Особливості розрахунку часу резервування технічних засобів СОУЕ

1. Зміст
2. 1. Основні вимоги
3. 2. Нормативні вимоги
4. 3. Особливості використання АКБ як засіб резервування СОУЕ
5. 4. Організація технічних засобів СОУЕ, що забезпечує тривале резервування
6. 5. Розрахунок часу резервування технічних засобів СОУЕ при роботі з АКБ
7. Розрахунок потужності, споживаної технічними засобами СОУЕ
8. Перевірка розрахунку
9. 6. Приклад розрахунку
10. Вхідні дані для розрахунку
11. розрахунок
12. 7. Харчування системи оповіщення від джерела безперебійного живлення
13. Додаток 1
14. Додаток 2

Зміст

1. Основні вимоги
2. Нормативні вимоги
3. Особливості використання АКБ як засіб резервування СОУЕ
4. Організація технічних засобів СОУЕ, що забезпечує тривале резервування
5. Розрахунок часу резервування технічних засобів СОУЕ при роботі з АКБ
6. Розрахунок потужності, споживаної технічними засобами СОУЕ
7. Харчування системи оповіщення від джерела безперебійного живлення

1. Основні вимоги

Система оповіщення та управління евакуацією СОУЕ є найважливішою складовою системи безпеки людей, що знаходяться всередині будівлі. До технічних засобів СОУЕ пред'являються високі вимоги:

• по надійності;
• по помехо-, вібро, електромагнітної стійкості;
• щодо забезпечення апаратного контролю;
• щодо забезпечення контролю цілісності ліній оповіщувачів, керуючих, контролюючих та живильних пристроїв;
• до сполучних кабелів і проводів;
• до безперебійного харчування.

Основні вимоги до безперебійного харчування зводяться до наступного:

СОУЕ повинні функціонувати протягом часу, необхідного для завершення евакуації людей з будівлі, споруди, будівлі.

При пропажі живлення СОУЕ повинна функціонувати протягом 24 годин в режимі очікування плюс одна година в режимі тривоги. Якщо в частині проекту здійснюється розрахунок часу евакуації, то в цьому випадку час резервування в тривожному режимі має складати 1,3 часу евакуації.

Електроживлення СОУЕ необхідно здійснювати спільно з резервним джерелом таким чином, щоб система залишалася повністю працездатною без видачі помилкових спрацьовувань протягом часу, необхідного для повної евакуації людей в безпечне місце.

За ступенем надійності електроживлення СОУЕ відноситься до споживачів першої категорії, забезпеченим пристроєм автоматичного введення резерву (АВР), забезпечується електроенергією від двох незалежних джерел по двох лініях, прокладених по різних трасах. Незалежно від наявності АВР СОУЕ потребує додаткового резервування на час введення другого джерела (спрацьовування і перемикання АВР).

2. Нормативні вимоги

1. Резервне електроживлення технічних засобів оповіщення має здійснюватися:
   • від другого незалежного введення мережі змінного струму;
   • від джерела живлення постійного струму;
   • автономним блоки живлення змінного струму.
   Примітка. В якості резервного джерела постійного струму можуть бути використані сухі гальванічні елементи або акумуляторні батареї.
2. Час роботи технічних засобів оповіщення від резервного джерела постійного струму в черговому режимі повинно бути не менше 24 годин.
3. Час роботи технічних засобів оповіщення від резервного джерела постійного струму в тривожному режимі повинно бути не менше 1 години. Не завжди є можливість забезпечити незалежний введення мережі змінного струму. На цей випадок наведемо більш докладні рекомендації:
4. При неможливості за місцевими умовами здійснювати харчування СОУЕ від двох незалежних джерел допускається організувати харчування від одного джерела: від різних трансформаторів, двохтрансформаторної або двох однотрансформаторних підстанцій, підключених до різних ліній живлення, прокладених по різних трасах, з пристроєм АВР на стороні низької напруги.
5. При відсутності в системі електропостачання будинку джерел живлення, обумовлених в пунктах 1-3, для резервного живлення СОУЕ використовуються акумуляторні батареї на напругу, вказане в технічних умовах на КТС СОУЕ. При цьому пристрої СОУЕ в нормальному режимі підключаються через знижувальні трансформатори відповідного напруги. Акумуляторні батареї знаходяться на постійній підзарядці від основного введення харчування.
6. Ємність акумуляторних батарей забезпечує живлення електроприймачів протягом 24 год в черговому режимі і не менше часу евакуації в режимі "Тривога".

3. Особливості використання АКБ як засіб резервування СОУЕ

Акумуляторні батареї АКБ, широко застосовуються для резервування технічних засобів СОУЕ. Найбільш поширеними є герметичні свинцево-кислотні (SLA) акумуляторні обслуговуються акумулятори, рис.1.

Мал. 1 - Зовнішній вигляд АКБ, DJM 1245

До гідності SLA акумуляторів можна віднести експлуатаційну безпеку, відносно повільний саморазряд, можливість підзарядки, що не критичність до умов заряду. Недоліками є велика вага, скорочення життя батарей при глибоких розрядах і погіршення експлуатаційних характеристик при порушенні температурного режиму і перевантаження.

Більшість СОУЕ живляться від напруги 24В. Для їх харчування можна використовувати пару АКБ (2х12В), з'єднаних послідовно. Однією з важливих характеристик АКБ є ємність. Ємність визначає енергію акумулятора і, як наслідок, величину допустимого навантаження. При тривалій роботі АКБ розряджається, що супроводжується падінням напруги на його висновках. Акумулятор вважається вирядженим при досягненні (кінцевого) напруги, що визначається характеристиками.

При роботі з SLA АКБ потрібно звернути увагу на наступні обставини:

• при зменшенні температури від 20 до 0 градусів Цельсія, ємність акумулятора зменшується приблизно на 15%. При зменшенні температури ще на 20 градусів ємність акумулятора падає ще на 25%;
• при підвищенні температури від 20 до 40 градусів Цельсія ємність акумулятора зростає приблизно на 5%;
• не слід допускати глибокого розряду АКБ.

Для правильного визначення величини навантаження необхідно скористатися технічними характеристиками акумулятора, рис. 2.

Мал. 2 - Розрядні характеристики АКБ, DJM тисяча двісті сорок п'ять

З розрядних характеристик можна простежити залежність напруги на клемах АКБ від величини навантаження і часу розряду (штрихпунктирна лінія). Дане напруга слід зіставити з допустимою напругою харчування резервних коштів. З графіка, рис. 2 видно:

• якщо АКБ навантажити повністю (крива 1С), то час розряду батареї складе менше 30хв;
• якщо АКБ навантажити не більше ніж на 65% (крива 0,65С), то час розряду батареї складе більше 1 год.

Для потужних АКБ бажано використовувати зарядний пристрій з регульованим рівнем заряду працює як в режимі підзарядки, так і в буферному режимі. Зарядний пристрій вибирається в залежності від ємності і напруги АКБ. Зарядний струм не повинен перевищувати 10% від ємності АКБ: Jзар ≤ 0,1 C, де C - ємність АКБ, Ач.

4. Організація технічних засобів СОУЕ, що забезпечує тривале резервування

Найбільш жорстким з точки зору існуючих нормативів є вимога щодо забезпечення резервного живлення технічних засобів СОУЕ протягом чергового режиму. Для забезпечення цієї вимоги технічні засоби СОУЕ необхідно розбити на 2 групи (незалежно від режиму роботи, резервуванню підлягають тільки блоки, що виконують функції СОУЕ):

• засоби, що працюють в черговому режимі;
• засоби, що працюють в тривожному режимі.

На рис.3 представлена ​​схема організації технічних засобів СОУЕ при резервуванні від АКБ.

Мал. 3 - Організація технічних засобів СОУЕ при резервуванні від АКБ

Контролер харчування стежить за напругою на основному вводі і при його зникненні видає команду на підключення блоків, які працюють в черговому режимі, до резервного вводу, до якого підключені АКБ і зарядний пристрій.

Під черговим режимом будемо розуміти режим функціонування, в якому задіяна мінімальна кількість вузлів системи (з мінімальним енергоспоживанням кожного вузла) знаходяться на чергуванні. Дані блоки (вузли) активуються від автоматичної установки пожежної сигналізації АУПС і повинні мати можливість оперативного включення технічних засобів, що відповідають за тривожний режим. У черговому режимі всі великі споживачі, наприклад, підсилювачі повинні знаходитися в режимі мінімального споживання і оперативної готовності до включення в режимі тривоги.

Тривожний режим активується командним сигналом, що надходять від пожежної станції. У тривожному режимі задіюються всі технічні засоби, необхідні для вирішення основного завдання (див. Основні вимоги).

5. Розрахунок часу резервування технічних засобів СОУЕ при роботі з АКБ

Розрахунок потужності АКБ

Основними параметрами, необхідними для розрахунку потужності, є його ємність C і напругу U на його відводах, яке визначається параметрами і кількістю АКБ. Ємність акумулятора визначає максимальний струм I і, як наслідок, величину навантаження яку він зможе забезпечувати протягом необхідного часу.

Ємність акумулятора C вимірюється в ампер-годинах (Аг, при маленькій ємності - в міліампер-годинах (мАг)). і є твором постійного струму розряду акумулятора на час розряду (в годинах):

Енергія W накопичується в акумуляторі, залежить як від його ємності (1), так і від напруги U:

Акумуляторні батареї будуються таким чином. При паралельному з'єднанні декількох АКБ ємність акумуляторної батареї C збільшується пропорційно до їх кількості (приклад послідовного з'єднання 2-х АКБ зображений на рис.1.). При послідовному з'єднанні декількох АКБ U на крайніх відводах такої складової батареї також збільшується пропорційно до їх кількості. Іншими словами, при паралельному підключенні АКБ сумарна потужність збільшується за рахунок збільшення струму, при послідовному з'єднанні, за рахунок збільшення напруги. У складених батареях, які використовуються в блоках безперебійного живлення (UPS), використовується послідовно паралельне підключення, рис.4.

Мал. 4 - Приклад побудови складовою акумуляторної батареї

Потужність складовою батареї складається з потужностей кожного акумулятора. Загальна енергія батареї E_б, складеної з кількох АКБ однакової потужності:

Розрахунок потужності, споживаної технічними засобами СОУЕ

За існуючими нормативами при пропажі живлення СОУЕ повинна функціонувати протягом 24г чергового часу і часу, необхідного до завершення евакуації людей, в режимі тривоги. Для мінімізації середньої потужності споживання протягом всього періоду технічні засоби СОУЕ розбиваються на дві групи, потужності кожної з яких розраховуються окремо.

Сумарна потужність споживання блоків, що знаходяться в черговому режимі:

Сумарна потужність споживання блоків, що знаходяться в тривожному режимі:

Середня потужність, споживана технічними засобами СОУЕ протягом чергового Tд і тривожного tтр часу:

Перевірка розрахунку

Допущення: Вхідні параметри АКБ можна брати безпосередньо з технічних характеристик, не спираючись на навантажувальні характеристики, так як останні орієнтовані на активне навантаження (наприклад, електричний чайник).

Запишемо критерій (правильності) розрахунку часу резервування технічних засобів СОУЕ, при резервуванні від АКБ:

6. Приклад розрахунку

Скористаємося результатами, отриманими вище, і розрахуємо час резервування СОУЕ, побудованої на 2-х блоках: комбінованій системі ROXTON RA-8236 і блоці повідомлень ROXTON VF-8160 (Див. Статтю "Система оповіщення Roxton 8000" ). Схема включення даних пристроїв, що забезпечує оптимальний режим роботи, дана в Додатку 1.

Вхідні дані для розрахунку

Характеристики блоку повідомлень ROXTON VF-8160 :

• Потужність споживання в черговому режимі (по 24В) - 0 Вт;
• Потужність споживання в тривожному режимі (по 24В) - 12 Вт;

Характеристики комбінованої системи ROXTON RA-8236 :

• Потужність споживання в черговому режимі (по 24В) - 7,2 Вт;
• Потужність споживання в тривожному режимі (по 24В) - 14,4 Вт;
• Потужність споживання в тривожному режимі (по 24В) при повному навантаженні - 400 Вт;
• Потужність навантаження підсилювача (80% від повної потужності - 360Вт) - 288 Вт.

розрахунок

1. Розрахуємо потужність споживання (блоків) в перебігу чергового режиму (Рд):
   Pд = Тд * Pд = 24 * 7,2 = 173 Вт
2. Розрахуємо потужність споживання (блоків) в тривожному режимі для часу тривожного режимі Ттр = 1год:
   РТР = Ттр (РТР + Pд) = 1 * (0,8 * 400 + 12) = 332Вт
3. Розрахуємо сумарну потужність споживання блоків:
   Pсум = (РТР + Pд) = 173 + 332 = 505 Вт
4. Розрахуємо струм споживання СОУЕ.
   Iсум = Pсум / 24 = 505/24 = 21Ач

Висновок: для резервування даної системи необхідно вибрати пару АКБ ємністю не менше 21А.

7. Харчування системи оповіщення від джерела безперебійного живлення

На сучасному ринку присутня велика різноманітність джерел безперебійного живлення (ДБЖ). Виробники, висуваючи на передній план ті чи інші переваги, зазвичай приховують недоліки своїх брендів, тому для роботи з СОУЕ бажано використовувати ДБЖ, які пройшли належну сертифікацію.

Основною характеристикою ІБП є повна потужність, яка вимірюється в ВА (Вольт-Амперах). Повну потужність не слід плутати з активною потужністю або потужністю навантаження, вимірюваної у ВАТ. Якщо виробник для свого ДБЖ не вказує потужність в ватах, то для її отримання необхідно повну потужність помножити на коефіцієнт "0,7". Даний коефіцієнт називається коефіцієнтом потужності (Power Factor), дорівнює відношенню активної потужності до повної потужності (Вольт-Ампер) і визначає характер навантаження (активна або реактивна (комплексна)).

Тривалу роботу резервованій системи при пропажі живлення забезпечують акумуляторні батареї (АКБ), які можуть бути як вбудованими, так і зовнішніми. Більшість ДБЖ містять вбудовані АКБ, але для збільшення ємності можуть пропонуватися і додаткові зовнішні АКБ, що дозволяють збільшити час резервування. При одночасній роботі (комбінуванні) внутрішніх і зовнішніх АКБ необхідно упевнитися в тому, що сумарна енергія (W) цих АКБ, не перевищить можливості ДБЖ.

На рис.5 зображено потужний ДБЖ з вбудованими АКБ, призначений для установки в електротехнічний шафа.

Мал. 5 - Зовнішній вигляд стоечного блоку безперебійного живлення JPX-3000

В сучасних ДБЖ вбудовані зарядні пристрої управляються процесором, який автоматично визначає, оптимізує режим підзарядки, здійснює повний контроль параметрів, управляє зовнішньої індикацією режимів. Програмне управління дозволяє дистанційно контролювати і управляти параметрами ДБЖ. До переваг ДБЖ у порівнянні з АКБ можна віднести простоту монтажу, зручність в обслуговуванні і найголовніше, більшу безпеку.

Для розрахунку потужності E, ефективно резервованій ДБЖ, необхідно враховувати додатковий коефіцієнт, що враховує втрати на інвертування:

Додаток 1

Схема підключення блоку повідомлень ROXTON VF-8160 до комбінованій системі ROXTON RA-8236 , Що забезпечує оптимальний режим роботи в черговому режимі

Мал. 6 - Схема підключення

Особливість даного підключення полягає в тому, що блок повідомлень ROXTON VF-8160 в черговому режимі повністю знеструмлений. У тривожному режимі он активується від термінального підсилювача RA-8236 і включається в роботу. Таке включення дозволяє за період чергового часу заощадити 24 * 12 = 288Вт.

Додаток 2

Схема включення блоків системи аварійного оповіщення та музичної трансляції ITC-ESCORT, що забезпечує тривалий час резервування.

На малюнку нижче представлений фрагмент системи оповіщення, реалізований на системі ITC-ESCORT . Система працює в 2-х режимах: режим тривожного сповіщення і режим музичної трансляції. ДБЖ здійснює резервування по харчуванню тільки тих блоків, які відповідають за черговий і тривожний режим. Блоки, які реалізують музичну трансляції не резервуються.

Мал. 7 - Схема підключення

Робота системи здійснюється наступним чином (на схемі сигнали управління і включення, позначені пунктирними лініями). Управління 10-ма лініями гучномовців здійснює автоматичний селектор ITC ESCORT T-6212 , До якого через селектор зон ITC ESCORT T-6202 підключені 2 незалежних підсилювача: ITC ESCORT T-120 - підсилювач, що працює в режимі музичної трансляції, ITC ESCORT T-61500 - високопріоритетний підсилювач, що працює в тривожному режимі. аварійний підсилювач ITC ESCORT T-61500 живиться від відключаються (керованих) розеток розподільника живлення ITC ESCORT T-6216 . У черговому режимі дані розетки знеструмлені. автоматичний селектор Т-6212 , так само як і аварійна панель ITC ESCORT T-6223A , Що відповідає за включення тривожного повідомлення знаходяться на чергуванні і повинні бути підключені до статичних (не відключати) розеток розподільника живлення ITC ESCORT T-6216 . При надходженні сигналу включення від системи пожежної сигналізації, на виході автоматичного селектора виникає контрольний сухий контакт, який активує розподільник харчування. На виході відключаються розеток виникає напруга 220В, яке живить селектор зон ITC ESCORT T-6202 і підсилювач ITC ESCORT T-61500 . Блоки, що відповідають за музичну трансляцію - підсилювач ITC ESCORT T-120 і CD-програвач ITC ESCORT T-6221 НЕ резервуються.