Выбираем ИБП для ответственного оборудования
Согласно принятому Международной электротехнической комиссией стандарту IEC 62040-3 источники бесперебойного питания подразделяются на три основных класса: пассивные резервного типа (off-line), линейно-интерактивные (line-interactive) и источники, выполненные по технологии двойного преобразования (on-line). Устройства с двойным преобразованием работают по принципу преобразования переменного тока в постоянный (функция выпрямителя) с последующим повторным преобразованием постоянного тока в переменный (функция инвертора). Итогом этих преобразований становится чистая непрерывная синусоидальная форма выходного напряжения (в отличие от других типов ИБП, формирующих ступенчатый сигнал). Данное решение максимально защищает конечное оборудование практически от любых неполадок и сбоев в сети электропитания, таких как полное пропадание напряжения (авария в сети), долговременные и кратковременные снижения и всплески напряжения, высокочастотные и импульсные помехи, высокочастотный шум, а также отклонение частоты за пределы допустимых значений. В ИБП с двойным преобразованием аккумуляторная батарея всегда находится в буферном режиме, обеспечивая нулевое время переключения в автономный режим работы ИБП без разрыва синусоиды. Ранее применение технологии двойного преобразования было оправдано в источниках высокой мощности, теперь же большинство производителей предлагают подобные решения и в сегменте устройств мощностью ниже 5 кВ∙А.
Эффективность ИБП в первую очередь характеризуется величиной его КПД. Этот параметр у on-line ИБП ниже, чем у off-line и линейно-интерактивных разработок – из-за потерь при двукратном преобразовании. Помимо меньшего КПД среди недостатков можно выделить большие массогабаритные показатели и относительно высокую стоимость, но подобные недостатки нивелируются весьма существенным повышением уровня надежности, коэффициента готовности и ремонтопригодности оборудования.
Еще одной важной характеристикой ИБП является время автономной работы оборудования. Устройства, предназначенные для дома или офиса, как правило, содержат только встроенные аккумуляторные батареи, не предусматривая возможность подключения дополнительных батарейных блоков. Отсутствие масштабируемости по времени автономной работы ИБП — безусловный недостаток систем бесперебойного электропитания малой мощности. В ИБП большой мощности необходимая масштабируемость достигается за счет подключения дополнительных внешних аккумуляторов. Впрочем, от ИБП редко требуется длительное время работы от батарей – оно должно быть достаточным либо для автоматического отключения потребителя, либо для перехода на альтернативный источник питания (автономную электростанцию).
Как рассчитать мощность ИБП
В первую очередь следует учесть, что мощность ИБП указывается в вольт-амперах – В∙А, тогда как большинство электроприборов маркируется именно в ваттах (Вт). На самом деле путаницы здесь нет: мощность, указываемая в вольт-амперах, – это так называемая полная мощность. То есть вся мощность, потребляемая электроприбором.
Выяснив, какова система расчета мощности (см. врезку «Принцип подсчета полной мощности»), можно предпринять следующие действия по выбору ИБП:
- определить перечень защищаемого оборудования;
- рассчитать суммарное номинальное потребление оборудования;
- выявить нагрузки с пусковыми токами (электродвигатели, кондиционеры). Этот пункт важен, поскольку пусковой ток может в 3–5 раз превышать ток номинального потребления.
После этого нужно рассчитать потребление нагрузки с учетом пусковых токов:
- выяснить необходимое время автономной работы нагрузки; - уточнить, будет ли расти нагрузка в ближайшее время и надо ли это учесть в расчетах;
- определить необходимость в отказоустойчивой системе бесперебойного питания (N+1).
Зная эти данные, легко рассчитать мощность одиночного ИБП, которая выбирается как наибольшая из двух значений:
1. (Номинальная нагрузка + ее прогнозируемый рост)*1,2 (коэффициент, определяющий, что ИБП должен быть загружен не более чем на 80%)
2. ИБП с учетом перегрузочной способности (часто до 150% на 30 секунд) должен покрывать пусковые токи нагрузки.
Например, расчетное значение (1) показало, что суммарная мощность потребителей составляет 66 кВ∙А. С учетом рекомендованного запаса 20% и возможности роста нагрузки в будущем нам потребуется ИБП 80 кВ∙А. Для подключенного в систему кондиционера пусковое потребление по (2) составляет 74–76 кВ∙А, что меньше мощности подобранного ИБП; соответственно, руководствоваться следует первым значением.
Какую модель ИБП выбрать
Поскольку мы говорим о системах, требующих бесперебойного электропитания, рассмотрим модели ИБП от ведущих вендоров, ориентированные на решение именно этих задач.
Так, компания AEG предлагает ИБП серии Protect 5, которая отличается высокой надежностью в эксплуатации в отношении электрических и механических свойств. Устройство изготавливается по техническим условиям заказчика для использования в жестких условиях промышленной среды (гарантируется максимально высокий уровень защиты по стандарту IP43). Для обеспечения повышенной надежности ИБП применяется система управления, состоящая из трех микропроцессорных модулей; полностью независимая работа модулей управления выпрямителем, инвертором и статическим ключом, при которой отказ одного из модулей управления не оказывает влияние на работу других; избыточное число вентиляторов и сохранение работоспособности при отказе одного вентилятора; возможность параллельной работы нескольких модулей ИБП. Также в ИБП серии Protect 5 реализована полностью цифровая система управления (гарантирует высокую надежность и стойкость к высоким циклическим нагрузкам за счет микропроцессорного управления).
Классическим примером ИБП для защиты ответственного оборудования можно считать APC Smart-UPS RT 1000VA. Модель относится к устройствам типа on-line c двойным преобразованием. Этот универсальный ИБП разработан в расчете на самые неблагоприятные показатели электросети. Модель Smart-UPS RT 1000VA входит в семейство ИБП с высокой удельной мощностью и производительностью, предназначенных для использования в сетях передачи речи и данных, медицинских лабораториях и промышленных системах начального уровня. Устройства обеспечивают поддержку до 20 кВ∙А, устанавливаются в стойку (высота до 6U) или имеют трансформируемый напольный корпус. Универсальный формфактор позволяет эксплуатировать ИБП в самых разных областях применения. Разработчики заложили в устройство жесткие требования к электропитанию, в том числе надежное регулирование напряжения и частоты тока, внутреннюю обходную цепь (байпас) и компенсацию коэффициента входящей мощности.
В продуктовой линейке IPPON отметим модель Smart Winner – источник бесперебойного питания линейно-интерактивного типа с синусоидальной формой выходного напряжения. ИБП призван обеспечивать стабилизированное питание для компьютерной техники (ПК, серверов, сетевых устройств) и другого чувствительного к качеству электропитания оборудования. Одно из преимуществ Smart Winner – конструкция шасси «три в одном», то есть устройство можно разместить горизонтально, вертикально или в стойке, что позволяет наиболее рационально использовать рабочее пространство. Также модель допускает использование дополнительных батарейных модулей с целью автономности и масштабирования.
Для тех случаев, когда не требуется сверхвысокая мощность, а защитить нужно узел (или несколько узлов) с относительно невысоким энергопотребелением, подойдет Krauler UP-G850VA. Это классический образец напольного ИБП, среди особенностей которого можно отметить: высокую продолжительность работы после отключения электроэнергии (до 20 минут); евророзетки для подключения дополнительного оборудования, ЖК-дисплей для контроля над состоянием системы. Устройство обеспечивает автоматическую регулировку напряжения, автоопределение частоты сети, реализует защиту факсового, телефонного или модемного соединения. Имеется защита от перегрузки и короткого замыкания, а также от избыточного заряда и полной разрядки батареи. Для повышения надежности есть механизмы самодиагностики и программное управление режимом электропитания.
Модель Liebert UPStation GXT2 1000 выполнена по технологии on-line, с двойным преобразованием входного напряжения. ИБП можно размещать как в стойке, так и в напольной конфигурации («пьедестал»). Высота в стойке составляет всего 2U (при мощности до 3000 В∙А, включая батарею). Устройство легкое в обслуживании, например, батареи пользователь может заменить самостоятельно. Разработчики акцентируют внимание на том, что UPStation GXT2 обладает всеми функциями для защиты от провалов, выбросов, всплесков, перебоев, сильного понижения напряжения, а также шумов, колебаний частоты и искажений формы волны. Допускается возможность конфигурирования пользователем выходных параметров и сигналов тревоги. Поставляемое в комплекте фирменное ПО MultiLink выполняет задачу защиты информации как для одного компьютера, так и для целой сети (нескольких пользователей), при этом оповещение о появлении критичных сигналов тревоги может быть послано на пейджер или прямо на экран ПК в виде всплывающих сообщений; при длительном отсутствии питания в сети Multilink автоматически выключит ОС компьютера, если емкость батареи ИБП упала ниже допустимого уровня. Обратите внимание, что использование ЛВС для посылки сигналов тревоги и данных поможет сэкономить на кабеле и затратах на установку. При необходимости (в качестве альтернативного решения) можно проложить отдельные коммуникационные кабели к каждому компьютеру.
Потребителям, которым необходима большая мощность в сочетании с повышенными требованиями к защищенности питаемой среды, следует обратить внимание на модели POWERCOM. Так, ONL-10K31-LCD и ONL-200K33 способны обеспечить централизованное питание офиса среднего размера, организацию однофазной сети «чистого» питания для серверов, снабжать электроэнергией телекоммуникационное и сетевое оборудование, системы связи, диагностическую медицинскую аппаратуру, приборы контроля и автоматики производств. Модельный ряд ИБП серии ONL защищает как группы критического к электропитанию оборудования мощностью от 3750 В∙А, так и вычислительные или коммуникационные системы, потребление которых не превышает 120 кВ∙А. ИБП имеют встроенные фильтры гармоник, позволяющие использовать их совместно с электрогенераторами, а для удобства обслуживания – информативный ЖК-дисплей. Функция «автостарт» (автоматическое включение ИБП при восстановлении питания сети) разрешает использовать ИБП в системах с минимальным присутствием оператора. Также ИБП серии ONL предоставляют пользователю возможность увеличения времени автономной работы путем подключения дополнительных батарейных блоков.
Среди продуктовой линейки Eaton отметим модель Powerware 9135. По данным производителя, ИБП гарантирует эффективную защиту ответственного сетевого и ИТ-оборудования центров обработки данных, систем безопасности, банковской техники, систем контроля производственных процессов, оборудования торговых сетей и телекоммуникационного оборудования (в том числе VoIP). Модель Powerware 9135 отличается широкими возможностями по управлению электропитанием и длительным временем резервирования. Коэффициент полезного действия устройства достигает 91% и более, что помогает существенно экономить на оплате электроэнергии. Интересной особенностью ИБП является продление время резервирования наиболее ответственных систем благодаря корректному завершению работы менее важного оборудования во время отключения электроэнергии. Прибор доступен как в стоечном (размером 3U), так и напольном исполнении; мониторинг параметров работы ИБП и управление системой защиты осуществляется с помощью ПО LanSafe и Netwatch.
Опубликовано 31.05.2010