Каталог статей
ГлавнаяГенератор и другие компоненты системы бесперебойного энергоснабжения

Лет 10 назад системами резервного электропитания (бэкапами) в обязательном порядке оснащались лишь объекты наивысшей группы риска – больницы, аэропорты, стратегические военные и правительственные подразделения. Сегодня без схем дублирующего энергоснабжения не проектируются даже коммерческие объекты средней величины независимо от их профиля.

Растет номенклатура энергетического оборудования, устанавливаемого со стороны потребителя. Непрерывно совершенствуются  характеристики приборов. Но ключевыми и для домашнего бэкапа, и для резервной системы в крупном дата-центре – остаются все те же устройства: генератор, источник бесперебойного питания (ИБП), инвертор и аккумуляторная батарея (АКБ).

Задача по бесперебойному снабжению объекта энергией высокого качества решается несколькими способами. Оптимальную конфигурацию необходимого оборудования можно подобрать при выполнении 4 условий:

1. Рассмотрения всего спектра устройств.
2. Проведения мониторинга локальной сети и прогнозирования изменений ее параметров.
3. Определения функциональных (качественных и количественных) требований к системе бесперебойного энергоснабжения.
4. Использования сравнительного технико-экономического анализа.

Генераторы | АКБ | ИБП | Инверторы | АВР | Стабилизаторы напряжения | Трансформаторы | Фильтры Мониторинг сети | Требования к системе | Сравнение конфигураций | Резюме


Из чего состоит бэкап? Спектр устройств

Энергетическая безопасность объекта обеспечивается благодаря работе по нескольким направлениям. Наиболее важные из них – это резервное электроснабжение, защита от критических режимов и качество электрического сигнала. Задачи эти являются частично пересекающимися, а оборудование, используемое для их решения, можно условно разделить на основные приборы и устройства двойного назначения.



Основные приборы

Рассмотрим оборудование, используемое в качестве резервных источников тока и его главных преобразователей. В силу преобладающих отечественных климатических и юридических особенностей ветровые и солнечные электростанции пока остаются для нас экзотикой. Поэтому выносим установки альтернативной энергетики за рамки данной статьи.



Генераторы

Не существует  обобщающего правила, дающего однозначный ответ на вопрос «в каких случаях генерирующие устройства (ГУ) предпочтительнее, чем автономные источники тока других типов?». Тем не менее, обычно дизельные, бензиновые или газовые агрегаты начинают рассматриваться в качестве ядра резервной системы, если требуемое время ее непрерывной работы составляет не менее 30 минут.

С тех пор, как были решены вопросы эффективного масштабирования промышленных источников бесперебойного питания, мощность перестала быть определяющим фактором в выборе между ГУ, ИБП и аккумуляторно-инверторной конфигурацией бэкапа. Наиболее важными характеристиками генераторов для строительства систем бесперебойного энергоснабжения являются на данный момент автономность (ч) и удельная стоимость генерируемого электричества ($/кВт).

Максимальное время непрерывной работы (2 недели) демонстрируют дизельные и газовые машины с жидкостным охлаждением двигателя. За счет относительно высокого КПД и увеличенного ресурса (около 30 000 часов) ГУ этого вида отличаются минимальной стоимостью произведенной энергии.

Чаще всего в Украине для резервных систем, характеризующихся мощностью 20 - 200 кВт и автономностью 4 - 48 ч выбираются дизельные установки закрытого типа, работающие в связке с ИБП. Источник бесперебойного питания должен обеспечивать нагрузку энергией в течение времени, необходимого для запуска генератора и выхода его в нормальный режим функционирования. Все необходимые переключения в таких системах выполняются специальной автоматикой (АВР).

Бензиновые ГУ целесообразно использовать при небольшой требуемой мощности (1,0 - 6,0 кВт) и автономности (до 3 ч) системы. Модели, работающие на 95-м бензине, отличаются сравнительно низкими ценами, компактностью и небольшим весом. С их помощью проще всего минимизировать капитальные затраты на создание схемы резервного питания.

Самым высоким КПД отличается отдельный класс энергетического оборудования – инверторные генераторы. Машины, укомплектованные блоками двойного преобразования энергии, обеспечивают нагрузку «чистой» энергией, не требующей дополнительного модифицирования. Минусами таких устройств являются высокая цена и небольшой диапазон доступных мощностей (1,0 - 5,0 кВт).



Аккумуляторные батареи

Батареи являются компонентами ИБП, а также используются в аккумуляторно-инверторных конфигурациях резервных схем.

Конструкции АКБ чрезвычайно разнообразны. Серийно выпускаемые модели основаны на использовании нескольких десятков различных химических реакций. Если говорить о буферизации электроэнергии для резервного использования, то наиболее распространенными в этой сфере являются промышленные литий-ионные батареи и современные версии свинцово-кислотных аккумуляторов, созданные по технологиям AGM и GEL.

Все три вида устройств являются необслуживаемыми. То есть, потребитель освобожден от необходимости контролировать температуру и состав электролита, а низкий уровень водородной эмиссии позволяет располагать сборки любого масштаба в жилых помещениях без каких-либо требований к вентиляции.

Главными характеристиками АКБ являются емкость (запас энергии) и количество циклов «заряд - разряд». Маркировка устройства «12V/50 Аh» означает следующее:

1. Напряжение на клеммах – 12 В.
2. Запас энергии по току – 50 Ач.
3. Запас энергии по мощности – 50 х 12 = 600 Втч.

Говоря о запасе энергии, выражаемом в ампер-часах, следует иметь в виду, что значение это соответствует реальному только для сравнительно небольших токов и мощностей. Если батарея обеспечивает питанием нагрузку 12 Вт в течение 50 часов, то 600 - ваттную она сможет поддерживать менее 1 часа. Кроме того, полный разряд (а иногда и заряд) вреден для батарей большинства типов. Так, для литий-ионных аккумуляторов оптимальной глубиной зарядки является значение 50%.

Обратите внимание:
Емкость аккумулятора (Ач) не имеет ничего общего с одноименной физической величиной, измеряемой в Фарадах.

При необходимости можно масштабировать буферы электроэнергии, объединяя отдельные аккумуляторы при помощи параллельного, либо последовательного соединения. В первом случае суммируются емкости элементов, а во втором – их напряжения.



Источники бесперебойного питания

По широте спектра обслуживаемых мощностей ИБП (UPS – в англоязычном варианте) различных модификаций являются чемпионами сферы резервного энергоснабжения. Источник бесперебойного питания должен мгновенно переключать нагрузку на питание от аккумуляторной батареи в случае отказа централизованной электросети.

10В состав стандартного прибора, выполненного в едином корпусе, входят следующие обязательные элементы: АКБ, зарядное устройство, инвертор, контроллер и переключатель линий. Пока нагрузка питается по сквозному каналу от сети, контроллер, оценивая функциональное состояние батареи, управляет работой зарядного устройства. При выходе параметров входного сигнала за нормируемые пределы, нагрузка переключается на ИБП, инвертор которого преобразовывает постоянный ток аккумулятора в переменный. Как только работа централизованной сети возобновляется (или происходит пуск генератора), осуществляется обратное переключение.

Как правило, бюджетные бесперебойники, устанавливаемые в квартирах и офисах, помогают завершить работу в штатном режиме и избежать потери данных. Емкости встроенной АКБ хватает на несколько минут работы. Отдельные модели предполагают возможность наращивания энергетического буфера за счет подключаемых внешних батарей. К сожалению, в большинстве случаев зарядные устройства не вполне адекватно работают с дополнительными аккумуляторами, заметно снижая срок их эксплуатации. Техническая проблема масштабирования ИБП была решена сравнительно недавно, в последние 7 - 10 лет, на примере промышленных устройств свободной конфигурации. Решения от APC, Eaton и других ведущих производителей отрасли позволяют увеличивать мощность комплексов до 2 -  3 МВт при автономной работе в течение нескольких часов. Самой крупной в мире безгенераторной системой бесперебойного энергоснабжения является 64 - мегаваттная станция в Файрбэнксе (Аляска, США), обслуживающая город с населением 40 000 человек.

В потребительской среде распространена классификация устройств бесперебойного питания, основанная на описании принципов их действия: off-line (reserve), line-interactive и on-line/double conversion (двойное преобразование).

Под оффлайновыми устройствами подразумеваются те приборы, которые не модифицируют входной сигнал сети. Они либо транслируют его по сквозному каналу (лишь фильтруя отдельные виды искажений), либо переключают нагрузку на инвертируемую энергию.

Интерактивные ИБП оснащены стабилизаторами напряжения. Кроме функции резервного питания приборы этого класса осуществляют так называемое “кондиционирование энергии”.

Он-лайн устройства с двойным преобразованием  производят полное модифицирование энергии. Сквозной канал у них реализован лишь в качестве аварийного. Электрический ток централизованной сети выпрямляется, а затем инвертируется перед подачей на нагрузку.

На смену этой классификации приходит другая, изложенная в международном техническом стандарте. Она содержит три группы символов. К примеру, обозначение «VFI SS 111» – говорит о том, что перед нами ИБП с независимыми от сети напряжением и частотой (Voltage Frequency Independent), «чистым синусом» при всех типах нагрузки (SS) и первым (наилучшим) классом стабильности напряжения при трех типах переходных процессов (111).



Инверторы

В классической электротехнике под инвертором понимается устройство, преобразовывающее постоянный ток в переменный. В качестве монофункциональных устройств такие приборы в сфере резервного энергообеспечения практически не используются. Современные модели оснащены всеми необходимыми опциями для того, чтобы в паре с АКБ представлять собой полноценные системы бесперебойного энергоснабжения.

Стандартный инвертор для бэкапа – это устройство, работающее в режимах оффлайнового бесперебойника, либо ИБП с двойным преобразованием. Встроенной АКБ они не оснащаются, зато имеют зарядные устройства, изначально предназначенные для эффективного масштабирования системы.



Устройства автоматического ввода резерва

Реализовать бесперебойную работу резервной системы конфигурации «генератор + ИБП» можно лишь при условии использования блоков АВР. Автоматика координирует работу бесперебойника таким образом, чтобы при отказе централизованной сети нагрузка питалась от аккумуляторов ровно столько времени, сколько необходимо для запуска и выхода ГУ на рабочие параметры. Кроме того, блок АВР берет на себя множество функций, от которых зависит качество и долговечность функционирования генератора и  системы, в целом.



Устройства двойного назначения

Функции защиты локальных сетей от аварийных ситуаций, а также повышения качества потребляемой знергии – исполняются приборами, не являющимися обязательными компонентами систем бесперебойного электроснабжения. Тем не менее, необходимость их использования может влиять на конфигурацию резервных схем.



Стабилизаторы напряжения

Автоматические трансформаторы, называемые стабилизаторами напряжения, а в англоязычной среде – AVR (Automatic Voltage Regulator), необходимы для обеспечения нормального уровня вольтажа в локальных сетях. В зависимости от своей конструкции стабилизатор напряжения изменяет величину выходного параметра плавно, либо дискретно (ступенчато). Другими важными потребительскими параметрами устройств являются скорость срабатывания и диапазон регулирования.

Наиболее быстродействующими являются приборы из разных эпох электротехники – феррорезонансный трансформатор и компенсационный статический стабилизатор напряжения. Первый с некоторыми усовершенствованиями используется уже более 70 лет. Он представляет из себя набор индукционных контуров, использующих влияние  магнитного резонанса. Второй построен на полупроводниковой базе и является самым совершенным (и дорогим) стабилизирующим устройством. Кроме скорости регулировки оба прибора отличаются плавным изменением параметров.

Наиболее распространены по причине надежности, простоты и дешевизны – ступенчатые релейные стабилизаторы напряжения, в которых каждой ступени регулировки соответствует отдельная выходная обмотка.

Встроенный стабилизатор является обязательным компонентом ИБП класса on-line и одной из возможных составляющих бесперебойников классов VI (Voltage Independent) и VFI (Voltage Frequency Independent).


Защитные трансформаторы

Несмотря на то, что, по определению, основной функцией трансформаторов является изменение уровня напряжения, существует ряд устройств, использующих сам факт механического разрыва электрической цепи в качестве защитного фактора.

Изолирующие (разделительные) трансформаторы используются с целью  подавления скачков и импульсов тока, а также сглаживания различных искажений формы волны входящего сигнала.

Симметрирующие трансформаторы призваны обеспечивать баланс напряжений в 3-фазных сетях. Их рекомендуют использовать в резервных схемах с 3-фазными генераторами для защиты энергетического, технологического и бытового электрооборудования.

Третьим распространенным видом защитных трансформаторов являются так называемые «К-фактор» - устройства. Цель их использования – защита сетей и приборов от перегрузок, связанных с низким значением cos φ.



Фильтры

Искажения входного сигнала называют гармониками. В зависимости от собственной частоты, кратной номинальной частоте сети, гармоники подразделяются на порядки.

Пассивные фильтры представляют собой комбинации из катушек и конденсаторов, подключаемых параллельно с нагрузкой. Комбинации эти настраиваются на резонанс с паразитными составляющими сигнала. Как правило, каждое устройство фильтрует гармоники определенного порядка. Существуют управляемые схемы с переключением на различные фильтры.

Активные фильтры представляют из себя устройства, генерирующие искажения сигнала сети в противофазе. Комплексные приборы, полностью «очищающие» входной сигнал с помощью противофазной компенсации, называют «активными кондиционерами сети».

Фильтры входят в состав схем ИБП и инверторов. В ряде ситуаций кондиционирующих устройств, расположенных на входе локальной сети, становится недостаточно для защиты отдельных нагрузок. В таких случаях принимаются дополнительные меры по установке фильтров.



Кондиционеры электропитания

В последние годы ряд электротехнических компаний начали маркетинговое продвижение идеи  комплексного решения проблемы качества электроэнергии. Потребителю предлагается отказаться от традиции «симптоматического лечения» отдельных видов искажений в работе сети. Не всегда есть возможность оперативной грамотной диагностики входящего сигнала и выбора «лекарств»  в виде отдельных стабилизаторов, фильтров, трансформаторов и других защитных и регулирующих устройств. Универсальный ответ на все вызовы – это применение  кондиционеров электропитания (Power Conditioner).

Похоже, на данный момент использование устройств подобного типа является избыточным решением в большинстве случаев. Но, как знать, возможно, развитие электротехники пойдет по пути объединения функций и уменьшения номенклатуры устройств. По крайней мере, уже в наши дни кондиционеры электропитания завоевали признание в среде профессиональных музыкантов.

Отдельным аспектом использования комплексных «очистителей» сигнала является возможность экономить на дополнительных опциях, встраиваемых в генераторы, ИБП и инверторы. Имея кондиционер электропитания, можно использовать самые простые версии остального энергетического оборудования.



Мониторинг локальной сети

С одной стороны, при создании системы бесперебойного энергоснабжения, необходимо провести тщательную диагностику входных параметров сети с использованием как оперативных замеров, так и статистических данных. С другой – не менее важно уметь прогнозировать возможные проблемы, связанные с развитием и изменением профиля собственного технологического оборудования.

Сориентироваться в условиях взаимного влияния различных отказов сети, их возможных последствий для потребителя и устройств, призванных решать отдельные виды задач энергообеспечения – поможет материал, изложенный в таблице 1. Еще до определения функциональных параметров системы резервного питания анализ результатов мониторинга  помогает определить отдельные необходимые компоненты энергетического оборудования. От учета этих данных зависит конфигурация всего комплекса бесперебойного электроснабжения.

Таблица 1.

Нарушения работы электросети: причины, последствия и решение проблем со стороны потребителя

Вид проблемы

Форма волны входящего сигнала

Возможные причины явления

Возможные последствия

Оборудование для решения проблемы, другие меры защиты

1. Отключения сети

1.1. В течение нескольких секунд

Автоматическое пере ключение линий в распределительных сетях

Потеря данных, от ключение оборудования

ИБП, инвертор + АКБ

1.2. От нескольких минут до получаса

Оперативные пере ключения, выполняе мые на подстанциях

Ситуации, угрожаю щие здоровью и жиз ни людей, нанесение коммерческого ущерба

ИБП, инвертор + АКБ

1.3. На 0,5 - 6 часов

Веерные отключения или время подключе ния резервного эле мента бригадами РЭС

Ситуации, угрожаю щие здоровью и жизни людей, нанесение коммерческого ущерба

Масштабируемый ИБП, инвертор + АКБ, генератор

1.4. До нескольких суток

Ликвидация крупных аварий

Ситуации, угрожающие здоровью и жизни людей, нанесение коммерческого ущерба

Дизельный или газовыей генератор с жидкостным охлаждением

2. Скачки напряжения и тока во время переходных процессов

2.1. Импульсные

(50 - 100 нс)

Разряды молний, тех ногенные электроста тические разряды, пе реключения мощных индуктивных нагрузок

Потеря данных, остановка и «зависание» компьютерных систем, повреждение блоков питания и других элементов энергетического оборудования

1.У ЗИП (Устройство защиты от импульсных перенапряжений).

2. Поддержание влажности воздуха 30% - 50% в помещениях с распредщитами

2.2. Колебательные

(десятые доли секунды)

Переключения инду ктивных/емкостных нагрузок

Потеря данных, «за висание» компьютерных систем

УЗИП, ИБП VI, ИБП VFI, защитные дроссели,

3. Циклические прерывания тока

От десятых долей секунды – до нескольких минут

Деградация силовых контактных групп и других элементов сетей и оборудования

Потеря данных, от ключение оборудования

ИБП, инвертор + АКБ

4. Кратковременный спад напряжения

4.1. В течение нес кольких циклов

Пуск оборудования, неисправность оборудования

Потеря данных, «за висание» компьютерных систем, отключение оборудования

Кондиционер электропитания, ИБП VI, ИБП VFI, феррорезонансный стабилизатор напря жения

4.1. На время от нескольких секунд – до минуты

Неисправность обо рудования, либо изменение баланса нагрузок

Потеря данных, «за висание» компьютерных систем, отключение оборудования

Кондиционер электропитания, ИБП, инвертор + АКБ, стабилизатор напряжения

5. Кратковременное повышение напряжения

5.1. В течение нес кольких циклов

Неисправность обо рудования, либо изменение баланса нагрузок

Отключение, повреж дение оборудования, сокращение сроков его службы

Кондиционер электропитания, ИБП VI, ИБП VFI, феррорезонансный стабилизатор напряжения

5.1. На время от нескольких секунд – до минуты

Неисправность обо рудования, либо изменение баланса нагрузок

Повреждение оборудования, сокращение сроков его службы

Кондиционер электропитания, ИБП, инвертор + АКБ, стабилизатор напряжения

6. Искажение формы сигнала

6.1. Смещение оси симметрии синусои ды

Неисправность бло ков питания и других приборов с полупро водниковыми элементами

Перегрев трансфор маторов, поражение людей током вследствие замыкания на землю, несвоевременное срабатывание уп равляющих устройств

Замена дефектного оборудования

6.2. Гармонические искажения

Влияние нелинейных электронных нагрузок

Перегрев трансфор маторов, «зависание» компьютерных систем

Замена проблемного оборудования, ис пользование защитных дросселей, пассивных фильтров, К-фактор трансформаторов, устройств компенсации реактивной мощности, активных кондиционеров гармоник, ИБП VI, ИБП VFI, инвертора + АКБ

6.3. Интергармоники

Влияние работы схем автоматического управления, частотных преобразователей, асинхронных двигателей и дугогасящих устройств

Нестабильная работа освещения («мерца ние»), перегрев устройств, нарушение работы систем связи

Кондиционер энергии, пассивные фильтры, ИБП

6.4. Насечки напряжения (питчи)

Влияние работы прео бразователей частоты, сварочных аппаратов и диммеров (регуляторов осветительных приборов)

Потеря данных, «за висание» компьютерных систем

Изменение конфигу рации проблемного оборудования, изме нение расположения чувствительных нагрузок, установка пассивных фильтров, ИБП

6.5. Шум

Неисправное обору дование, неэффективное заземление, близость к источникам электромагнитного импульса (радиотран сляторам, радарам)

Потеря данных, «за висание» компьютерных систем

Замена проблемного оборудования, изме нение расположения чувствительных нагрузок, установка дополнительных фильтров и изолирующих трансформаторов

7. Колебания напряжения со смещением оси синусоиды (флуктуация сигнала)

Неисправное обору дование, неэффективное заземление, близость к источникам электромагнитного импульса (радиотран сляторам, радарам)

Потеря данных, «за висание» компьютерных систем

Изменение конфигу рации проблемного оборудования, изме нение расположения чувствительных нагрузок, установка кондиционеров энергии, ИБП VI, ИБП VFI, инвертора + АКБ

8. Колебания частоты тока

Прерывистая, быстро изменяющаяся нагрузка

«Зависание» компьютерных систем, неста бильная работа освещения («мерцание»)

Изменение конфигу рации проблемного оборудования, изме нение расположения чувствительных нагрузок, установка кондиционеров энергии, ИБП VFI, инвертора + АКБ




Требования к системе бесперебойного энергоснабжения

Все виды общих требований к создаваемой системе можно обобщить в одном предложении:
Необходимо гарантировать качественное энергоснабжение объекта независимо от изменения внешних условий и внутренних параметров (масштабирование и/или изменение профиля оборудования).

В развернутом виде структура требований определяется следующим образом:

1. Качество параметров электроснабжения.
1.1. Компенсация нарушений работы электросети, выявленных при ее мониторинге.
1.2. Компенсация проблем, причиной которых является оборудование потребителя.

2. Условия, связанные со временем и вероятностными оценками.
2.1. Обеспечение бесперебойности работы с определенной степенью вероятности.
2.2. Определение, при необходимости, различных уровней гарантии бесперебойности для различных групп нагрузок.
2.3. Исключение влияния человеческого фактора на гарантии.

3. Условия, связанные с масштабированием системы, изменением профиля нагрузок, условиями размещения системы и обеспечения ее нормальной работы.

4. Требования, относящиеся к безопасности людей и возникновению аварийных ситуаций.

В полном виде требования должны содержать численные значения всех используемых понятий и параметров.



Сравнительный технико-экономический анализ вариантов систем

Покажем на конкретном примере алгоритм определения оптимального состава компонентов системы бесперебойного энергоснабжения, который учитывает экономические параметры оборудования.



1. Характеристика объекта

Объект – профессиональная студия звукозаписи. Работа ведется в течение суток, причем, наибольшая плотность графика отмечается с 21.00 до 08.00. Максимальная суммарная мощность используемого музыкального оборудования составляет 3,0 кВт с учетом пусковых токов. Система отопления («теплый пол») потребляет 4,0 кВт, кондиционеры – 3 кВт, освещение (лампы накаливания) – 1,2 кВт, необходимые бытовые приборы – 2,0 кВт в сумме с учетом пусковых токов.



2. Результаты мониторинга сети

Исследования выявили равномерно распределенные во времени гармонические искажения 1-го и 2-го порядков с КНИ (коэффициентом нелинейных искажений), составляющим 5% - 7%. Скачки напряжения с амплитудами, выходящими за рамки нормальных значений зарегистрированы в периоды с 11.00 до 14.00 и с 21.30 до 8.30 ежесуточно. Кратковременные прерывания электропитания (до 3 минут) происходят в ночное время ежесуточно. Запланированные отключения сети (веерные) осуществляются на 2 часа ежесуточно с 02.00 до 04.00. Периодические незапланированные падения сети (до 30 минут) происходят не чаще 2 раз в месяц в произвольное время.



3. Определение требований к системе бесперебойного энергоснабжения

1. Качество параметров электроснабжения и условия, связанные со временем и вероятностными оценками

Было принято решение разбить нагрузки объекта на 3 группы по обеспечению качества и бесперебойности энергообеспечения:

1. Критическая группа N1.
2. Критическая группа N2.
3. Некритическая группа.

Группа N1 объединяет профессиональное оборудование. Для нее необходимо обеспечивать бесперебойность электропитания. Все качественные параметры должны быть в пределах общих норм, а наличие гармонических искажений – в пределах норм, указанных для наиболее чувствительного оборудования (КНИ не более 1%).

Группа N2 – это освещение и бытовые приборы. Для нее необходимо обеспечивать бесперебойность электропитания. Из всех качественных параметров модифицируется только уровень напряжения.

Некритическая группа включает в себя систему «теплый пол» и кондиционеры.

Степень гарантирования энергообеспечения критических групп принята на уровне «n» (без дублирования дополнительным оборудованием). Все функции резервной системы должны осуществляться без участия человека (вмешательство в работу автоматики или основного энергооборудования – не чаще 1 раза в неделю).



2. Масштабирование системы, изменение профиля нагрузок, размещение энергетического оборудования.

Принято, что профиль нагрузок критических групп меняться не будет. Предположительное увеличение в обозримом будущем мощности группы N1 – 30% (до 4 кВт). Располагаться оборудование должно в отдельной комнате (6 м.кв.) с общими условиями по отоплению, без кондиционирования.



4. Варианты конфигураций системы бесперебойного электроснабжения

Вариант А

На общем входе для обеих критических групп – ИБП промышленного типа (с двойным преобразованием) уровня APC и Eaton с внешним блоком литий-ионных батарей (как менее габаритных и менее чувствительных к перегреву). Максимальное время автономной работы – 2,5 часа при мощности 6,2 кВт.

Вариант Б

На общем входе в критические группы – изолирующий трансформатор и стабилизатор напряжения релейного типа на 7,2 кВт.

На входе в группу N1 – АВР,  2 низкошумных 2-киловаттных инверторных генератора уровня Kipor, объединенных для параллельной работы через специальный коммутатор, а также ИБП оффлайнового типа (без встроенного стабилизатора напряжения) с запасом питания на 2 минуты при мощности 3 кВт, а также блок сетевых фильтров необходимой мощности.

На входе в группу N2 – инвертор со сквозным каналом и блоком литий-ионных АКБ с запасом энергии, обеспечивающим нагрузку 3,2 кВт в течение 2 часов (3,2 х 2 = 6,4 кВтч).


5. Сравнение вариантов

Суммарная стоимость компонентов варианта А составляет $7700, а варианта Б – $5000. При этом приблизительная стоимость ежемесячной эксплуатации – $30 для А и около $100 для Б. Стоимость эксплуатации в течение 5 лет составляет около $2000 (вариант А) и около $6000 (вариант Б). Предполагаемое масштабирование обойдется заказчику в $500 (вариант А) и около $1000 (вариант Б). Выбор был сделан в пользу минимизации полных эксплуатационных затрат – это вариант А с конфигурацией «промышленный ИБП + литий-ионные АКБ».


Заключение

Многообразие возможных решений компоновки систем бесперебойного энергоснабжения позволяет выбирать различные принципы экономической оптимизации при заданных требованиях к качеству функционирования всего комплекса. Очевидно, что, если во главу угла ставится сокращение полных эксплуатационных затрат, предпочтительнее выглядят наукоемкие компоненты с высоким техническим уровнем исполнения.

Автор: Андрей Луспенков | Google
Комментарии
Оставить свой комментарий
Ваши имя и фамилия:
Ваш комментарий:
Введите цифры с изображения:
Загружаю...