Алексей Морозов, 02/02/24
Такой существенный прирост связан с применением систем бесперебойного питания не только для традиционной сферы информационных технологий и телекоммуникации, но и в других отраслях, как промышленность, медицина, централизованная защита электропитания инженерной инфраструктуры и целых зданий, а также любого ответственного оборудования. ИБП давно стали надотраслевым продуктом, что обеспечило стабильный рост и диверсификацию рынка.
При этом растут требования по гибкости и простоте обслуживания систем. Выйдя за пределы центров обработки данные системы бесперебойного питания, столкнулись с требованиями не только по надежности, но и в удобстве обслуживания. Система должна быть максимально дружелюбна к пользователю и допускать эксплуатацию техническим персоналом с минимальной квалификацией.
Под эти критерии подходят модульные ИБП. Их силовая часть строится из набора одинаковых блоков, которые могут быть заменены на "горячую" без отключения нагрузки.
Силовые модули ИБП
Система управления также резервируется, а модули управления заменяются без нарушения работы ИБП.
Модули управления ИБП с резервированием и "горячей" заменой
Дополнительный фактор надежности обеспечивает выделенный блок обходного режима байпас. Он независим от силовой части ИБП и в случае сбоя может перевести нагрузку на работу от электросети, если конечно ее параметры находятся в заданных допустимых пределах.
Модуль статического байпас с "горячей" заменой
Описанная конструкция модульных ИБП обеспечивает резервирование по силовой части N+x, где х – количество модулей, переведенных в резерв. При этом при пиковых нагрузках они подключается автоматически, а система управления сигнализирует о превышении максимальной мощности.
Следующим шагом в повышении надежности становиться параллельная работа кабинетов модульных ИБП. В этом случае два или более ИБП включены параллельно, к каждому из них подключен свой массив аккумуляторных батарей, что позволяет скомбинировать резервирование 2N и N+x. Если требуется провести техническое обслуживание, один из ИБП можно вывести из работы, оставив остальные для защиты нагрузки.
Параллельная работа систем бесперебойного питания
Таким образом, модульная конструкция ИБП это не только отказоустойчивость и снижение рисков простоя, но и существенное сокращение операционных издержек. В большинстве аварийных ситуациях замена модулей может быть произведена линейным обслуживающим персоналом, а неисправные модули отправлены производителю. Нет необходимости тратиться на дорогостоящий выезд сервисного специалиста для ремонта.
Большинство модульных ИБП, представленных на рынке, построены на основе современных схемотехнических решений. Применение трехуровневого преобразования повысило эксплуатационные характеристики как КПД и диапазон входных напряжений. Таким образом, замена старого моноблочного ИБП позволяет получить дополнительный экономический эффект благодаря снижению потерь при преобразовании и выделения тепла, что сокращает расходы на кондиционирование помещения.
Диаграмма выходного напряжения и тока при трехуровневом преобразовании
Дополнительную возможность энергосбережения предоставляет ЭКО режим. При его активации ИБП переходит на обходную линию байпас, если напряжение электросети длительное время в норме. В этом случае его эффективность достигает 99%. В случае отклонений электросети ИБП мгновенно переключается в режим двойного преобразования за счет синхронизации инвертора с линией байпас.
Работа ИБП в ЭКО-режиме
Силовые модули выбирается исходя из оптимальной схемы деления под максимальную мощность системы бесперебойного питания. В таблице ниже приведены рекомендации по выбору модульного ИБП в зависимости от сферы применения для оптимизации стоимость киловатта мощности:
|
Характер защищаемого оборудования |
Диапазон мощностей нагрузки |
Мощность одного силового модуля |
|
Информационная инфраструктура предприятия, небольшой ЦОД и другое ответственное оборудование |
20 ~ 200 кВА |
Модули 20кВА/20кВт |
|
ЦОД, критическая информационная инфраструктура и другое оборудование непрерывного цикла |
150 ~ 600 кВА |
Модули 50кВА/50кВт |
|
Крупные ЦОД с высокими требованиями по плотности мощности |
Свыше 600 кВА |
Модули 100кВА/100кВт |
Напольный кабинет модульного ИБП 500 кВА
Ввиду большой мощности конструкция модульных ИБП реализуется в виде моноблока, тем не менее, доступны исполнения до 150 кВА для напольно-стоечной (Rack-Tower, RT) установки. Такая конструкция легко размещается в стандартный 19’’ монтажный шкаф рядом с защищаемым оборудованием и позволяет использовать все преимущества модульных ИБП. Например, в небольшом ЦОД RT ИБП может быть смонтирован непосредственно в стойко-место не занимая дополнительное пространство.
Модульный ИБП 150 кВА для установки в 19’’ шкаф
Критически важным фактором для инфраструктурного оборудования является его дальнейшее обслуживание в течение всего жизненного цикла. Для трехфазных систем большой мощности производители рекомендуют проводить его ежегодно и выполнять капитальный ремонт раз в 5 лет с заменой вентиляторов и конденсаторов. В современных условиях деглобализации мира ключевым условием становиться уверенность в постгарантийной поддержке от изготовителя и здесь несомненное преимущество у отечественного продукта. Даже самые современные технические решения в эксплуатации потеряют свои преимущества, если не обеспечен сервис и независимость от иностранных поставщиков.
Конечно, рынок ИБП не будет стоять на месте и продолжит техническое развитие. Кроме перехода на модульную конструкцию можно ожидать повышение плотности мощности силовой части благодаря современным полупроводникам на основе SiC технологии. Все чаще применяются литиевые батареи, особенно там, где они могут реализовать свои преимущества в температурных условиях эксплуатации. Можно полагать, что их массовое использование в составе систем бесперебойного питания расширит сферу применения в качестве накопителя энергии и полностью включит ИБП в состав инфраструктуры "умного" города.
Изображения предоставлены автором
Все статьи журнала "Системы безопасности"
доступны для скачивания в iMag >>
Фото: ru.freepik.com
