Тасралтгүй цахилгаан хангамж (UPS) технологи нь сүлжээнээс эрчим хүч тасрах үед үндсэн ачааллыг үргэлжлүүлэн ажиллуулахын тулд олон жилийн турш янз бүрийн хэрэглээнд ашиглагдаж ирсэн. Эдгээр системүүд нь тодорхой ачааллын үйл ажиллагаанд саад учруулах сүлжээний тасалдлаас нэмэлт дархлааг хангах зорилгоор олон өөр байршилд ашиглагдаж ирсэн. UPS системийг ихэвчлэн компьютер, компьютерийн хэрэгсэл, харилцаа холбооны хэрэгслийг хамгаалахад ашигладаг. Сүүлийн үед эрчим хүчний шинэ технологи хөгжихийн хэрээр эрчим хүч хадгалах систем (ESS) хурдацтай тархаж байна. ESS, ялангуяа батерейны технологи ашигладаг нь ихэвчлэн нар, салхины эрчим хүч гэх мэт сэргээгдэх эх үүсвэрээр хангагдсан байдаг бөгөөд эдгээр эх үүсвэрээс үйлдвэрлэсэн эрчим хүчийг өөр өөр цаг үед хадгалах боломжийг олгодог.

UPS-ийн одоогийн АНУ-ын ANSI стандарт нь UL 1778 буюу Тасралтгүй эрчим хүчний системийн стандарт юм. Канадын хувьд CSA-C22.2 No107.3. UL 9540, Эрчим хүч хадгалах систем ба тоног төхөөрөмжийн стандарт нь ESS-ийн Америк, Канадын үндэсний стандарт юм. Хэдийгээр боловсорч гүйцсэн UPS бүтээгдэхүүнүүд болон үйлдвэрлэсэн хурдацтай хөгжиж буй ESS нь техникийн шийдэл, үйл ажиллагаа, суурилуулалтад нийтлэг байдаг ч чухал ялгаанууд байдаг. Энэхүү баримт бичиг нь чухал ялгааг авч үзэж, бүтээгдэхүүний аюулгүй байдлын холбогдох шаардлагуудыг тусгаж, хоёр төрлийн суулгацыг шийдвэрлэхэд кодууд хэрхэн хөгжиж байгааг нэгтгэн дүгнэх болно.

Танилцуулж байнаUPS

Бүрэлдэхүүн

UPS систем нь цахилгааны сүлжээ тасрах эсвэл бусад тэжээлийн эх үүсвэрийн доголдол гарсан тохиолдолд чухал ачааллыг түр зуурын хувьсах гүйдлээр хангах зориулалттай цахилгаан систем юм. UPS нь тодорхой хугацаанд урьдчилан тогтоосон хэмжээний эрчим хүчийг агшин зуур үргэлжлүүлэх зориулалттай. Энэ нь генератор гэх мэт хоёрдогч тэжээлийн эх үүсвэрийг онлайн болгож, эрчим хүчний нөөцийг үргэлжлүүлэх боломжийг олгодог. UPS нь илүү чухал тоног төхөөрөмжийн ачааллыг үргэлжлүүлэн эрчим хүчээр хангахын зэрэгцээ чухал бус ачааллыг аюулгүй унтрааж болно. UPS системүүд олон жилийн турш янз бүрийн хэрэглээнд чухал дэмжлэг үзүүлж ирсэн. UPS нь эрчим хүчний нэгдсэн эх үүсвэрээс хуримтлагдсан эрчим хүчийг ашиглана. Энэ нь ихэвчлэн батерейны банк, суперконденсатор эсвэл энергийн эх үүсвэр болох нисдэг дугуйны механик хөдөлгөөн юм.

Нийлүүлэлтдээ батерейг ашигладаг ердийн UPS нь дараах үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэнэ.

Шулуутгагч/цэнэглэгч – Энэ UPS хэсэг нь хувьсах гүйдлийн сүлжээг авч, түүнийг засч, батерейг цэнэглэхэд ашигладаг тогтмол гүйдлийг үүсгэдэг.

• Инвертер – Сүлжээний хангамж тасалдсан тохиолдолд инвертер нь батарейнд хадгалагдсан тогтмол гүйдлийн хүчийг дэмжигдсэн төхөөрөмжид тохирсон цэвэр хувьсах гүйдлийн гаралт болгон хувиргана.

• Дамжуулах унтраалга – Сүлжээ, UPS инвертер, генератор гэх мэт янз бүрийн эх үүсвэрээс эрчим хүчийг чухал ачаалал руу шилжүүлдэг автомат ба агшин зуурт шилжих төхөөрөмж.

• Battery bank – UPS-д зориулалтын үүргээ гүйцэтгэхэд шаардагдах эрчим хүчийг хадгална.

Одоогийн стандартууд UPS системүүдийн хувьд

• UPS-ийн одоогийн АНУ-ын ANSI стандарт нь UL 1778/C22.2 No 107.3 буюу Тасралтгүй эрчим хүчний системийн стандарт бөгөөд энэ нь UPS-ийг "хүч чадал бүрдүүлдэг хувиргагч, унтраалга, эрчим хүч хадгалах төхөөрөмжүүдийн (батарей гэх мэт) хослол" гэж тодорхойлдог. Оролтын цахилгаан тасарсан тохиолдолд ачааллын тасралтгүй ажиллагааг хангах систем.

• IEC 62040-1 болон IEC 62477-1-ийн шинэ хэвлэлүүд боловсруулагдаж байна. UL/CSA 62040-1 (UL/CSA 62477-1 стандартыг жишиг стандарт болгон ашиглах) эдгээр стандартуудтай нийцүүлнэ.

Танилцуулж байна эрчим хүчний хадгалалт системүүд (ESS)

ESSs нь хүртээмжтэй байх болон тулгараад буй олон сорилтуудын хариулт болж хүчээ авч байна

өнөөгийн эрчим хүчний зах зээлд найдвартай . ESS, ялангуяа батерейны технологи ашигладаг нь нар эсвэл салхины эрчим хүч зэрэг сэргээгдэх эх үүсвэрүүдийн хувьсах хүртээмжийг бууруулахад тусалдаг. ESS нь ашиглалтын оргил үед найдвартай эрчим хүчний эх үүсвэр бөгөөд ачааллын удирдлага, эрчим хүчний хэлбэлзэл болон бусад сүлжээтэй холбоотой функцүүдэд тусалж чадна. ESS нь нийтийн аж ахуй, худалдаа, үйлдвэрлэлийн болон орон сууцны хэрэглээнд ашиглагддаг.

ESS-ийн одоогийн стандартууд

UL 9540, Эрчим хүч хадгалах систем ба тоног төхөөрөмжийн стандарт нь ESS-ийн Америк, Канадын үндэсний стандарт юм.

• Анх 2016 онд хэвлэгдсэн UL 9540 нь зайны эрчим хүч хадгалах систем (BESS) зэрэг ESS-д зориулсан олон технологийг багтаасан болно. UL 9540 нь бусад хадгалалтын технологиудыг хамардаг: жишээлбэл, генератортой хосолсон нисдэг дугуйны агуулах, химийн ESS, жишээлбэл, түлшний эсийн системтэй хосолсон устөрөгчийн агуулах, дулааны ESS, жишээлбэл, генератортой хосолсон далд дулаан хадгалах.
• UL 9540-ын хоёр дахь хэвлэлд эрчим хүч хадгалах системийг "эрчим хүч хүлээн авч, дараа нь шаардлагатай үед цахилгаан эрчим хүчээр хангахын тулд эрчим хүчийг ямар нэгэн хэлбэрээр хадгалах хэрэгсэл" гэж тодорхойлдог. UL 9540-ын хоёр дахь хэвлэлд BESS нь кодын үл хамаарах зүйлсийг хангах шаардлагатай бол батерейны эрчим хүч хадгалах систем дэх дулааны галын тархалтыг үнэлэх стандарт туршилтын арга болох UL 9540A-д хамрагдахыг шаарддаг.
• UL 9540 нь одоогоор гурав дахь хэвлэлд гарч байна.

ESS-ийг UPS-тэй харьцуулах

Функц ба хэмжээс

ESS нь бүтээцийн хувьд UPS-тэй төстэй боловч ашиглалтын хувьд ялгаатай. UPS-ийн нэгэн адил ESS нь батерей, цахилгаан хувиргах төхөөрөмж, жишээлбэл, инвертер болон бусад төрөл бүрийн электрон хэрэгсэл, удирдлага зэрэг эрчим хүч хадгалах механизмыг агуулдаг. Гэсэн хэдий ч UPS-ээс ялгаатай нь ESS нь сүлжээтэй зэрэгцэн ажиллаж болох бөгөөд энэ нь UPS-ээс илүү их эргэлтэнд хүргэдэг. Эрчим хүч хувиргах системийн төрлөөс хамааран ESS нь сүлжээнд эсвэл бие даасан горимд эсвэл хоёуланд нь интерактив байдлаар хамтран ажиллах боломжтой. ESS нь UPS функцээр ч ажиллаж болно. UPS-ийн нэгэн адил ESS нь 20 кВт.ц-аас бага эрчим хүч бүхий жижиг орон сууцны системээс эхлээд саванд олон батерейны тавиур бүхий олон мегаваттын эрчим хүчний савны системийг ашиглан хэрэглээний хэрэглээ хүртэл янз бүрийн хэмжээтэй байж болно.

Химийн найрлага ба аюулгүй байдал

UPS-д ашигладаг ердийн батерейны химийн бодисууд нь хар тугалга-хүчил эсвэл никель-кадми батерейнууд байсаар ирсэн. UPS-ээс ялгаатай нь BESS нь лити-ион батерей зэрэг технологиудыг анхнаасаа ашигладаг, учир нь лити-ион батерейнууд нь илүү сайн мөчлөгийн гүйцэтгэлтэй, илүү их эрчим хүчний нягтралтай байдаг бөгөөд энэ нь бага физик талбайд илүү их эрчим хүч өгөх боломжтой юм. Лити-ион батерей нь уламжлалт батерейны технологиос хамаагүй бага засвар үйлчилгээ шаарддаг. Гэхдээ одоогийн байдлаар литийн ион батерейг UPS хэрэглээнд улам бүр ашиглаж байна.

Гэсэн хэдий ч 2019 онд Аризона мужид нийтийн хэрэглээний программуудад ашигласан ESS-тэй холбоотой ноцтой осол гарсан нь хэд хэдэн анхны тусламж үзүүлэгчид ноцтой гэмтэл учруулж, зохицуулагчид болон даатгалын агентлагууд зэрэг янз бүрийн оролцогч талуудын анхаарлыг татсан. Өсөн нэмэгдэж буй энэ талбарт зайлсхийх боломжтой аюулгүй байдлын ослоор саад учруулахгүй байхын тулд ESS-ийн зохих техникийн нөхцөл, стандартуудыг боловсруулах шаардлагатай. АНУ-ын Эрчим хүчний яам (ТМБ) 2015 онд ESS-ийн аюулгүй байдал, найдвартай байдлын талаар жил бүр анх удаа форум зохион байгуулж, ESS-ийн аюулгүй байдлын зохих үзүүлэлтүүд болон стандартуудыг боловсруулахад дэмжлэг үзүүлэв.

Анхны ТМБ-ын ESS форум нь ESS-ийн техникийн үзүүлэлт, стандартын талаар ихээхэн хэмжээний ажилд хувь нэмэр оруулсан. Хамгийн анхаарал татахуйц зүйл бол ICC IFC болон NFPA 1-ийн суурин батерейны системийн стандартад шууд нөлөөлдөг NEC №706 болон суурин эрчим хүч хадгалах системийн суурилуулалтын стандарт NFPA 855-ийг боловсруулсан явдал юм. Өнөөдөр NEC болон NFPA 855 нь мөн 2023 оны хувилбаруудад шинэчлэгдсэн.

ESS болон UPS стандартуудын өнөөгийн байдал

Дүрэм, стандарт боловсруулах бүх үйл ажиллагааны зорилго нь эдгээр системийн аюулгүй байдлыг зохих ёсоор шийдвэрлэх явдал юм. Харамсалтай нь одоогийн стандартууд энэ салбарт зарим нэг төөрөгдөл үүсгэсэн.

1.NFPA 855. BESS болон UPS-ийн суурилуулалтад нөлөөлөх гол баримт бичиг нь NFPA 855-ийн 2020 оны хувилбар, суурин эрчим хүч хадгалах системийг суурилуулах стандарт юм. NFPA 855-д эрчим хүчний хуримтлалыг "ирээдүйд орон нутгийн цахилгаан ачаалал, нийтийн сүлжээ эсвэл сүлжээний дэмжлэгт зориулж эрчим хүч хадгалах чадвартай нэг буюу хэд хэдэн төхөөрөмжийн угсралт" гэж тодорхойлсон. Энэ тодорхойлолт нь UPS болон ESS програмуудыг багтаасан болно. Нэмж хэлэхэд, NFPA 855 болон галын кодууд нь ESS-ийг үнэлж, UL 9540-д баталгаажуулахыг шаарддаг. Гэсэн хэдий ч UL 1778 нь UPS-ийн уламжлалт бүтээгдэхүүний аюулгүй байдлын стандарт байсаар ирсэн. Систем нь холбогдох аюулгүй байдлын шаардлагад нийцэж байгаа эсэхийг бие даан үнэлж, аюулгүй суурилуулалтыг дэмждэг. Тиймээс UL 9540 стандартын шаардлага нь салбарт зарим нэг төөрөгдөл үүсгэсэн.

2. UL 9540A. UL 9540A нь батерейны түвшингээс эхлээд суулгах түвшинг давах хүртэл алхам алхмаар туршилт хийхийг шаарддаг. Эдгээр шаардлагууд нь UPS системийг өмнө нь шаардлагагүй маркетингийн стандартад нийцүүлэхэд хүргэдэг.

3.UL 1973. UL 1973 нь ESS болон UPS-ийн батерейны системийн аюулгүй байдлын стандарт юм. Гэсэн хэдий ч UL 1973-2018 хувилбарт хар тугалга-хүчлийн батерейг турших заалт ороогүй бөгөөд энэ нь хар тугалга-хүчлийн батерей гэх мэт уламжлалт батерейны технологийг ашигладаг UPS системүүдэд бас сорилт болдог.

Дүгнэлт

Одоогийн байдлаар NEC (Үндэсний цахилгааны код) болон NFPA 855 хоёулаа эдгээр тодорхойлолтыг тодруулж байна.

• Жишээлбэл, NFPA 855-ийн 2023 оны хувилбарт тусгай хар тугалга-хүчил ба никель-кадми батерейг (600 В ба түүнээс бага) UL 1973-д жагсаасан болохыг тодруулсан.
• Нэмж дурдахад, UL 1778 стандартын дагуу баталгаажсан, тэмдэглэгдсэн хар тугалганы хүчлийн батерейны системийг нөөц тэжээлийн эх үүсвэр болгон ашиглах үед UL 9540 стандартын дагуу баталгаажуулах шаардлагагүй.

UL 1973 стандартын хар тугалга-хүчил ба никель-кадми батерейны туршилтын стандарт дутагдалтай асуудлыг шийдэхийн тулд Хавсралт Н (Хаалтанд тохируулгатай эсвэл агааржуулалттай хар тугалга-хүчил эсвэл никель-кадми батерейны хувилбаруудыг үнэлэх) -ийг тусгайлан нэмж оруулсан болно. UL 1973-ийн гурав дахь хэвлэл 2022 оны 2-р сард гарсан.

Эдгээр өөрчлөлтүүд нь UPS болон ESS-ийн аюулгүй суурилуулалтын шаардлагыг ялгах эерэг хөгжлийг харуулж байна. Цаашдын ажилд хар тугалга-хүчил, никель-кадмиас бусад технологиудыг суурилуулах шаардлагыг илүү сайн шийдвэрлэхийн тулд NEC-ийн 480 дугаар зүйлийг шинэчлэх орно. Нэмж дурдахад NFPA 855 стандартыг галаас хамгаалах дүрэм журам, ялангуяа суурин хэрэглээнд ашигладаг янз бүрийн технологиуд, тухайлбал UPS эсвэл ESS эсэхээс үл хамааран илүү тодорхой болгохын тулд цаашид шинэчлэх шаардлагатай.

Зохиогч уламжлалт UPS эсвэл ESS ашиглаж байгаа эсэхээс үл хамааран үргэлжлүүлэн өөрчлөлтүүд нь салбарын аюулгүй байдлыг сайжруулна гэж найдаж байна. Эрчим хүч хуримтлуулах шийдлүүд ихээхэн хурдацтай тархаж байгааг бид харж байгаа тул бүтээгдэхүүний дотоод аюулгүй байдлын асуудлыг шийдвэрлэх нь аюулгүй байдлын шинэчлэлийг нээх, нийгмийн хэрэгцээг хангахад чухал ач холбогдолтой юм.