie napięcie, LED świeci na czerwono Urządzenia zabezpieczające Napięcie jednofazowej linii 230V/50Hz dołączone jest do systemu poprzez ochronnik sieciowy. Napięcie to podawane jest do odbiorów przez nadprądowy wyłącznik instalacyjny. Gniazdo sieciowe służące do podłączenia dodatkowego odbiornika zabezpieczone jest osobnym wyłącznikiem zainstalowanym w obudowie S4 wraz z gniazdem. Urządzenia SZA5 chronione są przed skutkami przepięć pochodzących od wyładowań atmosferycznych oraz przepięć łączeniowych ogranicznikiem klasy C. Najważniejszym elementem ogranicznika jest warystor tlenkowy. Ograniczniki klasy C stosowane są jako drugi stopień ochrony w obiekcie chronionym w celu ograniczenia przepięć do wartości wytrzymywanych przez większość urządzeń elektrycznych. Dlatego sieć energetyczna dołączona do urządzeń SZA5 powinna być chroniona ogranicznikami klasy A lub B. Każdorazowe zadziałanie ogranicznika powoduje jego częściowe zużycie, dlatego ogranicznik posiada wizualną sygnalizację uszkodzenia elementu termicznego. Pojawienie się w przezroczystym okienku na przedniej ściance ogranicznika czerwonej dźwigni oznacza jego uszkodzenie i natychmiastową wymianę. Dlatego wymagane jest kontrolowanie stanu ogranicznika raz na miesiąc lub po każdej burzy z silnymi wyładowaniami atmosferycznymi. Zasilacze DR i DRP (SDR ) wyposażone są w zabezpieczenie nadprądowe powodujące przejście zasilacza przy przeciążeniu ponad I nom na pracę z charakterystyką stałoprądową, tzn. stabilizację prądu na poziomie I nom, przy jednoczesnym obniżeniu napięcia wyjściowego. Jest to sytuacja normalna przy ładowaniu baterii po długotrwałym braku zasilania sieciowego. Od strony sieci energetycznej zasilacze zabezpieczone są wkładkami topikowymi nie dostępnymi z zewnątrz. Ich przepalenie oznacza awarię zasilacza. Przetwornice TS i TS wyposażone są w zabezpieczenie przeciążeniowe. Jeśli przetwornica zostanie przeciążona ponad 400W to po pewnym czasie, a w przypadku zwarcia na wyjściu natychmiast, przetwornica przejdzie w stan wyłączenia. Stan ten sygnalizowany jest diodą LED koloru czerwonego na przednim panelu przetwornicy. Przetwornicę można wyprowadzić z takiego stanu przez chwilowe rozłączenie jej pierwotnego zasilania rozłącznikiem bezpiecznikowym, lub ponownym włączeniu napięcia sieci energetycznej. Ponadto przetwornica wyposażona jest w układ, który zapobiega nadmiernemu rozładowaniu akumulatora. Jeśli napięcie na akumulatorze obniży się do poziomu 10,5V przetwornica automatycznie wyłączy się. Stan ten sygnalizowany jest tą samą LED koloru czerwonego, co w 8

9 przypadku przeciążenia. Ponowne włączenie przetwornicy możliwe jest po powrocie napięcia sieci energetycznej i osiągnięciu na ładującym się akumulatorze napięcia powyżej 12,7V. Akumulator zabezpieczony jest przed zwarciem wyłącznikiem nadprądowym Ochrona przeciwporażeniowa Jako zabezpieczenia przeciwporażeniowego zastosowano metodę samoczynnego wyłączenia zasilania. Polega ona na połączeniu części przewodzących, które powinny mieć zaciski ochronne z przewodem ochronnym PE. Dzięki temu przy uszkodzeniu izolacji podstawowej utworzona zostanie pętla zwarciowa, której impedancja zwarciowa powinna być skoordynowana z charakterystyką zwarciową zabezpieczenia obwodu, w którym powstało zagrożenie. Powoduje to, że prąd zwarciowy osiąga wartość umożliwiającą samoczynne zadziałanie zabezpieczenia wyłączającego w wymaganym czasie. Układ zasilania urządzeń SZA5 przystosowany jest do podłączenia do sieci typu TN-S. W układzie TN-S funkcję przewodu neutralnego (N) i przewodu ochronnego (PE) spełniają osobne przewody. W układzie TN-S przy przyjętej ochronie przez samoczynne wyłączenie można stosować (urządzenie B na rysunku obok) bezpieczniki topikowe, wyłączniki nadprądowe i wyłączniki różnicowoprądowe. W SZA5 zastosowano wyłącznik nadprądowy o charakterystyce typu B i prądzie I nom =10A. Zgodnie z zaleceniami normy PN-ICE najlepiej żeby zastosowany wyłącznik nadprądowy był w stanie rozłączyć obwód zasilania w czasie 0,2s. Dla wyłącznika użytego w SZA5 z charakterystyki wynika, że jest on w stanie wyłączyć zasilanie w 0,2s dla prądów z przedziału 30-50A. Zgodnie z normą musi być spełniony następujący warunek: Z gdzie: Z s impedancja pętli zwarcia I a prąd zapewniający samoczynne zadziałanie urządzenia ochronnego w czasie 0,2s U 0 napięcie fazowe sieci energetycznej Dla użytego zabezpieczenia w SZA5 warunek ten spełnia: I < U s a 0 9

10 Z s 230V < < 7, 66Ω 30A Wynik ten należy pomniejszyć o 25%, a zatem impedancja pętli zwarcia dla SZA5 powinna być Z s 5Ω 4. INSTALOWANIE, OBSŁUGA I EKSPLOATACJA Transport. Kompletny system SZA5 podlega kontroli w zakładzie produkcyjnym. Do transportu systemu demontowane są akumulatory. Akumulatory te dostarczane są fabrycznie w stanie wypełnienia elektrolitem i naładowania. W czasie transportu należy je chronić przed przewróceniem, gwałtownymi wstrząsami, uderzeniami oraz przed zwarciem biegunów. Bieguny dodatnie akumulatorów powinny być osłonięte plastikowymi osłonami Instalowanie Po ustawieniu stojaka na miejscu przeznaczenia należy unieruchomić go przez przykręcenie do ściany wykorzystując odpowiednie elementy, a następnie przeprowadzić montaż stojaka w następującej kolejności: przyłączyć uziom, sprawdzić czy wyłączniki nadprądowe zabezpieczające akumulator i sieć 230V/50H są w pozycji 0, ustawić na półce pod przetwornicą akumulator i przykręcić do jego wyprowadzeń klemy zwracając uwagę na prawidłową biegunowość, do zacisków 1 11 listwy przyłączeniowej, jeśli to konieczne, podłączyć sygnały kontrolne i sterujące. do zacisków listwy przyłączeniowej podłączyć obwody obciążenia, do zacisków listwy przyłączeniowej podłączyć napięcie sieci energetycznej 230V/50Hz, 10

11 4.3. Uruchomienie Uruchomienie systemu należy dokonać w następującej kolejności: wyłącznikiem instalacyjnym umieszczonym w skrzynce instalacyjnej S-6 włączyć napięcie sieci energetycznej 230V/50Hz do systemu w panelu ZKZ powinna zapalić się LED koloru zielonego wskazująca na prawidłowe działanie zasilacza, świecić zielone LED przekaźników PNA i ONP umieszczonych w skrzynce S-6 wskazujące na obecność napięcia sieci energetycznej oraz po około 5 sekund od momentu włączenia zapali się zielona LED w przetwornicy urządzenia stanowiące obciążenie systemu zasilane są z napięcia sieci energetycznej, wyłącznikiem instalacyjnym umieszczonym obok skrzynki S-6 włączyć napięcie 12V (24V) wyłącznikiem instalacyjnym umieszczonym w skrzynce instalacyjnej S-6 odłączyć sieć energetyczną w panelu ZKZ kolor świecenia LED zmieni się na czerwony, a LED przekaźnika PNA zgaśnie - urządzenia stanowiące obciążenie systemu zasilane są z napięcia wyjściowego przetwornicy, załączyć ponownie napięcie 230V/50Hz wyłącznikiem instalacyjnym w skrzynce S-6 system gotowy do użytku Obsługa okresowa Zgodnie z wytycznymi Instrukcji utrzymania i sprawdzania urządzeń zabezpieczenia ruchu, urządzenia zasilające srk powinny być sprawdzane raz na miesiąc. Przy wykonywaniu sprawdzenia urządzeń systemu SZA5 należy: dokonać oględzin stanu uziemienia i pewność jego mocowania, sprawdzić pewność mocowania klem akumulatorowych, dokonać oględzin zewnętrznych stanu akumulatora - wycieki elektrolitu oraz odkształcenia obudowy w akumulatorach bezobsługowych świadczą o poważnych uszkodzeniach akumulatorów powodujących konieczność ich natychmiastowej wymiany, dokonać pomiaru napięcia akumulatora (powinno być z przedziału 13,4 13,7V). 11

12 4.5. Usuwanie uszkodzeń Naprawy gwarancyjne i pogwarancyjne podzespołów elektrycznych systemu SZA5 wykonuje służba serwisowa producenta lub wyspecjalizowana jednostka serwisowa upoważniona przez producenta. Ze względu na złożoną konstrukcję zasilacza i przetwornicy oraz występowanie w ich obwodach niebezpiecznych napięć, nie zaleca się wykonywania napraw przez użytkowników. Wszelkie naprawy powinny być wykonywane przez wysokokwalifikowany personel, zapoznany z zasadami bezpieczeństwa pracy. W trakcie napraw i związanych z nimi badań należy zachować szczególną ostrożność. 5. INFORMACJE DODATKOWE Uwagi producenta. Producent zastrzega sobie prawo do wprowadzania zmian konstrukcyjnych i technologicznych, nie pogarszających jakości systemu zasilającego SZA5. 12

13 PÓŁKA PRZYŁĄCZY WE-WY PÓŁKA ZASILANIA OBWODU A PÓŁKA AKUMULATORÓW OBWODU A OBWÓD A PÓŁKA ZASILANIA OBWODU B OBWÓD B PÓŁKA AKUMULATORÓW OBWODU B Rys.1. Rozmieszczenie urządzeń na stojaku typu SZA5 13

14 Rys.2. Schemat elektryczny systemu SZA523/12V (jeden obwód 12V) 14

15 Rys.3. Schemat elektryczny systemu SZA513/24V 15