ќсобенности расчета времени резервировани€ технических средств —ќ”Ё

ќглавление

  1. ќсновные требовани€
  2. Ќормативные требовани€
  3. ќсобенности использовани€ ј Ѕ в качестве средства резервировани€ —ќ”Ё
  4. ќрганизаци€ технических средств —ќ”Ё, обеспечивающа€ длительное резервирование
  5. –асчет времени резервировани€ технических средств —ќ”Ё при работе с ј Ѕ
  6. –асчет мощности, потребл€емой техническими средствами —ќ”Ё
  7. ѕитание системы оповещени€ от источника бесперебойного питани€

 

1. ќсновные требовани€

—истема оповещени€ и управлени€ эвакуацией —ќ”Ё €вл€етс€ наиважнейшей составл€ющей системы безопасности людей наход€щихс€ внутри здани€.   техническим средствам —ќ”Ё предъ€вл€ютс€ высокие требовани€:

ќсновные требовани€ к бесперебойному питанию свод€тс€ к следующему:

—ќ”Ё должны функционировать в течение времени, необходимого дл€ завершени€ эвакуации людей из здани€, сооружени€, строени€.

ѕри пропадании питани€ —ќ”Ё должна функционировать в течение 24 часов в дежурном режиме плюс один час в режиме тревоги. ≈сли в части проекта осуществл€етс€ расчет времени эвакуации, то в этом случае врем€ резервировани€ в тревожном режиме должно составл€ть 1,3 времени эвакуации.

Ёлектропитание —ќ”Ё необходимо осуществл€ть совместно с резервным источником таким образом, чтобы система оставалась полностью работоспособной без выдачи ложных срабатываний в течение времени, необходимого дл€ полной эвакуации людей в безопасное место.

ѕо степени надежности электропитани€ —ќ”Ё относитс€ к потребител€м первой категории, снабженным устройством автоматического ввода резерва (ј¬–), обеспечиваетс€ электроэнергией от двух независимых источников по двум лини€м, проложенным по разным трассам. Ќезависимо от наличи€ ј¬– —ќ”Ё нуждаетс€ в дополнительном резервировании на врем€ ввода второго источника (срабатывани€ и переключени€ ј¬–).

 

2. Ќормативные требовани€

  1. –езервное электропитание технических средств оповещени€ должно осуществл€тьс€:
    • от второго независимого ввода сети переменного тока;
    • от источника питани€ посто€нного тока;
    • автономным электроагрегатом переменного тока.
    ѕримечание. ¬ качестве резервного источника посто€нного тока могут быть использованы сухие гальванические элементы или аккумул€торные батареи.
  2. ¬рем€ работы технических средств оповещени€ от резервного источника посто€нного тока в дежурном режиме должно быть не менее 24 часов.
  3. ¬рем€ работы технических средств оповещени€ от резервного источника посто€нного тока в тревожном режиме должно быть не менее 1 часа. Ќе всегда имеетс€ возможность обеспечить независимый ввод сети переменного тока. Ќа этот случай приведем более подробные рекомендации:
  4. ѕри невозможности по местным услови€м осуществл€ть питание —ќ”Ё от двух независимых источников допускаетс€ организовать питание от одного источника: от разных трансформаторов, двухтрансформаторной или двух однотрансформаторных подстанций, подключенных к разным питающим лини€м, проложенным по разным трассам, с устройством ј¬– на стороне низкого напр€жени€.
  5. ѕри отсутствии в системе электроснабжени€ здани€ источников питани€, оговоренных в пунктах 1-3, дл€ резервного питани€ —ќ”Ё используютс€ аккумул€торные батареи на напр€жение, указанное в технических услови€х на  “— —ќ”Ё. ѕри этом устройства —ќ”Ё в нормальном режиме подключаютс€ через понижающие трансформаторы соответствующего напр€жени€. јккумул€торные батареи наход€тс€ на посто€нной подзар€дке от основного ввода питани€.
  6. ≈мкость аккумул€торных батарей обеспечивает питание электроприемников в течение 24 ч в дежурном режиме и не менее времени эвакуации в режиме "“ревога".

 

3. ќсобенности использовани€ ј Ѕ в качестве средства резервировани€ —ќ”Ё

јккумул€торные батареи ј Ѕ, широко примен€ютс€ дл€ резервировани€ технических средств —ќ”Ё. Ќаиболее распространенными €вл€ютс€ герметичные свинцово-кислотные (SLA) перезар€жаемые необслуживаемые аккумул€торы, рис.1.

–ис. 1 - ¬нешний вид ј Ѕ, DJM 1245

  достоинству SLA аккумул€торов можно отнести эксплуатационную безопасность, относительно медленный саморазр€д, возможность подзар€дки, не критичность к услови€м зар€да. Ќедостатками €вл€ютс€ большой вес, сокращение жизни батарей при глубоких разр€дах и ухудшение эксплуатационных характеристик при нарушении температурного режима и перегрузке.

Ѕольшинство —ќ”Ё питаютс€ от напр€жени€ 24¬. ƒл€ их питани€ можно использовать пару ј Ѕ (2х12¬), соединенных последовательно. ќдной из важных характеристик ј Ѕ €вл€етс€ емкость. ≈мкость определ€ет энергию аккумул€тора и, как следствие, величину допустимой нагрузки. ѕри длительной работе ј Ѕ разр€жаетс€, что сопровождаетс€ падением напр€жени€ на его выводах. јккумул€тор считаетс€ разр€женным при достижении (конечного) напр€жени€, определ€емого характеристиками.

ѕри работе с SLA ј Ѕ нужно обратить внимание на следующие обсто€тельства:

ƒл€ правильного определени€ величины нагрузки необходимо воспользоватьс€ техническими характеристиками аккумул€тора, рис. 2.

–ис. 2 - –азр€дные характеристики ј Ѕ, DJM 1245

»з разр€дных характеристик можно проследить зависимость напр€жени€ на клеммах ј Ѕ от величины нагрузки и времени разр€да (штрихпунктирна€ лини€). ƒанное напр€жение следует сопоставить с допустимым напр€жением питани€ резервируемых средств. »з графика, рис. 2 видно:

ƒл€ мощных ј Ѕ желательно использовать зар€дное устройство с регулируемым уровнем зар€да работающее как в режиме подзар€дки, так и в буферном режиме. «ар€дное устройство выбираетс€ в зависимости от емкости и напр€жени€ ј Ѕ. «ар€дный ток не должен превышать 10% от емкости ј Ѕ: Jзар ≤ 0,1 C, где C Ц емкость ј Ѕ, јч.

 

4. ќрганизаци€ технических средств —ќ”Ё, обеспечивающа€ длительное резервирование

Ќаиболее жестким с точки зрени€ существующих нормативов €вл€етс€ требование по обеспечению резервного питани€ технических средств —ќ”Ё в течение дежурного режима. ƒл€ обеспечени€ данного требовани€ технические средства —ќ”Ё необходимо разбить на 2 группы (Ќезависимо от режима работы, резервированию подлежат только блоки, выполн€ющие функции —ќ”Ё):

Ќа рис.3 представлена схема организации технических средств —ќ”Ё при резервировании от ј Ѕ.

–ис. 3 - ќрганизаци€ технических средств —ќ”Ё при резервировании от ј Ѕ

 онтроллер питани€ следит за напр€жением на основном вводе и при его пропадании выдает команду на подключение блоков, работающих в дежурном режиме, к резервному вводу, к которому подключены ј Ѕ и зар€дное устройство.

ѕод дежурным режимом будем понимать режим функционировани€, в котором задействовано минимальное количество узлов системы (с минимальным энергопотреблением каждого узла) наход€щихс€ на дежурстве. ƒанные блоки (узлы) активируютс€ от автоматической установки пожарной сигнализации ј”ѕ— и должны иметь возможность оперативного включени€ технических средств, отвечающих за тревожный режим. ¬ дежурном режиме все крупные потребители, например, усилители должны находитьс€ в режиме минимального потреблени€ и оперативной готовности к включению в режиме тревоги.

“ревожный режим активируетс€ командным сигналом, поступающим от пожарной станции. ¬ тревожном режиме задействуютс€ все технические средства, необходимые дл€ решени€ основной задачи (см. основные требовани€).

 

5. –асчет времени резервировани€ технических средств —ќ”Ё при работе с ј Ѕ

–асчет мощности ј Ѕ

ќсновными параметрами, необходимыми дл€ расчета мощности, €вл€ютс€ его емкость C и напр€жение U на его отводах, определ€емое параметрами и количеством ј Ѕ. ≈мкость аккумул€тора определ€ет максимальный ток I и, как следствие, величину нагрузки которую он сможет обеспечивать в течение требуемого времени.

≈мкость аккумул€тора C измер€етс€ в ампер-часах (јч, при маленькой емкости Ц в миллиампер-часах (мјч)). и €вл€етс€ произведением посто€нного тока разр€да аккумул€тора на врем€ разр€да (в часах):

Ёнерги€ W накапливаема€ в аккумул€торе, зависит как от его емкости (1), так и от напр€жени€ U:

јккумул€торные батареи стро€тс€ следующим образом. ѕри параллельном соединении нескольких ј Ѕ емкость аккумул€торной батареи C увеличиваетс€ пропорционально их количеству (пример последовательного соединени€ 2-х ј Ѕ изображен на рис.1.). ѕри последовательном соединении нескольких ј Ѕ U на крайних отводах такой составной батареи также увеличиваетс€ пропорционально их количеству . ƒругими словами, при параллельном подключении ј Ѕ суммарна€ мощность увеличиваетс€ за счет увеличени€ тока, при последовательном соединении, за счет увеличени€ напр€жени€. ¬ составных батаре€х, используемых в блоках бесперебойного питани€ (UPS), используетс€ последовательно параллельное подключение, рис.4.

–ис. 4 - ѕример построени€ составной аккумул€торной батареи

ћощность составной батареи складываетс€ из мощностей каждого аккумул€тора. ќбща€ энерги€ батареи E_б, составленной из нескольких ј Ѕ одинаковой мощности:

–асчет мощности, потребл€емой техническими средствами —ќ”Ё

ѕо существующим нормативам при пропадании питани€ —ќ”Ё должна функционировать в течение 24ч дежурного времени и времени, необходимого до завершени€ эвакуации людей, в режиме тревоги. ƒл€ минимизации средней мощности потреблени€ в течение всего периода технические средства —ќ”Ё разбиваютс€ на две группы, мощности каждой из которых рассчитываютс€ отдельно.

—уммарна€ мощность потреблени€ блоков, наход€щихс€ в дежурном режиме:

—уммарна€ мощность потреблени€ блоков, наход€щихс€ в тревожном режиме:

—редн€€ мощность, потребл€ема€ техническими средствами —ќ”Ё в течение дежурного Tд и тревожного Tтр времени:

ѕроверка расчета

ƒопущение: ¬ходные параметры ј Ѕ можно брать непосредственно из технических характеристик, не опира€сь на нагрузочные характеристики, так как последние ориентированы на активную нагрузку (например, электрический чайник).

«апишем критерий (правильности) расчета времени резервировани€ технических средств —ќ”Ё, при резервировании от ј Ѕ:

 

6. ѕример расчета

¬оспользуемс€ результатами, полученными выше, и рассчитаем врем€ резервировани€ —ќ”Ё, построенной на 2-х блоках: комбинированной системе ROXTON RA-8236 и блоке сообщений ROXTON VF-8160 (см. статью "—истема оповещени€ Roxton 8000"). —хема включени€ данных устройств, обеспечивающа€ оптимальный режим работы, дана в ѕриложении 1.

¬ходные данные дл€ расчета

’арактеристики блока сообщений ROXTON VF-8160:

’арактеристики комбинированной системы ROXTON RA-8236:

–асчет

  1. –ассчитаем мощность потреблени€ (блоков) в течении дежурного режима (–д):
    Pд = “д * Pд = 24*7,2=173 ¬т
  2. –ассчитаем мощность потреблени€ (блоков) в тревожном режиме дл€ времени тревожного режиме “тр=1час:
    тр = “тр (–тр + Pд) = 1*(0,8*400 + 12) = 332¬т
  3. –ассчитаем суммарную мощность потреблени€ блоков:
    Pсум = (–тр + Pд) = 173+332 = 505 ¬т
  4. –ассчитаем ток потреблени€ —ќ”Ё.
    Iсум = Pсум / 24 = 505/24 = 21јч

¬ывод: дл€ резервировани€ данной системы необходимо выбрать пару ј Ѕ емкостью не менее 21ј.

 

7. ѕитание системы оповещени€ от источника бесперебойного питани€

Ќа современном рынке присутствует большое разнообразие источников бесперебойного питани€ (»Ѕѕ). ѕроизводители, выдвига€ на передний план те или иные преимущества, обычно скрывают недостатки своих брендов, поэтому дл€ работы с —ќ”Ё желательно использовать »Ѕѕ, которые прошли надлежащую сертификацию.

ќсновной характеристикой »Ѕѕ €вл€етс€ полна€ мощность, измер€ема€ в ¬ј (¬ольт-јмперах). ѕолную мощность не следует путать с активной мощностью или мощностью нагрузки, измер€емой в ваттах. ≈сли производитель дл€ своего »Ѕѕ не указывает мощность в ваттах, то дл€ ее получени€ необходимо полную мощность умножить на коэффициент "0,7". ƒанный коэффициент называетс€ коэффициентом мощности (Power Factor), равен отношению активной мощности к полной мощности (¬ольт-јмпер) и определ€ет характер нагрузки (активна€ или реактивна€ (комплексна€)).

ƒлительную работу резервируемой системы при пропадании питани€ обеспечивают аккумул€торные батареи (ј Ѕ), которые могут быть как встроенными, так и внешними. Ѕольшинство »Ѕѕ содержат встроенные ј Ѕ, но дл€ увеличени€ емкости могут предлагатьс€ и дополнительные внешние ј Ѕ, позвол€ющие увеличить врем€ резервировани€. ѕри одновременной работе (комбинировании) внутренних и внешних ј Ѕ необходимо удостоверитьс€ в том, что суммарна€ энерги€ (W) этих ј Ѕ, не превысит возможности »Ѕѕ.

Ќа рис.5 изображен мощный »Ѕѕ со встроенными ј Ѕ, предназначенный дл€ установки в электротехнический шкаф.

–ис. 5 - ¬нешний вид стоечного блока бесперебойного питани€ JPX-3000

¬ современных »Ѕѕ встроенные зар€дные устройства управл€ютс€ процессором, который автоматически определ€ет, оптимизирует режим подзар€дки, осуществл€ет полный контроль параметров, управл€ет внешней индикацией режимов. ѕрограммное управление позвол€ет дистанционно контролировать и управл€ть параметрами »Ѕѕ.   достоинствам »Ѕѕ по сравнению с ј Ѕ можно отнести простоту монтажа, удобство в обслуживании и самое главное, большую безопасность.

ƒл€ расчета мощности E, эффективно резервируемой »Ѕѕ, необходимо учитывать дополнительный коэффициент , учитывающий потери на инвертирование:

 

ѕриложение 1

—хема подключени€ блока сообщений ROXTON VF-8160 к комбинированной системе ROXTON RA-8236, обеспечивающа€ оптимальный режим работы в дежурном режиме

–ис. 6 - —хема подключени€

ќсобенность данного подключени€ заключаетс€ в том, что блок сообщений ROXTON VF-8160 в дежурном режиме полностью обесточен. ¬ тревожном режиме он активируетс€ от терминального усилител€ RA-8236 и включаетс€ в работу. “акое включение позвол€ет за период дежурного времени сэкономить 24*12=288¬т.

 

ѕриложение 2

—хема включени€ блоков системы аварийного оповещени€ и музыкальной трансл€ции ITC-ESCORT, обеспечивающа€ длительное врем€ резервировани€.

Ќа рисунке ниже представлен фрагмент системы оповещени€, реализованный на системе ITC-ESCORT. —истема работает в 2-х режимах: режим тревожного оповещени€ и режим музыкальной трансл€ции. »Ѕѕ осуществл€ет резервирование по питанию только тех блоков, которые отвечают за дежурный и тревожный режим. Ѕлоки, реализующие музыкальную трансл€цию не резервируютс€.

–ис. 7 - —хема подключени€

–абота системы осуществл€етс€ следующим образом (на схеме сигналы управлени€ и включени€, обозначены пунктирными лини€ми). ”правление 10-ю лини€ми громкоговорителей осуществл€ет автоматический селектор ITC ESCORT T-6212, к которому через селектор зон ITC ESCORT T-6202 подключены 2 независимых усилител€: ITC ESCORT T-120 Ц усилитель, работающий в режиме музыкальной трансл€ции, ITC ESCORT T-61500 Ц высокоприоритетный усилитель, работающий в тревожном режиме. јварийный усилитель ITC ESCORT T-61500 запитан от отключаемых (управл€емых) розеток распределител€ питани€ ITC ESCORT T-6216. ¬ дежурном режиме данные розетки обесточены. јвтоматический селектор “-6212, также как и аварийна€ панель ITC ESCORT T-6223A, отвечающа€ за включение тревожного сообщени€ наход€тс€ на дежурстве и должны быть подключены к статическим (не отключаемым) розеткам распределител€ питани€ ITC ESCORT T-6216. ѕри поступлении сигнала включени€ от системы пожарной сигнализации, на выходе автоматического селектора возникает контрольный сухой контакт, который активирует распределитель питани€. Ќа выходе отключаемых розеток возникает напр€жение 220¬, которое запитывает селектор зон ITC ESCORT T-6202 и усилитель ITC ESCORT T-61500. Ѕлоки, отвечающие за музыкальную трансл€цию Ц усилитель ITC ESCORT T-120 и CD-проигрыватель ITC ESCORT T-6221 не резервируютс€.

 

 


© 2014, ќ.  очнов