Centrální napájecí systémy jsou určeny pro napájení nouzového únikového osvětlení v případě poruchy normálního napájení a mohou být vhodné pro napájení dalších základních bezpečnostních zařízení jako například.
- elektrické obvody instalací automatického hasicího zařízení;
- systémy vyhledáváni osob a zabezpečovací návěstní instalace;
- zařízení pro odstraňování kouřových nečistot;
- výstražné systémy upozorňující na výskyt oxidu uhelnatého;
- zvláštní bezpečnostní instalace určené pro určité budovy, jako např. budovy s nebezpečnými zónami.
Typy centrálních napájecích systémů
K tomu, aby se vyhovělo různým požadavkům na činnost základního bezpečnostního zařízení, jsou třeba různé typy centrálních napájecích systémů.
Všeobecně jsou definovány dva základní způsoby silového napájení, tj. přepínací provoz a nepřerušovaný provoz. Hlavní rozdíl mezi nimi spočívá v době odezvy (přepnutí). Při přepínacím provozu není doba odezvy delší než 0,5 s, zatímco při nepřerušovaném provozu je napájení, z principu tohoto provozu, nepřetržité, to znamená, že neexistuje žádná doba odezvy.
Zatížení, úroveň vybití a kapacita baterie určují jmenovitou dobu trvání systému v případě poruchy napájení. Pokud zatížení vyžaduje napájení střídavým proudem, je do obvodu začleněn střídač. Pokud se vyžaduje napájení stejnosměrným proudem, je do obvodu začleněn měnič.
Přepínací provoz
V tomto případě je základní bezpečnostní zařízení napájeno přímo ze systému (obr. 1). Pokud se napětí zátěže liší od napětí systému, použije se k přizpůsobení napětí oddělovací transformátor.
V případě selhání v přívodu energie, přepne hlídač napětí, který je součástí automatického převodního spínacího přístroje (ATSD), napájení na baterii. Řízené nabíječe baterií zajišťují jejich nabíjení a trvalé dobíjení.
Nepřerušovaný provoz
V tomto případě nabíječ napájí základní bezpečnostní zařízení a řízené a/nebo udržovací nabíjení baterie (obr. 2). V případě výpadku zdroje převezme paralelně připojená baterie bez přerušení napájení zátěže.
Přepínací provoz s doplňujícím řídicím spínacím přístrojem pro centrální spínání zátěže
Kromě přístrojů uvedených v režimu přepínacího provozu, obsahuje zařízení řídicí spínací přístroj (přístroje) (CSD), který je automaticky nebo ručně aktivován podle toho, zda je k dispozici normální napájení. Tento přistroj zajišťuje, že nouzový zdroj není nikdy odpojen (obr. 3).
Přepínací provoz s přídavným řídicím spínacím přístrojem pro částečné přepínání zátěže
Kromě přístrojů uvedených v režimu přepínacího provozu, obsahuje zařízení řídicí spínací přistroj pro částečné spínání zátěže, který je uváděn do činnosti při normálním napájení. Jako obměna k pojetí definovanému v odstavci výše je část zátěže trvale napájena (obr. 4).
Neudržovaný přepínací provoz
V tomto případě je základní bezpečnostní přístroj napájen pouze v případě selhání normálního napájení. Tento systém se liší od systému definovaného v režimu nepřerušovaného provozu použitím řídicího spínacího přístroje (řídicích spínacích přístrojů) (obr. 5).
Provozní podmínky a požadavky
Normální provozní podmínky a požadavky na zařízení
Pokud se výrobce a uživatel nedohodnou na zvláštních úpravách, musí se přístroje provozovat za těchto podmínek:
- a) vstupní napětí musí vyhovovat HD 472 S1;
- b) toleranční pásmo kmitočtů střídavého vstupního napětí musí být ±2% od jmenovité hodnoty;
- c) musí být uveden teplotní rozsah, ve kterém bude zařízení provozováno, přičemž musí být zařízení schopno provozu i při relativní vlhkosti vzduchu 85%, kdy ještě nedochází ke kondenzaci;
- d) systém musí být schopen provozu až do nadmořské výšky 1 000 m;
- e) baterie musí být chráněna před hlubokým vybitím.
Informace požadované pro provoz zařízení
Aby se zajistilo řádné napájení zařízení, požaduje se, aby výrobci byly poskytnuty následující informace:
- a) druh a hodnota vstupního a výstupního napětí;
- b) průběh zatížení po stanovenou dobu;
- c) rozdělení zatížení (udržovaného a neudržovaného v provozu), pokud se požaduje;
- d) přípustná doba pro překlenutí v případě selhání síťového napájení;
- e) požadovaná doba provozu;
- f) předpokládaná instalace baterií;
- g) předpokládané uspořádání systému;
- h) rozsah teplot okolí a relativní vlhkosti pro správnou funkci zařízení.
Nabíječe baterií a usměrňovače
Nabíječe baterií a usměrňovače musí vyhovět příslušným požadavkům EN 60146-1-1 a EN 50272-2.
Návrh nabíjecích charakteristik nabíječů baterií a kompatibilita s obvody střídačů musí respektovat údaje a doporučení výrobce baterií tak, aby se optimalizoval provozní život baterií.
Nabíječe baterií musí být schopné automaticky nabíjet své baterie, které byly vybity, tak, aby mohly prokazovat 80% své stanovené doby provozu do 12 hodin od zahájení nabíjení.
V případě nepřerušovaného provozu, když je zátěž napájena z nabíječe, musí jmenovitý výstupní proud nabíječe odpovídat alespoň 110% součtu jmenovitých proudů dodávaných zátěží a proudu dodávaného do baterie.
Pokud jsou zátěže zajišťované v rámci nepřerušovaného provozu trvale připojeny, musí být návrh nabíječe baterie a přidruženého systému takový, aby napětí, které je na výstupních svorkách, nepřekročilo maximální dovolené napětí zátěží.
Nabíječe baterií musí poskytovat svůj jmenovitý výkon pro navržený rozsah teplot okolí, jestliže pracují při síťovém napájecím napětí. Pokud to požaduje výrobce baterií, musí být v závislosti na změnách napětí zajištěna automatická kompenzace napětí pro nabíjení baterií.
Baterie musí být nabíjena po dobu 36 hodin při minimálním jmenovitém vstupním napětí na nabíječi baterií při jmenovitých podmínkách. Bezprostředně po skončení nabíjení musí být baterie vybita. K tomu se musí použít navržené zátěže nebo odporového ekvivalentu, kterým se zajistí jmenovitý proud při jmenovitém napětí baterie. Vybíjení musí pokračovat po stanovenou dobu, přičemž zařízení zajišťuje na konci vybíjení, že napětí baterie není menší než stanovené minimální napětí.
Baterie musí být znovu nabíjena při minimálním jmenovitém vstupním napětí po dobu 12 hodin při pokojové teplotě okolí (20 ± 5)°C. Bezprostředně po opětném nabití musí být baterie znovu vybíjena jmenovitým proudem po dobu rovnající se 80 % jmenovité doby trvání systému, po níž napětí baterie nesmí být nižší, než je stanoveno.
Zařízení, které této zkoušce nevyhovělo, musí být vyzkoušeno znovu. Zařízení, které nevyhovělo opakované zkoušce je nutno považovat za nevyhovující.
Nabíječ baterií musí být navržen tak, aby zkratový proud na jeho výstupu nezpůsobil škodu.
Musí být ověřeno, zda zařízení vyhoví při odpojení baterie a vzniku zkratu na výstupu nabíječe baterie. Nesmějí vzniknout jiné škody než zapůsobení ochranných přístrojů.
Centrální střídače
Centrální střídače, jejich baterie, nabíječe a přidružené řídicí přístroje musí být navrženy tak, aby tvořily kompatibilní systém, a to zvláště pokud se týká kmitočtu, tvaru vlny napětí, výkonu zátěže a účiníků.
Výstupní napětí centrálních střídačů musí odpovídat požadavkům zátěže a musí být regulovatelné v rozsahu ± 6% jmenovitého napětí systému a při zatíženi od 20% do 100% po celou dobu vybíjení. Pro okamžité změny zatíženi mohou být dovoleny odchylky v rozsahu ± 10% po dobu do 5 s.
Střídače musí být schopné trvale po jmenovitou dobu zvládat 120 % požadovaného zatížení. Střídače také musí být schopné začít dodávat plné zatížení do systému, který byl předtím nezatížený, v čase odpovídajícímu EN 1838 při způsobu provozu, kdy selhala síť.
Celkové harmonické zkreslení sinusových střídačů měřené při lineárním zatížení musí být maximálně 5%. Systémy nízkého výkonu, jejichž výstupy jsou nesinusového průběhu, se připouštějí až do výstupního proudu 6 A za předpokladu, že jsou se zátěží kompatibilní.
Kmitočet centrálních střídačů musí odpovídat zatíženi. Přitom maximální kmitočet je 500 Hz a odchylky kmitočtu jsou v rozsahu ± 2 % jmenovitého kmitočtu při plném napětí baterie a rozsahu zatížení.
Střídač musí být chráněn před poškozením způsobeným změnou polarity baterie, které by mohlo postihnout součástky jiné, než pojistkové vložky nebo jiný ochranný přistroj.
Střídač musí být chráněn pojistkovými vložkami nebo jiným ochranným přístrojem, aby nebyly poškozeny součástky zkraty, vzniklými přímo na výstupních svorkách střídavého proudu.
Střídač musí být schopný odpojit kterýkoliv připojený jištěný koncový nebo distribuční obvod, aniž by došlo k odpojení nebo přerušení jeho výstupní pojistky. Funkce střídačů se musí obnovit a výstup musí být opět normální do 5 s od okamžiku, kdy pojistka zapůsobila. Velikost a typ pojistky nebo ochranného přístroje, který je určen pro distribuční síť, musí určit výrobce.
Pojistka nebo ochranný přístroj maximální deklarované hodnoty musí být připojen tak, aby zkratoval výstupní svorky. Střídač přitom musí být zapnut a pojistka nebo ochranný přistroj musí vybavit, aniž by došlo k poškození střídače. Na jeho výstupních svorkách se musí plné výstupní napětí znovu objevit do 5 s.
Ochrana před hlubokým vybitím
Pro ochranu baterie a automatického spínacího přístroje musí být instalován přístroj pro ochranu před hlubokým vybitím, který musí splňovat tyto požadavky:
- a) Minimální pracovní napětí ochrany před hlubokým vybitím musí být určeno výrobcem baterie. Typické hodnoty jsou 0,9 V na článek pro niklkadmiové baterie a 1,6 V na článek pro olověné baterie.
- b) Doba odezvy musí být kratší než 5 s. Spotřeba přístroje na ochranu před hlubokým vybitím nesmí být větší než 0,2 A na 100 Ah jmenovité kapacity baterie.
- c) Funkce přístroje na ochranu před hlubokým vybitím musí být indikována na řídicím panelu bezpečného silového napájení. Aby se zabránilo přílišnému vybití, může být indikace zajištěna vypnutím přístroje.
- d) S obnovením normálního napájení se musí automaticky znovu obnovit nabíjení.
- e) Monitor hlubokého vybití se po obnovení normálního napájení musí dát znovu nastavit pouze ručně.
- f) K tomu, aby se oddělilo základní bezpečnostní zařízení od baterie, se nesmí použit žádný doplňující ručně ovládaný spínací přístroj.
