Высоконадежный источник питания на DIN-рейку от MORNSUN – безотказность и эффективность в тяжелых условиях

12 октября 2023

MORNSUN представляет серии источников питания на DIN-рейку LI, LIF, LITF, LIMF и LIHF. Они предназначены для эксплуатации в особых условиях, таких как ответственные производства, альтернативная энергетика, добывающие отрасли, морской и железнодорожный транспорт. 

Содержание

• Проблемы эксплуатации энергосистем в тяжелых условиях эксплуатации
• ИП на DIN-рейку: как сделать правильный выбор

Источники питания широко используются для обеспечения электроэнергией предприятий различных отраслей, которые регулируются собственной системой стандартов, следовательно, требования к характеристикам блоков питания в разных отраслях могут сильно различаться из отрасли в отрасль. Например, в таких высокотехнологичных сферах, как производство электроэнергии из возобновляемых источников, железнодорожный транспорт, точное приборостроение, особенности рабочей среды и отраслевые стандарты диктуют жесткие требования к источникам питания – они должны не только обладать превосходными рабочими характеристиками, но и быть максимально надежными и эффективными. В этом случае в фокусе внимания специалистов оказываются источники питания на DIN-рейку.

В этой статье мы рассмотрим примеры применения источников питания на DIN-рейку в неблагоприятных условиях, сложности, возникающие при их эксплуатации, расскажем, каким требованиям они должны отвечать и предложим готовое решение проблем.

Начнем с примеров ветроэлектростанций и промышленных автоматизированных распределенных систем управления.

Ветроэнергетические установки бывают трех основных видов: шельфовые, прибрежные и наземные.

Наземные электростанции наиболее распространены, их особенность – ветрогенераторы часто устанавливаются на большой высоте. Негативными факторами окружающей среды здесь являются пыль, влага и сама высота.

Шельфовые ветроэлектростанции – самые эффективные – устанавливаются непосредственно на участках моря с небольшой глубиной, а прибрежные располагаются на берегу морей и океанов. Такие установки подвергаются воздействию соли, которой насыщен влажный морской воздух, и большого количества осадков. Подобные условия эксплуатации выдержит не каждый блок питания, а ремонт или замена вышедшего из строя оборудования будет обходиться недешево.

Для обеспечения бесперебойной работы всей системы энергоснабжения компания MORNSUN предлагает серию источников питания на DIN-рейки LIMF/LIHF. Эти  устройства отвечают всем техническим требованиям к источникам питания для ветряных электростанций (рисунок 1).

Рис. 1. Особенности источников питания LIMF\LIHF, позволяющие использовать их на ветроэнергетических установках

Промышленные автоматизированные распределенные системы управления обычно используются в нефтехимической, металлургической и атомной промышленности и других высокотехнологичных отраслях, где имеется достаточно много неблагоприятных факторов: высокие температуры, вибрация, агрессивные вещества и среды и т.д. Очевидно, что перебои с электричеством и, в результате, сбой в работе системы управления на таких предприятиях может привести не только к значительным убыткам, но и к возникновению чрезвычайных ситуаций. При разработке источников питания серии LIMF/LIHF инженерами MORNSUN были учтены результаты многомерного проектирования, моделирования процесса отбора компонентов и надежности конструкции. Это дает основание утверждать, что продукция отвечает высоким требованиям надежности и эффективности (рисунок 2).

Рис. 2. Особенности источников питания LIMF/LIHF, позволяющие применять их в автоматизированных системах управления

Рис. 3: Серия высоконадежных источников питания на DIN-рейку LIMF/LIHF

Требования к источникам питания на DIN-рейку 

Отраслевые стандарты

Если оборудование будет использоваться в опасных условиях, например в среде с повышенным содержанием легковоспламеняющихся газов или в зонах возможного накопления испарений, пыли или горючих волокон, источники питания подлежат обязательной сертификации по системе IECEx. Источники питания серии LIMF/LIHF (рисунок 3) соответствуют строгим требованиям стандартов системы IECEx к конструкции и используемым материалам, предъявляемым на протяжении всего жизненного цикла продукции (рисунок 4). Ниже приведены некоторые из них:

• оборудование должно обязательно включать такие компоненты как керамические предохранители, термостойкие реле и т.д.;
• изоляционный промежуток и показатели утечки по поверхности изолятора также соответствуют требованиям стандартов IECEx;
• в соответствии с  ISO/IEC 80079-34:2018 обеспечена отслеживаемость по бренду, номеру партии и производственной документации, которая хранится 10 лет;
• производственные площадки (в данном случае – компании MORNSUN) проходят обязательный ежегодный аудит.

Рис. 4. Сферы применения ИП с риском возникновения взрыва

Электромагнитная совместимость

В подобных отраслях (см. рис. 2) к электрооборудованию предъявляют очень высокие требования по электромагнитной совместимости. Известно, что общепринятое допустимое значение выброса междуфазного напряжения по IEC/EN 61000-4-5 должно быть ±2 кВ, между фазой и землей – приблизительно 4кВ, электростатический разряд по IEC/EN 61000-4-2 должен быть равен ±6 кВ/8 кВ. Эти требования и так считаются довольно высокими. Но, например, допустимое значение выброса междуфазного напряжения по IEC/EN 61000-4-5 в тяжелой промышленности должно быть  ±3 кВ, в то время как между фазой и землей оно должно быть ±6 кВ. А в сфере медицинского оборудования значение электростатического разряда по IEC/EN 61000-4-2 должно составлять  ±8 кВ/15 кВ. В пользу применения серии LIMF/LIHF говорит и то, что КПД этих источников питания – до 95,5%, и, кроме того, 120% выходной мощности сохраняется при 40°С. Такой запас прочности гарантирует безопасность и надежность эксплуатации в высокотехнологичных отраслях промышленности.

Стабильность работы в тяжелых условиях эксплуатации

Как уже сказано, замена или ремонт оборудования, работающего в труднодоступных и неблагоприятных условиях – процесс затратный во многих смыслах.

Разработчики блоков питания серии LIMF/LIHF учли все неблагоприятные факторы тяжелых условий эксплуатации (рисунок 5), и добились следующих результатов:

• максимальная высота установки оборудования составляет 5000 м;
• блоки питания устойчивы к резким перепадам температур, которые приводят к дрейфу и выходу оборудования из строя;
• выдерживают температурное расширение/сжатие, которое негативно влияет на конструкцию;
• ИП защищены от воздействия влаги и соли на случай установки на берегу моря или в море и, следовательно, от коротких замыканий из-за коррозии на печатной плате;
• ИП защищены от возникновения аварийных ситуаций, связанных с нестабильностью напряжения в электросети.

Рис. 5. Неблагоприятные факторы тяжелых условий эксплуатации

Вышесказанное подтверждает тот факт, что продукция прошла серию обязательных испытаний, имитирующих суровые условия эксплуатации:

• климатические испытания – 1000 циклов при 85ºС и относительной влажности 85ºС, термоциклирование от -40 до 85ºС;
• испытание на воздействие соляного тумана в течение 48 ч;
• вибрационные испытания;
• испытания на высоте 5000 м;
• испытания на воздействие резкого перепада температур;
• испытания на воздействие перепадов напряжения (при пониженном и повышенном напряжении).

производитель гарантирует бесперебойную работу источников питания в течение 5 лет (средняя наработка на отказ (MTBF) при 40ºС составляет 878 тысяч часов).

Комфорт пользователя

Стоит отдельно отметить, что инженеры MORNSUN позаботились о комфорте конечного пользователя (рисунок 6).

Рис. 6. Пользовательские преимущества ИП MORNSUN для тяжелых условий

Итак, сложности эксплуатации источников питания рассмотрены, требования к ним проиллюстрированы, надежное решение всех проблем предложено.

Сводная таблица источников питания на DIN-рейку от MORNSUN поможет подобрать надежный источник для конкретных целей (таблица 1).

Таблица 1. Источники питания MORNSUN на DIN-рейку для тяжелых условий эксплуатации

Мощность, Вт	В пластиковом корпусе	Однофазный в металлическом корпусе	Трехфазный в корпусе из сплава	Однофазный, в корпусе из сплава, высоконадежный ИП серии LIHF	Однофазный, в корпусе из сплава, высоконадежный ИП серии LIMF	Трехфазный, в корпусе из сплава, высоконадежный ИП серии LITF
960	–	–	–	LIHF960-23B	–	LITF960-26B
480	–	LIF480-10B-R2	LITF480-26BxxS	LIHF480-23B	LIMF480-23B	LITF480-26B
240	–	LIF240-10B-R2 LIF240-10B-R2S	LIT240-26B	LIHF240-23B	LIMF240-23B	LITF240-26B
			LIF240-26B
150	LI150-20B-PR2	–	–	–	–	–
120	–	LI120-20B-R2S LI120-10B-R2	LI120-26B	–	LIMF120-23B	–
100	LI100-20B-PR2	–	–	–	–	–
60/75	LI60-20B-PR2	LI75-20B-R2S LI75-20B-R2	–	–	–	–
30/35	LI30-20B-PR2	–	–	–	–	–
15	LI15-20B-PR2	–	–	–	–	–

Оригинал статьи

Перевела Анна Конева по заказу АО Компэл