�сточники бесперебойного питания: век прошлый — век нынешний

Что такое �БП и что определяет его качество и уровень исполнения? Допустим это просто черный ящик, который выполняет возложенные на него определенные функции. Качество, с которым он это делает, и надежность работы в основном зависят от четырех важных составляющих (см. рис.1). Что различает между собой всех производителей �БП в мире? Качественный и количественный состав обозначенных составляющих. Но, без сомнения, 1-й компонент является определяющим для всех остальных частей блок-диаграммы. «1-й» — это «духовная» часть, концепция, если хотите, которая определяет: каким и как будет «выпечен» тот или иной �БП только после того, как его тем или иным способом соберут из определенных элементов и снабдят электронным разумом, алгоритм работы которого продуман, отлажен и сформулирован внутренним встроенным программным обеспечением (ПО) источника. Вернемся в прошлое, в 90 гг., когда на смену тиристорных �БП уже успели прийти источники с IGBT-транзисторами в силовых схемах инверторов, когда еще не набрало силу масштабное производство модульных источников, хотя история их появления уходит в 80 гг. Более уверенно применяются системы �БП с параллельным включением (начало разработок — конец 60 гг.). Причем, разные компании, чувствуя, что без выпуска подобных систем трудно быть конкурентоспособными, пытаются это делать по-своему. Кто-то производит «по-честному», с применением новых разработок, а кто-то, чтобы не упустить момент, дорабатывает серийные �БП и называет их как «параллельные», хотя в параллель-то можно включить всего 2 источника. Но на вопрос: «А ваши �БП можно включать в параллель?» — звучит гордый ответ: «Конечно, ДА». Понятно, что и не такое оборудование продавалось благодаря заслугам квалифицированных менеджеров-продавцов в конкретно текущей ситуации, но далеко не благодаря преимуществам технологий. Порой наиболее яркие достижения и сами �БП оставались в тени по целому ряду причин: «нераскрученность» производителя на Российском рынке, высокие цены (да, но за действительно лучший и качественный продукт), отсутствие масштабных рекламных компаний и.т.п. Важный момент при выборе параллельного �БП заключается в том, чтобы при совместной работе всех �БП системы под нагрузкой, в случае выхода из строя любого из источников, система должна продолжать работать как ни в чем не бывало. Т.е. в системе не должно быть общей точки отказа и система должна при этом все время питать нагрузку от инверторов, обеспечивая при этом беспрерывно высокое качество параметров выходного напряжения. Что бы там не говорили, мы с вами должны быть очень благодарны параллельным системам за их появление, за надежность, которую они нам подарили. Те расходы, которые заказчик нес при создании параллельных систем, гарантировали безопасность его бизнеса в будущем и позволяли ему переключить свое внимание на решение других стратегических задач. Пытаясь выделиться из общей массы, многие производители �БП в конце прошлого века предложили несколько интересных технических решений. На всех нас буквально посыпался дождь новых терминов, и всем пришлось привыкать к их стремительно растущему потоку. Вот некоторые из них: жидкостное охлаждение (да именно так, это не опечатка), зеркальное преобразование, масштабируемость, модульные �БП, «дельта»-преобразование, синхронизация, бестрансформаторные �БП, энергетические массивы и.т.п. Остановимся на терминологии: • зеркальное преобразование — если поставить зеркало на блок-схему �БП, то будет видно, что принцип двойного преобразования выполнен «зеркально»: и инвертор, и выпрямитель построены на IGBT-транзисторах; • жидкостное охлаждение — этот термин появился вследствие применения одной из компаний, производителей �БП, замкнутого контура жидкостного охлаждения силовых полупроводниковых компонентов источника; отвод тепла таким способом от IGBT-транзисторов, инвертора и управляемого выпрямителя позволил сэкономить на объеме конструкции, уменьшить акустический шум и оптимизировать внутреннюю компоновку источника; • масштабируемость — возможность кратно определенному числу кВА увеличивать или уменьшать мощность �БП; • энергетический массив — совокупность отдельных функционально законченных силовых модулей �БП, иногда с централизованным управлением, объединенных в одну систему, в одном шкафу; • модульность — возможность масштабировать мощность �БП путем манипуляции количеством параллельно размещаемых в его шкафу модулей; • «дельта»-преобразование — некий вариант схемы on-line, но не путать с истинно двойным преобразованием; • синхронизация (в области работы �БП) — подразумевается, за счет каких технических решений и как организуется синхронизация работы нескольких �БП между собой в параллельных системах; синхронизация может выполняться различными способами: с использованием интерфейсных кабелей и без них; • безтрансформаторный �БП — источник, у которого отсутствует выходной трансформатор, чей вес обычно составляет больше половины веса самого �БП. Модульность и масштабируемость — наиболее прогрессивные технологии в бизнесе �БП, не считая технологий, позволяющих минимизировать воздействие источников на окружающую среду. На Российском рынке однофазные версии модульных �БП стали известны около 4 лет назад. Полностью трехфазные (3/3) модульные �БП появились относительно недавно (не только в России, но и в мире). Однофазные, в зависимости от производителя, масштабируются модулями по 1—4 кВА и мощность самого �БП, как правило, не превосходит 16 кВА, иногда эта цифра может быть значительно выше. Трехфазные (3/3) модульные системы, естественно, параллельные, имеют модули мощностью от 10 до 40 кВА каждый. Модули устанавливаются в стойки по 3—5 штук (в зависимости от производителя). Одна стойка может иметь мощность до (40+40+40)=120 кВА, при желании стойки объединяются в параллель без ограничения общей мощности (правда, не все производители могут предложить такую возможность). Добавим, что некоторые производители еще в начале 90-х гг. смогли спрогнозировать с достаточно высокой степенью вероятности те пути и направления развития производства �БП, по которому в первое десятилетие 21 века пойдут, если не все производители, то основная их часть. Потратив определенные усилия, средства и время на формирование концепций, эти компании развернули серьезную работу по их внедрению в жизнь. Результаты видны уже сегодня, когда существующие технологии начинают устаревать, и не за горами то время, когда выпускать такое оборудование станет невыгодно. Те, кто не пошли по новому направлению сразу, вынуждены будут сделать этот шаг позднее, т. к. у них не будет выбора и, можно предположить, промедление с принятием решения будет дорого стоить. Общее состояние дел может быть сравнимо с автомобилестроением — там уже никто не производит огромные двигатели внутреннего сгорания, работающие на бензине марки ниже А-76. В отрасли постоянно идет борьба за уменьшение объема двигателей, снижение вредных выбросов, потребления топлива и за высокий моторесурс без капитального ремонта. Аналогично, сегодня именно лозунг En-vironmentally Friendly Power Protection одной из компаний наиболее ярко отражает мировое стремление индустрии �БП к совершенству. Радует тот факт, что за последние годы в силу объективных и субъективных причин покупатель стал более вдумчиво планировать свои расходы и заранее пытаться предугадывать не только свои разовые платежи при покупке мощных систем �БП, но и то, во сколько ему обойдется долговременная эксплуатация источников и их последующая утилизация. Те требования к �БП, что уже давно становятся правилом в странах с развитой экономикой, постепенно находят понимание и в России. Упомянутое выше понятие Environmentally Friendly Power Protection может быть переведено приблизительно как: «Защита Энергопитания дружественна к окружающей Среде». Это словосочетание включает в себя ряд важных моментов, вот некоторые из них: • Низкий вес �БП, малая нагрузка на перекрытия зданий. • Высокий КПД источника в режиме двойного преобразования. • Низкий состав гармонических искажений тока по входу. • Низкий уровень акустического шума �БП. Низкий вес �БП. Это преимущество можно ощутить на простом примере. Допустим, вам необходимо поставить у себя параллельную систему 4х100 кВА. Вес одного источника с фильтром гармоник или 12-пульсным выпрямителем составит никак не менее 1000-1200 кГ. Добавьте 1,5 т батарей. Получим минимум 2500 х 4 = 10 тонн. Теперь подумайте о том, что все это надо внести в здание и поставить где-нибудь на этаже. Не у каждого здания перекрытия выдержат такую нагрузку. Значит, возникнет необходимость укреплять стальными балками перекрытия, строить фальшпол и. т. д. Согласитесь, развлечение не дешевое. Если все это потребуется устанавливать в подвальном помещении и если будет существовать возможность благополучно опустить туда весь этот набор высокосложного оборудования, то предварительно также придется заниматься анализом состояния полов, прежде чем взгромоздить на них такую массу. Далее, когда истечет срок эксплуатации, все ЭТО надо будет демонтировать и утилизировать. Не слишком ли дорогое удовольствие? А если бы у вас был выбор, вы бы поставили источник, который весит всего 300 кГ и не требует установки фильтра гармоник и 12-пульсного выпрямителя. Так почему же вы не выбрали именно такой �БП? Высокий КПД источника. Как насчет «выбрасывания денег на ветер» в прямом смысле этого слова? �меются в виду вынужденные расходы на обогрев воздуха в помещениях, где установлен �БП, который потом еще нужно и охлаждать. Двойная плата: за низкий КПД источников, плюс плата за обслуживание технологического оборудования системы климат-контроля. Можете самостоятельно просчитать данный нюанс на примере: КПД источника мощностью 100 кВА — 92 или 96%; разница всего в 4% (примерно 3 кВТ тепла с каждых 100 кВА мощности). Много или мало? В год — почти 30 000 кВт. А теперь посчитайте, во что обойдется отвести это количество тепла из помещения �БП… Без комментариев. Низкий состав гармонических искажений тока по входу. Примечательная характеристика �БП: чем состав гармоник ниже, тем лучше источник, тем более синусоидальный ток он потребляет. Это значит, что при использовании его с дизель генератором (ДГ) нет необходимости завышать его мощность. �ли, если совокупная мощность �БП с высоким составом гармонических искажений составит больше десятков процентов (по отношению к мощности трансформаторной подстанции — ТП), то появляется риск вывести ее из строя или получить проблему в виде выхода из строя электромоторов лифтового хозяйства, водяных насосов и другого оборудования на вашем же объекте. Низкий уровень акустического шума �БП. О существовании этого параметра обычно вспоминают, когда рабочее место системного программиста находится в непосредственной близости от серверов, в ряду которых, в такой же неприметной серой 19’ стойке может замаскироваться �БП мощностью на многие десятки кВА. Но лучше обратить внимание на этот параметр заранее, что, кстати, косвенно будет характеризовать подход производителя к необходимости держать марку и в решении столь малозначительных, на первый взгляд, вопросах. В заключение приведем краткий пример, характеризующий преимущества применения модульных источников, мно-гие из которых соответствуют вышеперечисленным четырем требованиям к современным �БП. Представьте следующее. Объект оснащен системой �БП и расположен на значительном расстоянии от центра России и сервисных центров. Мощность нагрузки на систему �БП = 200кВА. Необходимое условие — резервирование �БП. Какие могут быть варианты? Остановимся только на двух, более-менее разумных, из нескольких. Первый вариант: вы ставите два �БП по 200 кВА или три по 100 кВА. Получаете резервирование на случай непредвиденных обстоятельств N+1, где N в первом случае равно 1, во втором 2. Надо позаботиться и о комплекте запасных частей (З�П). Но так как трудно предвидеть все события наперед, берем З�П верхнего уровня по максимуму. Запас резервирования необоснованно велик — 200 и 100 кВА, соответственно. В таких конфигурациях построение системы экономически невыгодно, слишком высоки затраты. Второй вариант: вы ставите два модульных �БП по 120 кВА каждый, с 3 модулями по 40 кВА. Получаем единую N+1 параллельную систему 6х40 кВА, где N=5. Резервирование обеспечивается одним избыточным модулем 40 кВА. В качестве З�П берем также 1 модуль 40 кВА. Второе решение, несомненно, является оптимальным по соотношению цены и качества, а также по другим причинам: во-первых, гораздо проще выполнить доставку оборудования более мелкими упаковками, чем крупногабаритными контейнерами, и установить его у заказчика, не привлекая к погрузочно-разгрузочным работам специальные такелажные службы. Во-вторых, этап пуск-наладка пройдет быстрее и не потребуется привлечение большого количества людей к этим работам. В-третьих, самое главное, — в случае возникновения непредвиденных обстоятельств и поломки �БП вам не понадобиться вызывать из сервисного центра специалиста для выполнения ремонтных работ и ждать его несколько дней. �мея в запасе модуль �БП, вы просто меняете его на ходу, в горячем режиме, не выключая всей параллельной системы в целом. Можно упомянуть еще одну причину, четвертую: мощность данной системы можно увеличивать до любой величимы путем постепенного наращивания количества дополнительных модулей �БП в параллель к уже существующим, не прерывая, опять же, работу всей системы. В рамках данного материала автор обращает внимание на присутствие на Российском рынке �БП высочайшего класса, не называя имен производителей. Эта статья поможет сориентироваться читателю в общем плане и напомнить, что есть оборудование, которое при детальном изучении выделяется из общей массы источников бесперебойного питания. Причем вовсе не значит, что подразумеваются только компании-гиганты. Достаточно будет внимательно изучить рынок и провести сравнительный анализ �БП, собрать объективную техническую информацию, обратить внимание на те компании, которые не только продают источники, но и обеспечивают квалифицированную пуско-наладку, 24-часовую гарантийную и послегарантийную комплексную поддержку своего оборудования. Посмотреть, какую «окраску» имеет опыт работы этих компаний на Российском рынке, обратить внимание на то, как решена проблема сертификации технического персонала на заводах-производителях, как организован канал поставки оборудования, поток технической информации и запчастей, соответствуют ли предлагаемые �БП достаточно актуальному сегодня словосочетанию Environmentally Friendly. Наконец, может ли компания, продающая источники, предложить вам законченное, комплексное проектное решение, которое позволит оптимально интегрировать новое оборудование в существующий объект или установить �БП на новом объекте с соблюдением всех технических требований, правил и норм. Внимательное изучение технической и другой информации по �БП подскажет вам правильный путь, и вы сможете подобрать себе оборудование, соответствующее вашим требованиям и возможностям.