Jak vypočítat zkratový proud za UPS při napájení z UPS?

[Mlkar.martin]

Jakým způsobem vypočítat zkratový proud při napájení z UPS? Mějme třeba UPS o výkonu 200 kVA. Existuje nějaký program, který si poradí s výpočtem zkratových proudů za UPS? Jaké vstupní parametry musím znát u UPS?

#116#

[Mlkar.martin]

Na tomto serveru jsem našel něco o výpočtu tj.:
Typická přetížitelnost UPS může být 150 % (ověříme si tento údaje v technických datech UPS). Předpokládejme, že jedná se o nejhorší případ, kdy normální odběry všech okruhů zatíží UPS na 100 %. Nominální proud UPS je 15 kVA/230 V (= 65 A). Proud pro 150 % přetížení je 97,5 A. Proud, který UPS dodá do zkratu v jednom okruhu je 32,5 A. Teď se podíváme do charakteristiky použitého jističe a zjistíme, jak rychle vybaví. Pro rychlé vybavení na zkratovou spoušť jistič 10 A char. C potřebuje cca 10 × In, přibližně 100 A. Takže v našem případě UPS není schopna rychle odpojit vadný okruh.
Vylepšit situaci můžeme tak, že použijeme menší jištění. Častokrát to však není možné, protože chráněná zátěž, převážně počítače, mají velký zapínací proud a jističe s menším In nebo s rychlou charakteristikou budou často vybavovat při zapnutí zátěže. Další způsob, jak situaci vylepšit je použít UPS s větší proudovou přetížitelností střídače.

Jedná se pravděpodobně o 1f ups. Skutečně pro výpočet zkratového proudu UPS je dostačující vzorec odvozený z výše uvedeného odstavce tzn.: 15 kVA/230V (=65A) -> 65/2 = 32,5A takže zkratový proud je 32,5A ?

V mém případě máme UPS o výkonu 200kVA/400V jaký bude vzorec pro výpočet? Skutečně je to tak jednoduché?

[Fuk Tomáš]

UPS se liší od distribuční sítě nn mj. tím, že při zkratu dříve než by zareagovala zkratová spoušť jakéhokoli elektromechanického jističe (natož s charakteristikou C  ), zareaguje elektronická nadproudová ochrana v UPS a vypne ji.

[Jirka Š.]

Podle mě 150% přetížení UPS neznamená zkrat, ale provozní stav, který sice elektronice nedělá dobře, ale UPS je ještě schopna dodat plné napětí. A potom... viz příspěvek pana Fuka.

[Fuk Tomáš]

Podle mě 150% přetížení UPS neznamená zkrat, ale provozní stav, který sice elektronice nedělá dobře...

Pokud vím, tak u UPS se používají termíny jako jmenovitá zátěž (= max. trvalá zátěž) a u některých UPS případně krátkodobá max. zátěž (tj. co utáhne střídač ale neuchladí se to).
O přetížení (natož 150%) nelze hovořit, proti přetížení se každá slušná UPS brání elektronickou ochranou.

[Mlkar.martin]

Takže není potřeba uvažovat s vypnutím v předepsaném čase? Vzhledem k malému zkratovému proudu nedojde k vybavení jističe za UPS. A přenechat "jištění" při zkratu jen UPSce?

[Fuk Tomáš]

Na to se nedá takhle jednoduše paušálně odpovědět, musíte vycházet z vlastností té které konkrétní UPS a z toho, jak máte dimenzované rozvody.

Například některé UPS při provozu ze sítě přepnou výstupní svorky na vstup a nekontrolují zátěž (pak je na místě standardní jištění), některé jedou na měnič (tzv. on-line UPS).
Smysl mých předchozích příspěvků byl v tom, že při provozu na měnič nemá velký smysl mudrovat nad charakteristikou jističů, protože střídač běžné UPS tak jako tak neutáhne zkratový proud.

[Mlkar.martin]

Co myslíte tím standartním jištěním? U tak malých zkratových proudů je potřeba využít pravděpodobně chránič. Což tedy snižuje spolehlivost UPS.

Dle mých informací většina UPS v případě, že dojde ke zkratu přepne na napájecí zdroj v tomto případě to může být třeba síť. To tedy znamená, že je potřeba "dimenzovat" jističe popř. chrániče tak aby došlo včasnému odpojení od zdroje, vzhledem ke zkratovému proudu sítě.
Má otázka zní jestli tedy musím v každém případě využít chrániče proto aby došlo k včasnému vypnutí a jak se dá vypočítat zkratový proud samotné ups.

[Fuk Tomáš]

Má otázka zní .... jak se dá vypočítat zkratový proud samotné ups.

Odpovím vám na tuto, poslední otázku.
Zkratový proud samotné UPS se vypočítat nedá. Není z čeho. Je to informace, kterou získáte
- od výrobce oné UPS (když to bude UPS 200 kVA, jakou uvažujete, tak ji asi nebudete kupovat přes internet od neznámého Číňana)
- proměřením zátěžové charaktristiky té konkrétní UPS včetně analýzy jejího chování při přetížení.

[Mlkar.martin]

Zkratový proud samotné UPS se vypočítat nedá. Není z čeho.

Znamená to tedy, že výpočet, který jsem uvedl nahoře je naprostý nesmysl?


Předpokládám tedy, že zkratový proud za zdrojem UPS je velmi malý jaké by jste tedy navrhli jištění za tímto zdrojem?

[Rozmahel Vladimír]

Pokud je nutno za UPS jistit, tak se jistí vedení. Tzn. podle použitých vodičů instalace dále s ohledem na výkon UPS. Mám na mysli běžný rozvod 230V. Pokud je UPS v režimu spojení se sítí, tak reaguje předřazené ochranné opatření před UPS. Pokud jedete na "ostrovní" provoz, tak se jedná o izolovanou, v zásadě oddělenou, soustavu a musí nastoupit automatika vestavěných ochran v UPS. Nevím jak je to detailně, ale zde se dá předpokládat určitá možná úleva na vypínací čas vlivem malého zkratového proudu. Jedná se o oddělenou soustavu, kde není jednopólový dotyk bezprostředně nebezpečný.

[Mlkar.martin]

Čerpal jsem z přiloženého článku. Zaujal mě odstavec Dodatečná ochrana proudovým chráničem. Článek se tedy spíše zaobírá revizí ale i přesto jsou v něm dobré informace.
Např.:
Jak bylo patrno z výše uvedeného příkladu, jištění výstupních obvodů neposkytuje ochranu před nebezpečným dotykem vypnutím v předepsaném čase. Proto musíme zvážit zda taková instalace je bezpečná a může být schválena do trvalého provozu. Revizní technik v této situaci se může po posouzení dalších okolností rozhodnout třemi způsoby:
• Označí instalaci za způsobilou bezpečného provozu
s odůvodněním, že k situacím, kdy UPS běží z akumulátorů
a kdy není zajištěno okamžité odpojení od zdroje dochází
jen výjimečně, v předmětné místnosti není trvalá obsluha
(například se jedná o počítačovou serverovnu,
technologickou místnost bez trvalé obsluhy apod.).
Případné použití proudových chráničů by způsobilo
snížení spolehlivosti napájení.
• Označí instalaci za způsobilou, protože s prodloužením
vypínacího času dochází také ke snížení původně
uvažovaného Ud na ochranném vodiči a tím je zachován
princip čas – Ud popsaný v první části článku (viz též
příloha NL v ČSN 33 2000-4-41).
• Nařídí provedení dodatečné ochrany před nebezpečným
dotykem pomocí proudového chrániče s odůvodněním,
že na zálohovaném zařízení trvale pracují lidé (zálohované
zařízení je výrobní linka, prodejní terminál v supermarketu
apod.)
Použití proudového chrániče musíme vždy pečlivě zvážit, protože chránič obecně snižuje spolehlivost napájení, kterou náš zákazník draze zaplatil při nákupu UPS. Dále mějme na mysli, že spínané zdroje používané ve výpočetní technice mají vstupní filtry, které se vyznačují značnými únikovými proudy. Únikové proudy spínaných zdrojů mohou způsobit falešné vybavení proudových chráničů když na jeden chránič připojíme dostatečný počet počítačů. Některé výrobci počítačů uvádí hodnoty únikových proudů svých napájecích zdrojů, ale s tím se setkáme jen u větších serverů a obecně nemůžeme tyto údaje použít při projektování.

[Mlkar.martin]

Ještě tu přílohu 

[Rozmahel Vladimír]

Nechci obsah článku kritizovat, ale doba vypnutí do 5s u odděleného obvodu je více než dostatečná. Při provozu na aku se nejedná o zemněnou síť a dotyk na jeden pól obsluha vůbec nepocítí. I když budou neživé části za UPS spojeny se zemí, se zemí nebude spojen uzel zdroje. A to je velmi podstatné. O to horší je pak dotyk dvojpólový. Ten se ale při běžné poruše nepředpokládá.

[Mlkar.martin]

váš názor je tedy, že není nutné instalovat proudové chrániče za UPS vzhledem k čase vypnutí a zkratu?
Příklad:
1. UPS je napojená ze sítě - po-té tedy je jasné, že je potřeba počítat i se zkratovým proudem za UPS v případě přepnutí UPS na síť.
2. UPS "pracuje" z baterií - ponecháme jištění dle bodu 1 (kdyby došlo k přepnutí na síť) - nebrat v potaz zkratový proud za UPS, ikdyž kabely napájející zařízení jsou třeba 100m vzdáleny?

Pokud dle bodu 2 nebudeme počítat s malým zkratovým proudem za UPS v režimu "práce" z UPS po-té předpokládám, že nebude včas vybaven jistič za UPS (vhodný pro zkratové proudy "dodávané ze sítě"). Nemůže v tomto případu vzniknout i požár, když dojde k porušení vodičů mezi fází a nedojde k včasnemu odpojení? 
Pro příklad:
SÍŤ -> UPS -> rozvaděč UPS -> podr. rozvaděč -> svítidlo
<5s    <5s      <5s                     <0.4s

Vypínací čas jsem snad uvedl dobře. Vzhledem k tomu, že to neumím spočítat (pravděpodobně dle předchozích příspěvků to ani nejde) ale přepodkládám, že za UPS je tak malý zkratový proud, že nestačí jističe vybavit. Vadí to v tomto případě? UPS sice pravděpodobně přepne v případě zkratu na síť ale zaregistruje zkrat na např. 100m vzdáleném svítidle a přepne do 0,4s?