Układy redundancyjne siłowni stałoprądowych

W celu zapewnienia większej niezawodności układu zasilającego, podobnie jak w systemach zasilaczy UPS, wykorzystuje się nadmiarowość elementów. Stosowanie systemów z redundancją zwiększa niezawodność zasilania odbiorników. W systemach stałoprądowych rozróżnia się następujące układy redundancyjne:

1. Układ redundancyjny zasilaczy ze wspólną baterią.

2. Układ redundancyjny zasilaczy z oddzielnymi bateriami.

Układ redundancyjny zasilaczy ze wspólną baterią

Układ redundancyjny zasilaczy współpracujący ze wspólną baterią jest dość często stosowanym rozwiązaniem. W systemie tym występuje tylko nadmiarowość liczby zasilaczy w konfiguracji 2N lub N+1, a cały system ma wspólną baterię. Zastosowanie wspólnej baterii wynika z faktu, iż jest to element, którego prawdopodobieństwo uszkodzenia jest najmniejsze ze względu na zdecydowanie prostszą budowę od prostownika. Zaletą tego rozwiązania jest niższa cena, wadą natomiast to, iż w przypadku uszkodzenia zestawu baterii system nie zapewnia autonomii zasilania.

Układ redundancyjny zasilaczy z oddzielnymi bateriami

Innym wariantem stosowanym w celu zwiększenia niezawodności jest zastosowanie układu nadmiarowego zasilacz - bateria. W rozwiązaniu tym każdy zasilacz współpracuje z przypisaną sobie baterią. Wszystkie występujące w systemie układy baterii i zasilaczy mają połączone poprzez diody wyjścia i pracują równolegle. Wykorzystanie diod wynika z konieczności zabezpieczenia baterii przed płynięciem pomiędzy nimi prądów wyrównawczych. Występowanie tych prądów wynika z różnicy napięć poszczególnych baterii spowodowanych zazwyczaj różnym stopniem "zużycia" i jest niezwykle niekorzystne, przyczyniając się do przyspieszenia procesu starzenia baterii. Często w celu ograniczenia kosztów systemu dobiera się pojemności baterii przy założeniu, iż projektowany czas autonomii jest osiągany tylko przy prawidłowej pracy obu zespołów akumulatorów, w razie awarii jednej z baterii czas autonomii zmniejsza się o połowę.

Przetwornice DC/DC

Przekształtniki napięcia stałego na napięcie stałe umożliwiają zasilanie z jednej baterii akumulatorów odbiorników o różnych napięciach pracy oraz redukują możliwość wzajemnego oddziaływania pomiędzy nimi. Dzięki możliwości pracy w szerokim zakresie tolerancji napięcia wejściowego pozwalają na pracę do pełnego rozładowania baterii akumulatorowej, utrzymując napięcie wyjściowe o wartości znamionowej. Stosowanie przetwornic DC/DC zapewnia wysoką stabilność i niskie pulsacje napięcia oraz prądów wyjściowych. Ich zasada działania jest podobna jak zasilacza DC, z taką różnicą, iż nie mają one na wejściu układu prostownika.

Monitoring

Obecnie siłownie DC, podobnie jak zasilacze UPS, umożliwiają monitoring parametrów siłowni i zasilania (napięcia, wartości obciążenia, czasu pracy z baterii) oraz jego zdalne zarządzanie. Większość zasilaczy DC umożliwia połączenie logiczne poprzez łącze szeregowe lub styki bezpotencjałowe oraz zawiera dedykowane oprogramowanie pozwalające na monitoring parametrów zasilacza i zasilania (napięcia, wartości obciążenia). Siłownie stałoprądowe mogą być również wyposażone w specjalne moduły komunikacyjne, które umożliwiają połączenie logiczne zespołu modułów zasilaczy i innych urządzeń pomocniczych i ich zdalny monitoring poprzez łącze szeregowe RS-232 bądź modemowe. Komunikacja taka pozwala na współpracę z centralnym komputerowym systemem nadzoru, co zwiększa niezawodność całego systemu dzięki możliwości szybkiej oceny stanu układu zasilania i podjęciu optymalnych czynności przez obsługę.

Podsumowanie

Przy zakupie siłowni należy zwrócić uwagę na jej skalowalność, gdyż systemy telekomunikacyjne szybko są rozbudowywane. Podłączanie nowych abonentów wymaga instalacji dodatkowego sprzętu, który nie może działać bez zasilania. Ważna jest również możliwość łatwego zarządzania i monitoringu systemu zasilania. Większość siłowni DC o dużych prądach znamionowych ma konstrukcję modułową, która cechuje się możliwością rozbudowy w zależności od zmieniających się potrzeb.

Mimo że od kilku lat zasilacze DC wykorzystywane w Polsce do zasilania urządzeń w telekomunikacji nie muszą mieć homologacji Instytutu ¸ączności, to wielu użytkowników tego rodzaju sprzętu nadal kieruje się przy zakupie opinią tegoż Instytutu. Do największych dostawców tego typu sprzętu na rynku polskim należą firmy: Ascom, Benning, Eltek, Telzas.

Systemy zasilania stałoprądowego o średnich i dużych mocach znamionowych są konfigurowane indywidualnie i wyposaża się je w układ dystrybucji mocy, który często pozwala na zarządzanie odbiorami zasilanymi z nich, wg potrzeb klienta. Coraz częściej siłownie stałoprądowe wyposaża się też w moduły komunikacyjno-zarządzające, które oprócz możliwości monitoringu i sterowania siłowni pozwalają na monitorowanie środowiska oraz innych systemów.