ОГЛЯД Класифікація технічних засобів для електроживлення систем безпеки

Технічні засоби електроживлення призначені для забезпечення надійного живлення електричних пристроїв систем безпеки. У ГОСТ Р 52435-2005 "Технічні засоби охоронної сигналізації. Класифікація. Загальні технічні вимоги та методи випробувань" залежно від призначення та виконуваних функцій вони поділяються на основні, автономні, вторинні, резервні, з резервом та безперебійного електроживлення

Існуюча класифікація не відображає особливостей принципу дії, є еклектичною і вимагає деталізації Розглянута в цій статті нова класифікація основних видів технічних засобів електроживлення для апаратури систем безпеки за призначенням та способом перетворення електричної енергії дозволить практичним працівникам, спеціалістам проектних організацій краще орієнтуватися в номенклатурі виробів ринку, та ефективніше використовувати їх у своїй діяльності (див. схему).

Всі технічні засоби живлення можна розділити за функціональними можливостями на джерела живлення та допоміжні засоби.

По області застосування та конструктивного виконання розрізняють джерела живлення для розміщення в приміщеннях (опалюваних та/або неопалюваних) і поза приміщенням - для відкритої установки.

Для живлення енергоємної апаратури систем безпеки, що використовує змінну напругу, використовуються генератори.

Для забезпечення безперервного електропостачання приладів та систем тривожної сигналізації (охоронної, пожежної та ін.) використовуються два основні види джерел живлення:

джерела безперебійного живлення (ДБЖ),
джерела резервного харчування (ІРП)

Генератори

Випускаються такі види генераторів: дизельні або бензинові, з ручним запуском або зі стартером та автоматикою, однофазні або трифазні. Основними їх перевагами є відносно невелика вартість, можливість тривалої роботи, висока якість вихідної напруги. До основних недоліків слід віднести неможливість забезпечення безперебійного електроживлення, оскільки потрібен час (щонайменше кілька секунд) для запуску генератора, а також необхідність спеціального приміщення та технічного обслуговування.

Джерела безперебійного живлення

ДБЖ поділяються на джерела з вихідною напругою 220 В змінного струму та джерела з низькою напругою, в основному 12 або 24 В постійного струму.

Резервування навантаження, що живиться напругою – 220 В, застосовується для різного комп'ютерного обладнання систем безпеки. Основне вирішуване ними завдання - захист від короткочасних відключень мережі або при тривалих відключеннях, забезпечення можливості збереження даних про стан системи та об'єкта, що охороняється. Для цих цілей використовуються, як правило, ДБЖ інверторного типу. Вони перетворюють низьку напругу постійного струму акумуляторної батареї на змінний струм 220 В. Відповідно до міжнародного стандарту IEC 62040-3 ДБЖ змінного струму поділяються на три основні групи:

резервного типу (Off-Line UPS);
лінійно-інтерактивного типу (Line-Interactive UPS);
із подвійним перетворенням енергії (On-Line UPS).

ДБЖ резервного типу Ці пристрої є комбінацією інвертора і стабілізатора, комутованих за допомогою спеціального автомата введення резерву. У ньому інвертор включається лише за зникненні напруги. Найбільш поширені ДБЖ цьоготипу потужністю 250-1500 ВА. Поряд з очевидними перевагами - відносними простотою і дешевизною, високим ККД, вони мають істотні недоліки, основними з яких є несинусоїдальна вихідна напруга; можливість виникнення перехідних процесів вихідної напруги при зникненні та підключенні мережі; кінцевий час перемикання навантаження з мережі на резерв та назад; відсутність захисту навантаження від неприпустимих відхилень форми та частоти напруги в мережі.

ДБЖ лінійно-інтерактивного типу Такі ДБЖ мають двонаправлений перетворювач напруги, що виконує функції як інвертора, так і зарядного пристрою. Діапазон потужностей таких джерел становить, як правило, 500-3000 ВА. На відміну від ДБЖ резервного типу, вихідна напруга тут в автономному режимі має синусоїдальну форму, інші перераховані вище недоліки зберігаються.

ДБЖ з подвійним перетворенням енергії Це найдорожчі, але і найбільш досконалі ДБЖ з випускаються промисловістю. У них мережна напруга спочатку знижується і випрямляється, а потім постійний струм за допомогою інвертора перетворюється на змінний напругою 220 В. Вони забезпечують синусоїдальну форму вихідної стабілізованої напруги без перерв при пропаданні основного мережевого джерела і перехідних процесах. Однофазні ДБЖ різних модифікацій мають номінальну потужність до 30 кВА.

Джерела резервного харчування

Найбільшого поширення в системах тривожної сигналізації ТЗ набули ДБЖ з низькою вихідною постійною напругою, або джерела вторинного електроживлення резервовані (ІВЕПР). Вони призначені для вирішення наступних завдань:

електроживлення апаратури, яка не має вбудованого мережевого блоку живлення;
забезпеченнязахисту як самого джерела живлення, і навантаження;
обслуговування АКБ;
формування сигналів про стан джерела живлення

Додатковими функціями, що реалізуються ІВЕПР в системах (ТС), може бути видача сигналів про зниження напруги мережі живлення або АКБ нижче встановленого рівня, сигналів виклику обслуговуючого персоналу, управління зовнішньою командою живленням електромагнітних замків та ін.

До складу ІВЕПР входять мережне джерело живлення, зарядний пристрій для акумуляторної батареї (АКБ) та блок перемикання навантаження з мережевого джерела на АКБ.

Серійно випускаються ІВЕПР мають номінальну вихідну напругу в основному 12 або 24 В з відхиленнями, зазначеними в технічній документації, у всьому діапазоні напруг основної мережі живлення (не менше 187-242 В) Імпульсні джерела відрізняються від лінійних високим значенням ККД, але і наявністю високочастотних , Що досягають 1% від номінальної вихідної напруги.

Блоки резервного живлення (БРП) призначені для живлення навантаження під час зникнення напруги основного мережного джерела. БРП використовується для живлення апаратури ТС, яка має вбудоване мережеве джерело та додаткові входи для підключення резерву. До складу БРП входять АКБ, схема його захисту та зарядний пристрій. БРП не замінює ІВЕПР, але може підключатися до нього підвищення ефективності харчування навантаження, зокрема, за необхідності формування значних пускових струмів у тривожному режимі роботи ТЗ.

Деякі спеціалісти виділяють як самостійний вид гібридні джерела живлення. Це по суті буферні джерела постійної напруги. Залежно від вимог до тривалості часу заряду АКБ вони можуть використовуватися або як ДБЖ, або як РБП.можливість вибору користувачем розподілу часток струму стабілізатора, які розподіляються між АКБ при її заряді та навантаженням. За рахунок збільшення струму заряду (у межах зарядних характеристик) у таких джерелах можливе значне скорочення часу заряду, але за рахунок зменшення віддачі енергії у навантаження.

Особливістю деяких ІВЕПР є відносно невелика віддача електричної енергії в черговому режимі роботи системи безпеки, що забезпечується мережним перетворювачем, і набагато більша віддача в режимі тривоги для включення засобів оповіщення та виконавчих механізмів, що забезпечується додатковим резервним джерелом (АКБ).

Допоміжні технічні засоби

До них відносяться стабілізатори напруги мережі, блоки захисту та додаткові засоби. Блоки захисту забезпечують захист навантаження від короткочасних імпульсів напруги, що виникають в мережі живлення при комутації потужних навантажень, грозових розрядах, в аварійній ситуації.

Стабілізатори формують постійну вихідну напругу для нормалізації живлення навантаження, зокрема при зниженій напрузі мережі. Як правило, стабілізатори виконують функції блоку захисту.

Додаткові засоби дозволяють розширити можливості застосовуваних джерел живлення, наприклад, збільшення тривалості резервування та інших.

Таблиці. Джерела вторинного (безперебійного) електроживлення

Джерело: Журнал "Системи безпеки" №1, 2009