Влияние длительного отключения электроэнергии на работу источников резервированного питания

Все, кому приходилось иметь дело с источниками резервированного (бесперебойного) питания для слаботочных систем, хорошо представляют, как они должны работать. При наличии основного источника питания напряжение сети переменного тока преобразуется в напряжение 12 или 24В постоянного тока и подается в нагрузку. При отсутствии основного источника напряжение в нагрузку поступает из аккумуляторных батарей. Когда сетевое напряжение вновь появляется, блок «переходит» на работу от сети и начинает заряжать батареи.

Зададим себе вот такой вопрос: а как должен вести себя блок бесперебойного питания, если произошло длительное отключение сетевого источника – на несколько дней, недель или даже на месяц? Понятно, что такие случаи достаточно редки, но на практике, тем не менее, они случаются.

Как мы уже знаем, при отключении сетевого источника блок должен мгновенно переключиться на резервный источник – аккумуляторную батарею. Работа блока от батареи может продолжаться лишь некоторое время – так называемое время резервирования. Это время определяется емкостью используемой батареи и током нагрузки и составляет, как правило, от нескольких часов до суток. Когда ресурс батареи будет почти исчерпан, блок должен отключить нагрузку, чтобы прекратить дальнейший разряд батарей. Иначе батарея выйдет из строя, и ее придется менять. Замена батарей может обойтись в кругленькую сумму, особенно это касается батарей большой емкости. Например, средняя цена батареи 12В емкостью 40Ач составляет около 4200 руб. Для блоков с выходным напряжением 24В эту сумму придется умножить на 2, так как для получения номинала напряжения в них используются 2 батареи, включенных последовательно. То есть, речь идет уже о сумме в 8400 рублей.

Но, как в случае любого электронного устройства, здесь есть небольшой, но очень важный нюанс. Отключив нагрузку, блок продолжает потреблять от батареи незначительную энергию – так называемое внутреннее потребление необходимое для обеспечения индикации, питания информационных выходов и других узлов электронной схемы. Это внутреннее потребление может сыграть с батареей злую шутку, известны случаи, когда за неделю отсутствия электроэнергии на объекте напряжение на 12-вольтовой батареи снижалось до 7В. В этом случае мы опять рискуем понести затраты в размере стоимости аккумуляторов, а затраты эти, как мы видели, немаленькие.

Чтобы избежать нежелательных затрат, необходимо применять блоки, оснащенные функцией защиты батареи от глубокого разряда и информационным выходом, сигнализирующим о неисправности основного источника электроэнергии. Кстати, для систем противопожарной защиты наличие такого выхода в блоке является обязательным требованием. Установив такой блок питания, Вы можете быть спокойны за свой объект.  Ведь получив информацию о неисправности сети переменного тока и о переходе блока на работу от резервного источника, Вы сможете своевременно вызвать аварийную службу для выяснения причин и устранения неисправности. Если стало известно, что авария в сети не будет устранена в ближайшие несколько дней или более рекомендуем вручную отключить батареи от блока.

Но вот настал долгожданный момент и аварию в сети устранили, а ваш блок почему-то не работает. Оказывается разряженный аккумулятор в первые минуты заряда «потребовал» очень большой зарядный ток, превосходящий номинальный ток нагрузки самого блока, сработала защита от перегрузки, и напряжение на выходе блока пропало. Теперь, чтобы восстановить работоспособность блока Вам ничего не остается, как снять батарею и зарядить ее отдельным зарядным устройством.

Такой вариант развития событий, как Вы понимаете, мало, кому понравится. Вот почему в блоке питания должен быть независимый канал заряда, который обеспечит оптимальный по времени и электрическим параметрам режим заряда свинцово-кислотной герметичной аккумуляторной батареи, ограничит ток заряда, защитит блок от короткого замыкания в батарее или от ошибочного подключения (переполюсовки) батареи. Отметим, что наличие канала заряда с перечисленными выше функциями является обязательным требованием в случае использования блока в составе систем противопожарной защиты, так же как и наличие информационного выхода, сигнализирующего о неисправности или отсутствии резервного источника.

Срок службы аккумуляторных батарей составляет величину до 5 лет для стандартных батарей и до 10 лет — для батарей с увеличенным сроком службы. Данные показатели производитель гарантирует при соблюдении целого ряда условий эксплуатации: температура окружающей среды 20°С, ток разряда не более 10% емкости батареи, небольшое количество циклов разряда-заряда, глубина разряда не более 30% и др. На практике эти условия соблюсти очень трудно или даже невозможно, особенно это касается температуры окружающей температуры, которая может существенно превышать 20 °С. Поэтому реальный срок службы эксплуатации батареи оказывается меньше заявленного. Например, при эксплуатации батареи при температуре 35 °С, срок службы сократится с 5 до 3-х лет. Блок питания должен осуществлять контроль состояния батареи и в случае неисправности информировать пользователя при помощи соответствующей индикации и передачи информации во внешние информационные цепи. Это позволит своевременно произвести замену вышедшей из строя батареи.

Итак, сформулируем требования к блоку питания для объектов, где возможны длительные отключения электроэнергии:

• возможность установки батарей большой емкости для обеспечения длительного времени резервирования
• защита батарей от глубокого разряда, которая предотвратит выход батареи из строя
• информационный выход, сигнализирующий об аварии в сети переменного тока и о переходе блока на работу от резервного источника
• независимый канал заряда, обеспечивающий требуемые электрические параметры заряда и время восстановления ресурса батареи
• информационный выход, сигнализирующий о неисправности батареи, что позволит произвести ее своевременную замену

Блоки резервированного питания серии БИРП в полной мере отвечают всем перечисленным требованиям, что подтверждено сертификатом соответствия техническому регламенту № C-RU.ПБ16.В.00360, действующим по 11.12.2016.

Подробные технические характеристики блоков БИРП Вы сможете изучить на сайте www.k-eng.ru или www.birp.ru, а если появятся вопросы, задать их автору статьи, используя адрес электронной почты Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.