Често задавани въпроси

При избора на ИБП системата първоначалната цена неизбежно се поставя под въпрос и това може да доведе организациите понякога да купуват по-ниско качество продукт на по-ниска цена. Важно е обаче да се провери внимателно мелкият шрифт, за да се гарантира, че сте избрали модулна система, която наистина ще изпълни предвидената задача: да защити критичното захранване на вашия датацентър с най-високо ниво на достъпност.

Интересно е, че при някои от по-висококачествените ИБП системи икономии често се постигат на дълга срока благодарение на по-високата ефективност, което води до по-ниски експлоатационни разходи и по-ниска обща стойност на притежанието (TCO), така че извършването на пълен анализ на разходите обикновено си заслужава.

Следователно, как могат датацентровете да изберат ИБП, за да максимизират достъпността, като основна цел? По същество не бива да има потенциални единични точки на отказ. Разбирането на конфигурацията и точното определение на модулна система, преди сделката да бъде финализирана, е от решаващо значение.

На най-основно ниво отделна автономна ИБП единица, която защитава критична товарна верига, се нарича конфигурация от тип N. Въпреки това една автономна ИБП единица няма никаква устойчивост в случай, че самата единица излезе от строя или бъде изключена за профилактично поддръжка. Паралелното свързване на втора автономна ИБП единица със същата мощност осигурява устойчивост и се нарича конфигурация от тип N+1. Възможно е също така да се паралелно свържат няколко автономни единици с по-малка индивидуална мощност, за да се постигне същата философия.

Друго определение на модуларността е автономна ИБП, проектирана и произведена в модуларен формат. Основните компоненти — ректификатор, инвертор и статичен превключвател — са модуларни. Ако например възникне проблем с ректификатора, той може лесно да бъде заменен. Предизвикателството при тази конфигурация е, че ако един от компонентите излезе от строя, цялата функционалност на ИБП спира. Макар и да е модуларна система, нивото ѝ на достъпност няма да бъде надеждно.

По-доброто решение е онова, което наричаме „истински модулен ИПС“. Това представлява няколко отделни ИПС модула, събрани в един общ рамков корпус. Всеки отделен модул е самостоятелен ИПС, който включва собствен изправител, инвертор и статичен превключвател и работи онлайн паралелно с останалите модули. Например шест модула ИПС по 50 kW обикновено се събират в един общ рамков корпус, осигурявайки устойчива конфигурация от 300 kW при резерв N+1. При нужда замяната на модул („гореща“ замяна) отнема само няколко секунди (около 30 секунди), докато останалите модули продължават да осигуряват защита на критичната товарна верига.

В никакъв момент системата не се превключва към аварийния захранващ режим (maintenance bypass), а следователно и към нестабилното мрежово напрежение.

Някои други модулни системи включват изправител и инвертор в своите модули, но статичният превключвател е централизиран и отделен. Това води до потенциална еднократна точка на отказ. Замяната на отделен статичен превключвател може да отнеме само няколко минути, но в зависимост от местоположението, достигането до обекта за неговата замяна може да отнеме на техник по поддръжка няколко часа. През това време системата не може да премине към статичен байпас. При истинска модулна система, при която статичният превключвател е включен във всеки модул, останалите модули в рамката на ИБП продължават да осигуряват защита на товара, докато повреденият модул бъде заменен. Това значително повишава нивото на достъпност.

Разработихме нашата най-нова генерация истински модулна ИБП система, която осигурява коефициент на мощност над 0,99 и ниски общ разходи за притежание (TCO) благодарение на нашата технология за Максимално ефективно управление (MEM) и ниските загуби на енергия. Нашите проектиращи специалисти работят с дата центрове от много години и са в авангарда на технологичното развитие.

1. Високочестотна машина:

Чрез използване на високочестотна превключваща технология високочестотните превключващи елементи се използват вместо трансформаторите за работна честота в изправителите и инверторите на ИБП, което обикновено се нарича високочестотни машини. Високочестотните машини са компактни по размер и имат висока ефективност.

2. Машина за работна честота:

ИБП, който използва трансформатор за работна честота като компоненти в изправителя и инвертора, обикновено се нарича машина за работна честота.

Високочестотна машина срещу промишлена честота машина.

2-1: Високочестотната машина няма изолационен трансформатор, а нулевата линия на изхода ѝ пренася високочестотен ток, който идва предимно от хармоничните смущения в мрежата, пулсиращия ток на изправителя на ИБП и високочестотния инвертор, както и от хармоничните смущения на товара. Напрежението на смущенията не само е високо по стойност, но и трудно за елиминиране. В противоположност на това, напрежението между нулевата и земната линия на изхода на машината с честота на електрическата мрежа е по-ниско и няма високочестотна компонента, което е по-важно за сигурността на комуникациите в компютърната мрежа.

2-2: Изходът на високочестотната машина няма трансформаторна изолация. Ако силовото устройство на инвертора се късоизключи, високото постоянно напрежение в постояннотоковата шина (DCBUS) ще бъде приложено директно към товара, което представлява опасност за безопасността; такава опасност не съществува при машината с честота на електрическата мрежа.

2-3: Машината с честота на електрическата мрежа притежава силна устойчивост към ударни товари.

1. Енергийният коефициент е относително висок. При висока плътност на съхранена енергия той достига 460–600 Wh/kg, което е приблизително 6–7 пъти повече от този на оловно-киселинните батерии;

2. Дълъг срок на експлоатация — до повече от 6 години. Батерията с литиево-железо-фосфатен катод, зареждана и разреждана при ток 1C (100 % DOD), има регистрирана продължителност на живот от 10 000 цикъла.

3. Номиналното напрежение е високо (единичното работно напрежение е 3,7 V или 3,2 V), което е приблизително равно на серийното напрежение на 3 никел-кадмиеви или никел-металхидридни презареждащи се батерии, което улеснява създаването на батерийни блокове;

4. Висока мощностна издръжливост – литиево-железо-фосфатните литиево-йонни батерии, използвани в електромобили, могат да достигнат зарядно-разрядна мощност от 15–30 C, което улеснява интензивното стартиране и ускоряване;

5. Степента на саморазряд е много ниска – това е едно от най-изразените предимства на батерията. В момента обикновено се постига по-малко от 1 % на месец, което е по-малко от 1/20 от тази на никел-водородната батерия;

6. Лека – теглото ѝ е приблизително 1/5–1/6 от теглото на оловно-киселинния продукт при същия обем;

7. Добра адаптивност към високи и ниски температури – може да се използва в среда с температура от -20 °C до +60 °C; след допълнителна обработка може да се използва и при температура до -45 °C;

8. Зелено и екологично, независимо дали се произвежда, използва или изхвърля, не съдържа и не произвежда никакви токсични и вредни тежки метали и вещества като олово, живак, кадмий и др.;

9. Производството практически не използва вода, което е много полезно за страните с дефицит на вода.

Батерията е важна част от ИПС (системата за непрекъснато захранване). Разумното поддържане на батерията може да намали скоростта на деградация на батерията, да увеличи нейния срок на експлоатация, значително да намали честотата на замяна на батерията и ефективно да спести експлоатационните разходи.

1. Поддържането на подходяща температура на околната среда може да удължи срока на експлоатация на батерията на ИПС

Общо взето, факторът, който влияе върху непрекъснатата батерия на ИБП, е температурата на околната среда. Обикновено най-добрата температура на околната среда, изисквана от производителите на батерии, е между 20 и 25 °C. Макар повишаването на температурата да подобрява разрядната ѝ мощност, цената, която се плаща за това, е значително намаляване на живота на батерията. Според резултатите от тестовете, когато естествената температура надвишава 25 °C, животът на ИБП намалява значително при всеки пореден растящ интервал от 10 °C. В момента батериите, използвани в ИБП, обикновено са неизискващи поддръжка герметични оловно-кисели батерии с проектен срок на експлоатация от около 5 години, който може да бъде постигнат само при условията, предписани от производителя на батерията. Ако тези изисквания към околната среда не се спазват, реалният срок на експлоатация може да варира значително. Освен това повишаването на температурата на околната среда води до усилване на вътрешната химическа активност на батерията, което предизвиква голямо количество топлинна енергия и, от своя страна, допълнително повишава температурата на околната среда. Този порочен кръг ускорява намаляването на срока на експлоатация на батерията.

2. Редовно зареждане и разреждане на непрекъснатия захранващ източник (UPS) с батерия

Напрежението за плаващо зареждане и напрежението при разреждане в захранващия източник на UPS са нагласени на завода до номиналната стойност, а токът при разреждане нараства с увеличаването на товара. Товарът трябва да се регулира по разумен начин по време на употреба, например чрез контролиране на броя на използваните електронни устройства като компютри. При нормални условия товарът не бива да надвишава 60 % от номиналния товар на UPS. В този диапазон токът при разреждане на батерията няма да доведе до прекомерно разреждане.

Тъй като ИБП е свързан към мрежата в продължение на дълго време в среда с високо качество на захранването и рядко настъпващи прекъсвания на мрежовото захранване, батерията ще остане в плаващ режим на зареждане в продължение на дълго време, което води до намаляване на активността на взаимното превръщане на химическа и електрическа енергия в батерията с течение на времето и ускорява стареенето ѝ, както и намалява нейния срок на експлоатация. Затова се препоръчва пълно разреждане веднъж на всеки 2–3 месеца, като времето за разреждане може да се определи според капацитета на батерията и големината на натоварването. След пълно разреждане при максимално натоварване батерията трябва да се зареди отново в продължение на повече от 8 часа според установените правила.

3. Навременно заместване на използваните/дефектни батерии за ИБП (безпрекъснати източници на захранване)

В момента броят на акумулаторите, които се използват в големи и средни ИБП (източници на непрекъснато захранване), варира от 3 до 80 или дори повече. Тези отделни акумулатори се свързват чрез верига, за да образуват акумулаторен блок, който отговаря на изискванията за постояннотоково захранване на ИБП. При непрекъснатата експлоатация и използване на ИБП, поради разликите в производителността и качеството, неизбежно настъпва намаляване на производителността на отделни акумулатори, като тяхната капацитетна способност вече не отговаря на изискванията и те се повреждат. Когато част от акумулаторите в акумулаторния блок са повредени, техническият персонал трябва да провери и тества всеки акумулатор поотделно, за да се изключат повредените. При замяна на нов акумулатор се препоръчва да се закупи акумулатор от същия тип и от същия производител; забранено е смесването на киселинноустойчиви акумулатори, герметични акумулатори и акумулатори с различни спецификации.

PWM слънчевият контролер използва три режима на зареждане: интензивно зареждане, балансирано зареждане и плаващо зареждане.

Интензивно зареждане:

също известно като директно зареждане, е бързо зареждане; при ниско напрежение на батерията се използва висок ток и относително високо напрежение за зареждане на батерията.

Балансирано зареждане:

След завършване на интензивното зареждане батерията остава в покой в продължение на определен период. Когато напрежението спадне до определена стойност, батерията преминава в режим на балансирано зареждане, за да се осигури еднородно и последователно напрежение на клемите ѝ.

Плаващо зареждане:

След завършване на балансираното зареждане батерията отново остава в покой в продължение на определен период. Когато напрежението спадне до поддръжно напрежение, батерията навлиза в режим на плаващо зареждане, за да се поддържа в заредено състояние без прекомерно зареждане.

MPPT слънчевият контролер използва MPPT зареждане с ограничение на тока, балансирано зареждане с постоянно напрежение и плаващо зареждане с постоянно напрежение.

MPPT зареждане с ограничение на тока:

когато напрежението на батерията е много ниско, се използва режимът на зареждане MPPT, при който изходната мощност на слънчевия панел се насочва към батерията; при много силна интензивност на светлината изходната мощност на слънчевия панел нараства, а токът на зареждане достига праговата стойност, след което зареждането MPPT се прекратява и преминава в режим на зареждане с постоянен ток;

Когато интензивността на светлината намалее, системата автоматично превключва обратно в режима на зареждане MPPT.

Зареждане с постоянно напрежение:

батерията превключва свободно между режимите на зареждане MPPT и с постоянен ток, като те се допълват взаимно, докато напрежението на батерията достигне напрежението на наситяване; след това започва стадият на зареждане с постоянно напрежение, при който токът на зареждане постепенно намалява до 0,01C, след което зареждането се прекратява и започва стадият на плаващо зареждане.

Плаващо зареждане с постоянно напрежение:

батерията се зарежда с напрежение, леко по-ниско от постоянното напрежение.

Този стадий се използва предимно за компенсиране на енергията, изразходвана поради саморазреждането на батерията.

Принцип на мекото стартиране на инвертора:

1. Мекото стартиране чрез инвертор означава, че напрежението постепенно се увеличава от нула до номиналното напрежение, така че в целия процес на стартиране на двигателя няма ударен въртящ момент, а само гладка операция на стартиране.

2. Мекият стартер е ново устройство за управление на двигателя, което интегрира меко стартиране и меко спиране на двигателя, както и множество функции за защита. Основната му конструкция се състои от трифазен паралелен тиристор и свързана с него електронна управляваща верига, включени последователно между захранващия източник и контролирания двигател. Чрез различни методи се управлява ъгълът на провеждане на трифазния паралелен тиристор, така че входното напрежение на контролирания двигател се променя според различните изисквания и могат да се реализират различни функции.

Функцията на мекото стартиране чрез инвертор:

1. В момента, в който инверторът се включи, той получава захранване, но изходното напрежение 220 V се появява със закъснение от около 2 секунди. Напрежението няма да достигне веднага 220 V, а ще се повиши постепенно от 100 V до 220 V — да, това е защитна функция на самия инвертор.

2. Например обичайният инвертор с мощност 1000 W ще извежда 1000 W веднага след включване. При мек старт изходната мощност постепенно нараства: 700 W → 800 W → 900 W → 1000 W.