关键设施的备用电源系统: 为什么它们很重要?

如果你去过建筑工地, 医院, 或采矿业, 持续的能源供应对于维持他们的工作至关重要. 停电阻碍了整个工作并造成损失. 备用电源系统是这种情况下的最终解决方案.

They offer a proper source of energy and provide excellent support. Do you want to know what they are? 今天, we will discuss backup power systems and understand how they help.

What are Backup Power Systems?

备用电源系统是一种综合电源解决方案，结合了多种工具和储能设置，可在停电期间提供备用电源. 不像 发电机 或太阳能电池板, 它结合了所有这些工具，形成了一种全面的能源供应方法.

可以有不同的组件作为一条链依次作用来提供能量. 以下是备用电源系统的关键组件列表.

• 备用柴油或天然气发电机
• 不间断电源 (UPS)
• 电池组
• 自动转换开关 (苯丙胺类兴奋剂)
• 开关柜
• 配电盘
• 燃料储存系统
• 监控系统

What are Critical Facilities?

关键设施是指能源供应对运行至关重要的基础设施或建筑物. 考虑一个医院的例子. 它有手术室, 应急设施, 和放射机器. 不带电源, 它会造成混乱并危及人民的生命.

这是各种设施的示例.

• 医院
• 数据中心
• 机场
• 应急响应中心
• 水处理厂
• 电讯设施
• 制造工厂
• 军事设施
• 金融机构
• 政府设施

步 1: Divide Loads Based on Priorities

如果您正在为关键设施购买备用电源系统, 你必须根据优先顺序进行. 从高到低的优先级可以帮助决定正确的类型和备用供应系统. 取决于负载, 您可以决定备份系统需要多少电量.

主要分为三大类.

Critical Loads

关键设备无法承受一分钟的停机. 你必须不惜一切代价为这些设备供电. 所以, 为系统供电时, 备用电源系统为这些关键负载提供优先权.

临界载荷的例子是:

• 生命维持设备
• 应急照​​明
• 火灾报警器
• 通讯系统
• 医疗设备
• 数据服务器
• 安全系统

Essential Loads

必要的负载也来自必要的设备, 但他们可以承受短期的干扰. 一旦备用电源系统为关键负载供电, 他们将向基本负载提供能源作为第二优先事项.

例子是:

• 暖通空调系统
• 泵
• 工业自动化
• 冷藏
• 通风设备

Non-essential Loads

非必要负载并不那么重要. 系统无需此类设备即可工作. 所以, 它们被归类为非必需负载.

例子是:

• 装饰照明
• 办公设备
• 自助餐厅
• 充电站
• 非关键 生产设备

步 2: Calculate Total Electrical Load

一旦您确定了必要的电力负载需求, 您必须了解并计算总功率需求. 这取决于几个因素.

• 运行负荷
• 启动负载
• 高峰需求
• 未来扩展
• 功率因数
• 电压要求

记住, 启动负载可以是运行负载的两倍. 所以, 您应该选择能够处理车辆启动和持续负载的备用电源系统.

以下是不同基本和关键工具的启动和运行负载列表.

步 3: Select the Appropriate Backup Power Source

What type of source do you want to use in your backup power systems? You should consider the several types discussed below.

柴油发电机

Diesel generators are a famous source of energy. 然而, they can act as a backup source because:

• There is no outage of the generators until you run out of fuel supply.
• They are ideal for long operating hours.
• With a high output, they can support your major equipment.

气体发生器

Gas Generators are the ultimate replacements for diesel generators. The only difference is the fuel consumption. Gas Generators use gas, while diesel generators use diesel as a backup source.

Here are a few benefits of gas generators.

• Lower carbon emissions and more eco-friendly sources
• Continuous fuel supply is available in an abundant gas supply.
• Silent operations compared to the diesel generators.

电池储能

由于太阳能采用和储能的增加，电池储能装置在过去几年中变得著名.

锂离子电池是这里的最佳选择. 它们在供应充足时储存能量，并在停电期间利用它. 好处是:

• 零启动延迟
• 静音运行
• 减少发电机运行时间
• 改善电能质量

可再生能源并网

这是整合可再生能源发电系统的新趋势. 两个最著名的选项是:

• 太阳能
• 风力涡轮机

太阳能更可行, 适用于住宅领域, 并在阳光照射下提供最大的能量供应. 它可以帮助将多余的能量存储在电池存储系统中以供以后使用.

步 4: Determine Generator Capacity

发电机容量是一个关键决定. 这是因为尺寸过小的发电机无法支持和运行关键设备. 同时, 超大发电机可以在较低负载下持续运行, 导致效率降低和燃料消耗增加.

所以, 您必须选择容量合适的发电机. 需要考虑的常见事项是:

• 持续的电力需求
• 电机启动电流
• 未来负荷增长
• 环境温度
• 高度
• 燃料类型
• 营业时间

提示: 为了将来的扩展, 你应该保留一个 25% 发电机的额外容量.

步 5: Design for Redundancy

即使一个组件发生故障，关键设施也无法承受电力中断. 当工具出现故障时，正常系统会关闭整个过程. 随着冗余的引入, 没有中断, 并且供应得到简化.

以下是需要了解的三种最常见的冗余策略.

N Configuration

在这些设置中, 仅安装了最低限度的必要系统. 例如, 您已安装一台发电机作为备用电源，无需额外的发电机系统.

这样的系统适合小型商业区和低风险设施.

N+1 Configuration

除了最低要求外, 安装了附加系统. 例如, 您需要两台发电机并安装了三台. 第三台发电机可作为备用发电机，在紧急情况下提供帮助.

此设置的好处包括:

• 提高可靠性
• 减少维护停机时间
• 更大的运营灵活性

N+2 Configuration

而不是一个, 你有两个备用组件. 例如, 两个额外的备用发电机为您的电器供电.

这样的设置非常适合:

• 大型医院
• 数据中心
• 军事设施
• 机场

步 6: Add an Uninterrupted Power Supply(UPS)

你知道发电机最大的问题吗? 启动需要几秒钟的时间，并且会因启动以及电压和功率条件的波动而影响电器.

UPS 是中间系统，无需等待发电机运行即可为关键设施提供即时供电.

需要UPS的常见电器有:

• 数据服务器
• 医疗器械
• 通讯系统
• 工业控制系统
• 网络基础设施
• 保安设备

步 7: Design the Automatic Transfer Switch

您希望系统实现自动化吗? 自动转换开关的设计与安装. 它的作用是:

• 检测公用电网的故障或断电.
• 将电源从公用电网转移到发电机.
• 帮助启动备用发电机并为系统供电.

自动开关可减少麻烦并具有以下优点.

• 全自动操作
• 更快的电力恢复
• 提高操作安全性
• 减少人为错误

步 8: Plan Fuel Storage and Runtime

当你停电时, 备用发电机有助于简化能源供应并启动您的设备.

因为只要有足够的燃料，发电机就会运行, 假设您想要运行发电机 72 小时; 燃料储存变得至关重要.

您应该储存多少燃料? 这里有一些提示.

• 发电机尺寸
• 预期电力负荷
• 燃油消耗率
• 所需营业时间
• 燃油供应可用性
• 地方法规

Fuel Storage Considerations

燃料储存也是一个关键问题，储存时可能会危及燃料质量. 所以, 您应该考虑以下因素来优化燃料存储.

• 油箱容量
• 室内或室外安装
• 环保双壁油箱
• 燃油输送泵
• 燃油过滤系统
• 泄漏遏制措施
• 燃油质量监测

步 9: Design the Electrical Distribution System

电力分配与备用电源的生成同样重要. 分发还应该有效地进行，并且必须平等地到达每个组件.

该配电系统有几个组件.

• 主开关柜
• 配电盘
• 断路器
• 保护继电器
• 母线
• 电源线
• 临界负载面板

配电系统将设备和负载分为三种主要类型.

High Priority

这些设备和系统优先考虑配电. 高优先级负载的常见示例是:

• 手术室
• 火灾报警器
• 应急照​​明
• 通讯设备

Medium Priority

一旦您为高优先级的工具和系统提供了能量, 配电网络为中等优先级的工具和系统提供能源. 中等优先级系统的示例包括:

• 暖通空调设备
• 水泵
• 紧急情况下使用的电梯
• 工业过程控制

Low Priority

当没有停电并且有电源可用时, 最后获得电力的是低优先级负载. 例子是:

• 办公照明
• 自助餐厅
• 装饰照明
• 通用办公设备

步 10: Integrate Monitoring and Control System

监测和控制系统提供有关多个组件的实时数据, 例如:

• 发电机状态
• 燃油油位
• 电池状况
• 发电机温度
• 油压
• 电压
• 频率
• 功耗
• ATS操作
• 报警条件

Do you know why we should implement the monitoring and control system?

Here are a few benefits that are crucial in such a case.

• 早期故障检测
• 减少停机时间
• Predictive maintenance
• Better operational visibility

常见问题解答

• Why is redundancy important?

Redundancy helps provide the energy if one or more components fail. It has additional components to streamline the power supply.

• 什么是自动转换开关?

An automatic transfer switch helps automate the energy transfer. 例如, it automatically transfers the load from batteries to generators in emergency cases.

• How is generator size determined?

Generator size depends on the running loads, peak loads, starting loads, and critical load requirements. There are several factors discussed above to determine.

• Why are UPS systems used with generators?

Generators take time to start and interrupt the power for a few seconds, which is essential for critical loads. UPS 提供即时电力直至发电机运行.

• 备用电源系统的目的是什么?

备用电源系统只有一个目标. 为设备提供电力并确保无缝运行. 对于紧急情况, 它起着至关重要的作用.

• 备用电源系统应该多久测试一次?

备用电源系统至关重要，应定期测试. 您应该检查发电机的运行情况, ATS 功能, UPS性能, 电池状况, 根据维护计划和适用标准进行负载测试.

• 哪些行业需要备用电源系统?

一些设施需要不间断能源并使用备用电源系统. 例如, 卫生保健, 数据中心, 电信, 制造业, 机场, 金融机构, 紧急服务, 和水处理设施.

• 备用发电机可以运行多长时间?

发电机可以长时间运行，预计运行时间为 24-72 小时. 然而, 它们可以一直运行直到耗尽所有燃料. 持续的燃料供应可以让它运行几个小时.

结论

备用电源系统满足关键机器和设备的基本供电需求. 每当选择备用电源系统时, 你必须知道如何分配负载, 计算它们, 并根据需要进行选择. 安装高质量发电机以优化您的备用电源.

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