Бесперебойное электропитание - а надо ли оно?

Любой выбор, который необходимо сделать человеку, побуждает его получить определённую информацию о целевом предмете. Это обусловлено тем, что мы хотим принимать осознанные решения, которые основаны на фактах и подкреплены цифрами. В некоторых случаях главенствующее положение занимает цена вопроса, в некоторых, это набор определённых свойств и качеств услуги или продукта, а иногда, это доверие известному бренду. Всё определяется обстоятельствами, в которых находится человек, принимающий решение о выборе. Возможно, приведённая ниже информация поможет кому-то из Вас сделать тот или иной выбор в определённый момент.

Когда вопрос выбора стоит перед узкоспециализированным профессионалом, он не нуждается в помощи и принимает решение самостоятельно. В этом случае, ему необходима лишь техническая информация. Её можно найти в сети интернет или запросить у производителей оборудования. Если вопрос выбора стоит перед человеком, неуверенно чувствующим себя в данной конкретной области, ему нужна некоторая вводная информация о базовых понятиях, которая поможет ему     понять, какие именно вопросы нужно уточнить для принятия решения. Поэтому постараюсь избегать дебрей. Кому нужна сухая информация в виде только цифр – они самостоятельно способны её получить и что самое главное – знают, что спросить. Итак, порассуждаем на тему электропитания. Сегодня от него зависит много аспектов нашей жизни. В некоторых ситуациях электричество нам не требуется. А иногда мы, определённо, считаем наличие электропитания жизненно-важным. Кроме этого, каждый может обозначить для себя определённые требования к его качествам. Для мобильного телефона важно время его работы от аккумулятора – если, вдруг, батарея садится, мы начинаем паниковать, ведь остаться без связи уже непривычно для большинства из нас. Некоторые потери электропитания проходят для нас незаметно (ночью на пять минут отключили ”свет”) или заметно, но не доставляют нам хлопот. Иногда потери питания на десятые доли секунды приводят к катастрофам. Похожим образом обстоят дела и с другими сферами нашей жизни – если для набора текста подойдёт практически любой компьютер, то для видеообработки нужен компьютер помощнее. Каждая ситуация требует определённого инструментария в зависимости от условий. Можно, конечно, пытаться всё брать ”с запасом”, но, в таких случаях, быстро заканчиваются деньги. С другой стороны – скупой платит дважды. Способность правильно сделать выбор позволяет получить выгоду, а значит – жить лучше. Давайте будем жить лучше!

Жизненный цикл любого продукта или услуги можно разделить на несколько условных этапов:

  • наличие потребности в продукте, обладающем определёнными качествами
  • создание или выбор существующего объекта, удовлетворяющего требованиям
  • введение в эксплуатацию
  • эксплуатация
  • утилизация или обновление согласно изменившимся требованиям

И так далее по кругу. Не важно, что это: холодильник, тёплые полы, услуги парикмахера, или скважина питьевой воды на даче.

Рассмотрим подробнее каждый из этих этапов, применительно к обозначенной нами теме – бесперебойному электропитанию. Некоторые части текста могут показаться Читателю затянутыми, поэтому я заранее прошу за это прощения.

Определение потребностей

Пожалуй, это самое сложное. Говорят, что правильно заданный вопрос содержит в себе большую часть ответа. Поэтому, чтобы правильно задать себе вопрос, надо хорошо подумать. Во-первых, предстоит определить – а требуется-ли вообще Вам бесперебойное питание. Это Вы должны понимать лучше, чем кто-то другой. Если Ваша жизнь/работа/технологический процесс/развлечение/хобби/сфера ответственности (нужное подчеркнуть) не пострадает от кратковременного пропадания электроснабжения, и Вы можете обойтись без электричества в течение нескольких минут или часов, то не имеет смысла тратить деньги на защиту. Вместо источника бесперебойного питания (ИБП) купите что-нибудь полезное для Вас. То, что позволит Вам жить лучше, поможет принести дополнительный доход или доставит моральное удовлетворение – Вам решать. Хотя, любой из нас подвержен печальным вероятностным событиям выхода из строя техники по причине некачественного электропитания (наличие кратковременных всплесков напряжения различной природы возникновения). Определённую помощь в борьбе за качество ”негарантированного” электропитания могут оказать специальные фильтры.

Если Вам однозначно понятно, что защита по электропитанию Вам не нужна, то дальше можете не читать. Потратьте время с пользой на другие занятия. Если же у Вас есть сомнения, то попробую привести некоторое количество примеров, которые смогут помочь Вам определиться с ответом.

Однажды я приехал на проведение пуско-наладочных работ на фармацевтическое предприятие. В процессе выполнения работы поинтересовался: “А какое оборудование вы будете питать от ИБП?” Мне ответили, что это будет некое подобие бетономешалки, только в ней вместо бетона будут крутиться таблетки, при этом идёт процесс покрытия их глазурью (внешний защитный слой). Если в процессе работы произойдёт остановка вращения барабана, то партию таблеток придётся выбросить. А стоимость партии таблеток, примерно, как половина стоимости ИБП. Отключения электроэнергии на объекте за последний год происходили, поэтому заказчик прогнозирует сроки окупаемости ИБП – не более одного года. В данной ситуации выбор о необходимости защиты электропитания сделать было просто. Это очевидно. Подобных примеров может быть много. Технологические циклы производства критичные к бесперебойному питанию существуют в разных областях деятельности. Это и разово исполняемые действия, и круглосуточные производства.

Другой пример – область информационных технологий. Существует большое количество компаний, оказывающих услуги населению и различным юридическим лицам. Это может быть предоставление услуги доступа в интернет или хостинг (размещение) сайта сторонней компании на серверах центра обработки данных (ЦОД). Может, это банк, который в режиме реального времени осуществляет транзакции по счетам Ваших электронных карт? Тут всё сжато, спрессовано, и часы идут гораздо быстрее, чем в окружающем мире. Простой оборудования в течение нескольких минут не выведет его из строя, но может обернуться потерей заказчиков, репутации. В этом случае потери нельзя потрогать руками, но они могут быть огромны.

Вы не владелец банка, но может быть Вы живёте за городом? В небольшом коттеджном посёлке постоянно были (и есть) проблемы с электропитанием. Неожиданные часовые отключения электроэнергии решаются наличием дизель-генератора у каждого третьего владельца домов. При отсутствии ”города” питание осуществляется от генератора. При появлении питания происходит обратное переключение на ”город”. На момент переходов все подключенные электропотребители подвергаются воздействию пропадания питания и переходных процессов в линии. Некоторое оборудование не допускается обесточивать в произвольные моменты времени – например видеопроектор перед выключением должен погасить лампу и охладить её вентилятором в течение минуты. Стоить подумать об установке ИБП, который сделает процессы переключений на дизель и обратно, безболезненными для Вашего оборудования.

Неважно, в какой области Вы заняты, подумайте о том, что Вас окружает. Это могут быть компьютеры, станки, осветительное оборудование, холодильные установки, кондиционеры воздуха, насосы подачи воды, газовые отопительные котлы, медицинское оборудование, устройства развлекательного характера или что-то другое. Проанализируйте, что произойдёт в случае отключения электроэнергии на тот или иной временной промежуток. Запишите всё на листе бумаги. Если Вы придёте к выводу, что защита электропитания Вам необходима, то переходим к рассмотрению вариантов решения вопроса. Если необходимости в защите нет, то у Вас уже будет уверенность в обоснованности своего выбора.

Выбор решения

Вы решили, что какая-то часть Вашего оборудования требует защиты и нуждается в бесперебойном электропитании? Давайте попробуем рассмотреть варианты возможных решений. Для этого проведём небольшой экскурс в область принципов действия различных ИБП. Не пугайтесь. Это просто.

Когда мы говорим о бесперебойном питании нагрузки, мы понимаем, что для этого процесса требуется энергия - чудес ведь не бывает! Когда питающая электросеть снабжает нас электричеством, мы используем его. Когда в работе электросети происходят поломки, энергия ”из розетки” заканчивается. Где её можно взять? Нужен запасной вариант. А их – целое множество. Но разделить их можно на две большие группы. Источники способные выдавать электроэнергию длительное время и источники электроэнергии с небольшим временем работы. Давайте перечислим. В первой группе – быть может, это другая линия электроснабжения, на которой неполадки отсутствуют (например, от другой электроподстанции) или генераторная установка (используемая при необходимости). В другой группе, в основном, находятся “накопители” электроэнергии, которые способны отдать накопленное в нужный момент. Это аккумуляторные батареи (АКБ) или, например, конденсаторы. Можно продолжать список различных источников – Вы сделаете это самостоятельно. Предлагаю заполнить небольшую табличку, в которой для каждого упомянутого варианта можете перечислить их особенности, положительные качества и отрицательные.

Источник энергии Особенности
Городская питающая электросеть Практически неограниченное время использования; низкая цена; возможны кратковременные перебои.
Генераторные установки (дизель) Возможность многодневного использования; требуется альтернативное топливо; стоимость владения сравнительно высока
Аккумуляторные батареи Ограниченное время рабочего цикла; высокая стоимость
Конденсаторы Способность очень быстро накапливать или отдавать накопленную энергию; крайне малое время рабочего цикла до подзарядки

Понятно, что для каждой конкретной ситуации разумно использовать свои варианты решений и городская питающая сеть выигрывает по всем позициям. Только в моменты, когда она недоступна, мы вынуждены обращаться за альтернативой. В этот момент происходит крайне важное событие – ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ на альтернативный источник энергии. Переключатели бывают механические и электронные. Механические используются лишь в ИБП начального уровня (однофазные модели мощностью до нескольких киловатт) и имеют вполне ощутимое время переключения. Это недорогое решение, которое используется в ИБП отличающихся невысокой ценой. Такие источники бесперебойного питания принято называть ”офф-лайн” или ”лайн-интерактив”. Изначально нагрузка питается от городской сети напрямую и подвержена влиянию помех. В момент пропадания (или искажения) входного питающего напряжения системы происходит переключение питания нагрузки с ”города” на аккумуляторы, установленные в ИБП. Энергия, запасённая в АКБ, подвергается преобразованию и приводится к виду, необходимому для использования.

Тут есть два важных момента. Во-первых, это время переключения, в течение которого на выходе ИБП нет питающего напряжения. Время это - сотые доли секунды. Далеко не все потребители электроэнергии способны пережить эти мгновения без проблем. Как правило, это проходит безболезненно для устройств, которые имеют в своём составе импульсные блоки питания. В них энергия переменного напряжения входной питающей сети преобразуется в постоянное напряжение на конденсаторах постоянного тока. Накопленной в них энергии, как правило, достаточно для того, чтобы продержаться некоторое время без внешней подпитки. Примерами такого оборудования могут выступать персональные компьютеры, современные телевизоры, различное сетевое оборудование. Второй важный момент – это форма выходного напряжения ИБП при питании от батарей. Для снижения стоимости изделия производители не стремятся в точности воспроизвести требуемую строго-синусоидальную форму выходного напряжения. В большинстве случаев применяемых ИБП типов ”офф-лайн” эта форма очень отдалённо напоминает синусоидальную функцию. Скорее – это меандр. Прямоугольные импульсы. Стоит отметить, что большое количество оборудования негативно отнесётся к такой форме питающего напряжения. Например, нельзя так запитывать двигатели, потребителей с сетевыми трансформаторами на входе, медицинское оборудование и т.д. Но упомянутые нами ранее компьютеры и иные устройства с импульсными блоками питания готовы использовать питающую сеть с формой напряжения отличной от синусоидальной. ИБП типа ”лайн-интерактив” при работе от батарей выдают форму питающего нагрузку напряжения близкую к синусоидальному сигналу. Практически единственный их недостаток – кратковременное отсутствие питания нагрузки в момент переключения на батареи и обратно. Можно отметить, что ИБП имеющие в своём составе механические переключатели источников энергии и не способные воспроизвести выходное напряжение требуемой формы большинство времени проводят в ”спячке” и просыпаются лишь в моменты, когда требуется использовать альтернативное питание. Это позволяет им иметь высокие значения КПД – до 99%. Отсутствие шума и невысокая цена делают их привлекательными для определённого круга задач и использование их при этом вполне оправдано. Проанализируйте требования к электропитанию Вашей нагрузки и, возможно, использование ИБП типа ”офф-лайн” или ”лайн-интерактив” позволит Вам защитить важное для Вас оборудование, не требуя при этом перерасхода средств.

Вернёмся ко второму типу переключателя – электронному. Он используется в продвинутых ИБП начального уровня и в профессиональной промышленной технике (трёхфазные источники бесперебойного питания). Переключатель представляет из себя полупроводниковые компоненты, способные мгновенно переключаться из открытого состояния в закрытое (для протекающего через них электрического тока) и наоборот. Такой переключатель способен провести коммутацию в течение микросекунд, было-бы наготове то, что подключать. Ещё пара важных моментов: ИБП должен обеспечивать хорошую фильтрацию питающего напряжения тогда, когда используется энергия из городской электросети. В случае работы от батарей тоже необходимо обеспечить питание нагрузки качественной электроэнергией, которая позволит питать любую нагрузку. Чтобы “не городить огород” напрашивается следующее решение: входное питание переменного напряжения можно преобразовать в постоянное с помощью “выпрямителя”. Фильтруется и накапливается энергия в конденсаторах постоянного тока (см.табличку выше) как, например, воздух в баллоне ресивера после воздушного компрессора. Далее, с помощью полупроводниковых элементов, постоянное напряжение вновь преобразуется инвертором в переменное нужной амплитуды и частоты (invertor - преобразователь). Эти два последовательных преобразования положили основу для названия класса – “ИБП двойного преобразования” или ”он-лайн ИБП”.

Что позволяет сделать такая схема? Во-первых, в результате такой конвертации пропадает влияние входных помех и всплесков напряжения на формируемое выходное напряжение (“мы старый мир разрушим, до основания, а затем, мы наш, мы новый мир построим…”). Во-вторых, появляется возможность использовать энергию, запасенную в конденсаторах. Её не много, но достаточно для того, чтобы обеспечить питание нагрузки в течение двух-трёх периодов выходного напряжения. Это время порядка 30-40 миллисекунд. За это время умный ”мозг” ИБП в состоянии понять, что с входной питающей сетью что-то случилось и пора переключаться на питание от аккумуляторов. Для понимания Вами этого процесса, скажу, что современные ИБП принимают решение и осуществляют переключение в течение 3-х миллисекунд. Всё это время ИБП формирует выходное напряжение, используя энергию, запасенную в конденсаторах постоянного тока. Представьте себе, двух рабочих с лопатами. Первый берёт лопатой песок с проезжающей мимо транспортёрной ленты и бросает его в кучу. Второй рабочий берёт песок из кучи и бросает в кузов грузовика. Если с транспортёром что-то происходит и первый рабочий не в состоянии поставлять песок, то второй для бесперебойной работы всегда имеет запас в виде кучи. Это аналогия с энергией, запасённой в конденсаторах. Если пропал один источник энергии, то существует запас, который позволит продержаться до момента переключения на другой источник энергии. То-есть нет перерыва питания на выходе ИБП. Вообще нет. В-третьих, использование управляемого инвертора позволяет получать на выходе напряжение с жёстко заданными характеристиками (амплитуда и частота). Точность воспроизведения выходного напряжения форме синусоидального сигнала составляет до 99%. Причём это справедливо для обоих режимов питания – и от городской сети и от аккумуляторов. В-четвёртых, при использовании трёхфазных систем двойное преобразование позволяет равномерно перераспределить нагрузку по входным фазам. Например, нагрузка по первой из трёх фаз существенно больше, чем по двум другим. В этом случае, инвертор первой фазы берёт из конденсаторов постоянного тока максимальное количество энергии. Но поставляется энергия на конденсаторы всеми тремя входными выпрямителями в равных пропорциях с каждой фазы. Выравнивание входных токов трёхфазной системы положительно сказывается на функционировании трёхфазной сети и позволяет минимизировать возможные перекосы фаз, вызванные несбалансированной нагрузкой. Всё очень хорошо, но есть и минусы. Вся эта работа не бесплатна. В процессе преобразований происходит потеря части энергии в виде тепла выделяемого в выпрямителях и инверторах. Плюс к этому требуется постоянное охлаждение этих компонентов – работа вентиляторов. Это сказывается на КПД. Для систем двойного преобразования он составляет 93 .. 96%. Причём, чем выше нагрузка, тем выше КПД.

Отметим ещё не оговоренный факт – когда и как осуществляется подзарядка аккумуляторных батарей? Нетрудно догадаться, что это возможно при наличии входного питания. Специальная электроника следит за уровнем заряда батарей и регулирует его в зависимости от температуры батарей и т.д. Чем больше энергии запасено в АКБ, тем дольше мы сможем питать нагрузку от них. Больше батарей – больше время автономной работы.

Помимо ИБП двойного преобразования существуют ещё ИБП использующие дельта-преобразование. Суть его заключается в том, что ИБП налету корректирует входное питающее напряжение добавляя или вычитая из него некоторую разницу (дельту) и таким образом формируя напряжение требуемой амплитуды. Они обладают своими сильными и слабыми сторонами, но ИБП такого типа не сильно распространены, поэтому не будем уделять им внимание в данном повествовании.

Итак, я надеюсь, что основные вехи принципов работы ИБП Вам понятны. Но есть ещё одно слово в этой области, которое мы не произносили. Слово это – ”Bypass” (обходной путь). Что-же это за зверь такой? Для понимания, давайте ещё раз опишем работу ИБП. В случае, когда доступен основной источник питания, ИБП использует его энергию. Когда основной источник недоступен, ИБП использует батареи. А что делать ИБП, когда основной источник недоступен, а батареи уже израсходованы? Нужен запасной аэродром. А что делать, если в ИБП произошла поломка и лучше использовать ”грязное” питание, чем никакого? Решение есть. Это тот самый обходной путь – байпас.

В случаях, когда приоритетное питание отсутствует и батареи не способны отдавать энергию, ИБП включает питание нагрузки от второго входа – байпасного. Если предприятие имеет несколько вводов энергоснабжения, то один из них выбирается как приоритетный и питает основной вход ИБП. Второй ввод подключается на байпасный “вход 2” ИБП. Таким образом формируются три линии обороны - основное питание, батареи, байпас. Иногда оба входа ИБП объединяют, и использование байпаса позволяет осуществить перевод питания нагрузки на питающую сеть напрямую в двух случаях – например, для отключения ИБП с целью проведения технического обслуживания или в случае некоторых неисправностей ИБП. Такие переключения при исправных соответствующих компонентах ИБП проходят незаметно для нагрузки и не прерывают питания. Таким образом, байпас - это тот путь, который в системах начального уровня являлся основным, а в профессиональных системах защиты электропитания используется как крайний случай.

Когда первоначальная потребность в защите удовлетворена, аппетиты начинают расти. Требуется увеличение мощности ИБП и увеличение надёжности. Для этого существуют варианты. Например, некоторые модели ИБП могут объединяться в группы параллельной работы.

Возможно объединение для повышения мощности, а возможно объединение для повышения надёжности. В первом случае суммарная нагрузочная способность системы равна сумме мощностей каждого ИБП. При выходе из строя одного экземпляра нагрузочная мощность соответственно снижается. При формировании группы для повышения надёжности, суммарная нагрузочная способность определяется исходя из заданного уровня отказоустойчивости системы. Например, объединение 4-х ИБП мощностью 40 кВА позволит получить мощность системы 120 кВА и способность противостоять выходу из строя любого одного ИБП группы (так называемый уровень отказоустойчивости “N+1”). Либо, иметь нагрузочную способность 80 кВА и противостоять выходу из строя или отключению двух ИБП группы (уровень “N+2”). Соответствующим образом настроив систему, можно добиться желаемого результата. Помимо возможности включения в параллельную работу нескольких экземпляров ИБП есть модели, использующие параллелизм на уровне компонентных блоков.

Такие решения позволяют пользователю гибко менять конфигурацию ИБП непосредственно в процессе эксплуатации путём доукомплектования системы необходимыми модулями. К положительным качествам модульных ИБП можно отнести минимальное время простоя системы, поскольку выход из строя одного блока, как правило, не приводит к отказу всей системы и существует возможность замены неисправного компонента не отключая источник бесперебойного питания - ”на горячую”.

Для особо ответственных случаев возможны комбинации использования групп модульных ИБП. Например, при проектировании питания ЦОД в составе вычислительных мощностей использующего серверы с двумя блоками питания, применяются схемы “2N+k” состоящие из двух независимых ИБП (или даже групп ИБП) в каждом из которых допускается отказ количества модулей равных ”k”. При этом размещаются ИБП в разных комнатах или даже на разных этажах для исключения влияния возможных форс-мажорных факторов.

Теперь Вы можете отметить себе: какой вариант решения по защите электропитания является для Вас необходимым или желаемым; описать требуемые уровни отказоустойчивости; выбрать время автономии, позволяющее Вам корректно завершить работу оборудования или привести в действие альтернативный источник энергии (дизель-генератор).

Далее считаю необходимым немного углубиться в технические нюансы. А именно – назвать некоторые параметры ИБП измеряемые в цифрах и позволяющие подобрать оптимальную конфигурацию для Вашего случая. Это количество фаз на входе и выходе ИБП, его нагрузочная и перегрузочная способности, максимальные токи на входе и выходе, величины напряжений на входе и выходе, требуемое время автономии, ёмкость батарейного массива, и так далее.

Согласно применяемой схеме электропитания выбирается тип ИБП по количеству фаз на входе и выходе. Возможны три варианта- 1:1 или 3:1 или 3:3.

Величина нагрузочной способности ИБП, как правило, измеряется в вольт-амперах а не ваттах. В чём разница? Полная мощность нагрузки – величина комплексная. Она состоит из активной мощности (которая выделится в виде тепла или проделанной работы) и реактивной (которая ”бегает” туда-сюда между нагрузкой и источником энергии (ИБП) как в колебательном контуре между индуктивностью и конденсатором). Нарисовав векторы (школьный курс тригонометрии) можно определить зависимость активной мощности как произведение полной мощности на косинус угла между ними.

Для каждого типа ИБП разные производители делают расчёт полной мощности исходя из разных значений косинуса фи (пауэр-фактор). На практике они колеблются от 0,6 до 1,0. Таким образом, максимальная активная нагрузка на ИБП номиналом 10 кВА, расчётное значение пауэр-фактора нагрузки для которого принято 0,8, можно нагружать не более чем на 8 кВт. Значение пауэр-фактора (PF), при котором расчётно указана мощность ИБП, даётся производителем в документации на источник бесперебойного питания. Необходимо учитывать эти отличия при выборе решения.

Ещё один распространённый ”камень”, о который можно споткнуться, это – характер нагрузки. Например, часто забывают об этом при использовании двигателей. На старте двигателя потребляемый им ток превосходит значение в установившемся режиме до
7-ми раз! А ещё ток двигателя зависит от нагрузки на вал. Проверив работу системы на холостом ходу нельзя быть уверенным, что всё будет хорошо под нагрузкой. Для примера, приведу осциллограмму тока на старте двигателя вентилятора кондиционерного блока.

Хорошо видно, что в первоначальный момент старта ток двигателя крайне высок. Это необходимо учитывать при подключении двигателей к ИБП, чтобы избежать проблем с перегрузкой инвертора. Для минимизации выбросов пусковых токов двигателей применяют устройства плавного пуска или частотные преобразователи.

Если с количеством фаз, мощностью и коэффициентом PF разобрались, то можно поговорить о времени автономии (работа на нагрузку от батарей). Какое время требуется Вам для гарантированного отсутствия проблем, вызванных сбоем энергоснабжения? Если у вас есть возможность использования стационарного дизель-генератора со своей автоматикой переключения, то это время измеряется единицами минут. Если у Вас передвижной дизель-генератор, то Вам может потребоваться полчаса для ввода его в работу. Если дизелем Вы не располагаете, то подумайте, сколько времени надо для корректного завершения технологического цикла – будь то выключение серверов или окончание процесса запекания полимера в печи. Продумайте все варианты – запишите на бумаге.

Теперь у Вас есть минимум данных для того, чтобы начать выбор ИБП. На сайтах производителей есть необходимая для этого информация. Ориентируясь на габаритную мощность (не забывая о требуемом запасе), максимальные значения токов по фазам, требуемое время удержания, можно выбрать ИБП с необходимым комплектом батарей, удовлетворяющий Вашим требованиям. Просмотрите документацию на выбранную модель. В ней Вы можете обнаружить дополнительную нужную информацию. Например, будут указаны требуемые условия по размещению оборудования или сечения используемых кабелей и номиналы защитных автоматов. Ведь эти нюансы тоже требуют учёта. Чтобы поддержать нагрузку в 10 кВт ИБП, имеющий КПД 95% должен взять от сети дополнительное количество энергии на свои нужды. Кроме того, если произойдёт отключение электроэнергии, то после восстановления питания система начнёт процесс заряда АКБ, которые использовались для питания нагрузки. А на это может выделяться дополнительно до 20% номинальной мощности ИБП. Из всего этого следует, что по входу ИБП требуется расчётный запас около 30% по отношению к мощности питаемой нагрузки. Для правильного выбора решения требуется потратить время, но это будет правильный путь, который гарантирует Вам положительный результат.

Введение в эксплуатацию

Если решение по составу оборудования принято и проведены процедуры закупки и монтажа, можно приступать к процедуре настройки и запуска ИБП. Когда речь идёт об источниках малой мощности, работы по настройке практически отсутствуют. Производители минимизируют сложности данного процесса и готовы пойти на некоторые допущения и усреднения, учитывая невысокую стоимость оборудования. Когда речь идёт об источниках большой мощности (трёхфазном оборудовании), компромиссам нет места. Требуется проверить соответствие среды для эксплуатации оборудования, селективность защиты, номиналы защитных автоматов, настроить выходное напряжение ИБП, скорость синхронизации с сетью, настройки зарядного устройства, систему самодиагностики и уведомлений, проверить функционирование ИБП во всех режимах и так далее. Пропуск любого пункта может обернуться нехорошими последствиями. Так, например, неправильно настроенная (или совсем не настроенная) система контроля заряда АКБ способна вывести из строя батареи за короткий срок, некорректно регулируя напряжение на батареях в зависимости от температуры окружающей среды. А стоимость батарей в системах большой мощности измеряется десятками тысяч международных денежных единиц. Этот же эффект (неоправданные расходы) может быть получен при сборке батарейного массива на стеллажах неквалифицированным персоналом. Усилие затяжки клемм должно быть нормированным. Недостаточное усилие приводит к появлению плохого контакта и резкому выделению тепла в данном месте при протекании больших токов. Возможность возгорания или взрыва АКБ становится реальностью. Превышение допустимого усилия приводит к уменьшению площади контакта с аналогичными последствиями.

На первой картинке внешне не видно никаких проблем. На второй (со снятой перемычкой) видно, как в результате повышенного усилия затяжки произошло ”вытягивание ” металлических втулок из свинца. При протекании токов в несколько сот Ампер это приводит к проблемам.

Повторюсь, что крайне важно проверить работу ИБП во всех режимах под нагрузкой. Это позволяет не только быть уверенным в том, что источник бесперебойного питания выполнит свою основную функцию, но и, в некоторых случаях, позволяет на этапе запуска обнаружить возможные скрытые дефекты или неполадки. А болезнь дешевле предупредить, чем лечить. Вывод – проведением процесса ввода в эксплуатацию дорогостоящего оборудования должны заниматься специалисты.

Эксплуатация ИБП

Когда оборудование введено в эксплуатацию, можно расслабиться? Нет. Необходим контроль за работой оборудования. При возникновении любых отклонений в работе ИБП имеет смысл проконсультироваться со специалистами. На сегодняшний день большинство систем бесперебойного питания имеют средства самодиагностики. Они позволяют провести поверхностный анализ работы оборудования и его основных компонентов. Самодиагностика может выполняться в автоматическом режиме, либо по команде обслуживающего персонала. Это зависит от модели ИБП и его настроек. Это всё можно уточнить у специалистов в момент проведения процедуры ввода в эксплуатацию оборудования. Проведение ежегодных процедур профилактического технического обслуживания (ТО) помимо банальной очистки от пыли позволяет провести полную комплексную проверку работы ИБП. Кроме того, ИБП как сложное техническое изделие имеет ряд компонентов с ограниченным сроком службы. Это АКБ, вентиляторы, конденсаторы и другие компоненты. У каждого из них свой срок службы. Есть АКБ со сроком службы от 3-х до 5-ти лет (в зависимости от условий эксплуатации), а бывают десятилетние батареи. Вентиляторы некоторых моделей рекомендуют менять каждые три года, а некоторые - раз в пять лет. Аналогичная ситуация с иными компонентами. Производители указывают для каждого компонента свой срок службы. Замена всех этих компонентов требует вложения средств. В случае с принтером, иногда, стоимость расходных материалов при эксплуатации в разы может превышать стоимость самого принтера. При выборе ИБП тоже не стоит забывать о последующих расходах. Необходимо провести расчёты совокупной стоимости владения. Уточнить стоимость ТО и расходных материалов в течение срока жизни оборудования (запросить информацию у обслуживающей организации) и лишь тогда Вы сможете иметь перед глазами полную картину. К сожалению, фактически никто не озадачивает себя подобными расчётами. Поэтому, спустя несколько лет, удивляются, что ИБП не только должен работать, круглосуточно исполняя свои задачи, но и иногда требует некоторого внимания и средств. Большинство понимает, что необходимо менять масло в двигателе своей машины согласно рекомендациям производителей, но не многие осознают, что требуют замены компоненты, которые ”ведь хорошо работают, без признаков износа, ну и что из того, что им уже пять лет?”. Покупка ИБП без последующего регулярного ТО ставит под сомнение сам смысл приобретения. Для чего Вам нужен ИБП? Для обеспечения бесперебойного питания важной нагрузки. А недосмотренная техника с истёкшими ресурсами некоторых компонентов уже не способна на гарантированную работу. Появляется вероятностная работа. Негарантированная. Зачем тогда вообще тратились деньги? Может лучше довериться городскому электропитанию? Подумайте.

Если подумали и решили, что ИБП нужен, и необходимость в проведении ТО Вам понятна, затронем саму суть этих работ. Как правильно и точно сказано в рекламном буклете: ”Главная цель профилактического обслуживания – недопущение аварии в период между визитами сервисного инженера. Данная процедура крайне важна для обеих сторон, так как позволяет значительно сократить число дорогостоящих аварийных выездов, а иногда вообще избежать их, обеспечивая безотказную работу установленного у заказчика оборудования в течение всего срока службы”. Обращаю Ваше внимание на неочевидный, но прозвучавший факт – даже проведение ТО не гарантирует полного отсутствия проблем. Речь идёт о минимизации их вероятности. Надо это понимать. Как сказали классики устами Остапа Бендера – ”100% гарантию даёт только госстрах (С)”. Неоспоримое преимущество ТО состоит в том, что проведение этой процедуры запланировано на определённое время. Поскольку в процессе профилактики ИБП проверяется во всех режимах, вероятность обнаружения любых неполадок максимальна. Если скрытая проблема есть, то она проявится именно в процессе проверки – в заранее выбранное время, когда нет риска сорвать техпроцесс и когда собран и наготове весь требуемый персонал, способный максимально быстро и с минимальными потерями восстановить работу всего комплекса оборудования. Отсутствие же профилактического обслуживания, обычно проявляется в ночь с пятницы на субботу. Когда никого нет на месте и нужные специалисты в отпуске. Но, не будем о грустном. Помним о том, что мы должны делать свою жизнь, а не она нас. И для этого мы принимаем правильные решения.

Модернизация

Вот и пришло время перемен. Назрела необходимость заменить старое, отработавшее свой срок службы оборудование, или Вы расширяете свой бизнес и Вам нужны дополнительные мощности … я искренне рад за Вас. Возможно, заложенные в самом начале возможности по расширению модульного ИБП дождались своего часа, и Вы имеете возможность докупить часть, чтобы не тратиться на целое. Это миг Вашего триумфа. Время, затраченное ранее на обдумывание своих решений, или приобретённый опыт эксплуатации, дают Вам козырную карту. За плечами у Вас выводы после использования оборудования предыдущего поколения, пересмотр потребностей с учётом опыта, оценка прогнозов использования… Даже если не Вами принималось решение о выборе предыдущей системы бесперебойного питания, Вы можете оценить положительные и отрицательные качества имеющегося в наличии и подлежащего обновлению оборудования. Сейчас Вы знаете, на что обращать внимание, знаете больше чем раньше, а значит правильность Вашего выбора вне сомнений.

Выводы

Целью данного опуса не было продвижение какой-либо конкретной торговой марки. Язык изложения выбран соответственно для простоты понимания. Можно изложить всё более профессионально и грамотно, используя некоторое количество спецтерминов, увеличить количество технической информации связанной с параметрами ИБП и т.д. Цель простая – донести мысль о том, что ”Думайте сами, решайте сами, иметь или не иметь…", а если уж тратить деньги, то не на ветер, а на дело.

 


Документы

Другие Статьи: