Часто задаваемые вопросы

При выборе ИБП первоначальная стоимость неизбежно становится одним из ключевых вопросов, что иногда приводит организации к приобретению менее качественного продукта по более низкой цене. Однако крайне важно внимательно изучить мелкий шрифт в технической документации, чтобы убедиться: выбранная модульная система действительно способна выполнить свою основную задачу — обеспечить бесперебойное электропитание вашего центра обработки данных с максимально возможным уровнем доступности.

Интересно, что в случае некоторых высококачественных систем ИБП экономия часто достигается в долгосрочной перспективе за счёт повышенной энергоэффективности, что снижает эксплуатационные расходы и общую совокупную стоимость владения (TCO). Поэтому проведение полного расчёта затрат обычно оправдано.

Таким образом, какова же главная цель дата-центров при выборе ИБП — максимизация доступности? В основе этого лежит требование отсутствия потенциальных единичных точек отказа. Крайне важно тщательно изучить конфигурацию и чёткое определение модульной системы ещё до заключения сделки.

На самом базовом уровне отдельный автономный ИБП, защищающий критически важную нагрузку, называется конфигурацией типа N. Однако отдельный ИБП не обладает никакой отказоустойчивостью в случае возникновения неисправности устройства или его вывода из эксплуатации для профилактического технического обслуживания. Параллельное подключение второго отдельного ИБП с такой же номинальной мощностью обеспечивает отказоустойчивость и называется конфигурацией типа N+1. Также возможно параллельное объединение нескольких отдельных ИБП меньшей номинальной мощности, чтобы реализовать ту же концепцию.

Другое определение термина «модульный» — это отдельный ИБП, разработанный и произведённый в модульном исполнении. Основные компоненты — выпрямитель, инвертор и статический переключатель — выполнены в виде модулей. Например, при неисправности выпрямителя его можно легко заменить. Проблема данной конфигурации заключается в том, что при выходе из строя одного из компонентов вся функциональность ИБП прекращается. Такая система может быть модульной, однако её уровень готовности окажется недостаточно надёжным.

Лучшим решением является то, что мы называем «по-настоящему модульной ИБП». Такая система состоит из нескольких отдельных модулей ИБП, размещённых в едином каркасе. Каждый из этих модулей сам по себе представляет собой полноценную ИБП, оснащённую выпрямителем, инвертором и статическим переключателем, и все они работают онлайн параллельно друг с другом. Например, шесть модулей ИБП мощностью по 50 кВт обычно размещаются в одном каркасе, обеспечивая отказоустойчивую конфигурацию общей мощностью 300 кВт по схеме N+1. При необходимости замена модуля «на горячую» занимает всего несколько секунд (около 30 секунд), в то время как остальные модули продолжают обеспечивать бесперебойное питание критически важной нагрузки.

В какой-либо момент система не переводится в режим технического обслуживания через обходной контур, а остаётся подключённой непосредственно к сетевому питанию.

В некоторых других модульных системах выпрямитель и инвертор включены в состав их модулей, однако статический переключатель централизован и выделен в отдельный блок. Это создаёт потенциальную единую точку отказа. Замена отдельного статического переключателя может занять всего несколько минут, однако в зависимости от местоположения объекта инженеру по техническому обслуживанию может потребоваться несколько часов, чтобы добраться до места и выполнить замену. В течение этого времени система не сможет перейти на статический обход. В случае истинно модульной системы, где статический переключатель встроен в каждый модуль, остальные модули в корпусе ИБП продолжают обеспечивать защиту нагрузки до момента замены неисправного модуля. Это значительно повышает уровень доступности.

Мы разработали новейшее поколение по-настоящему модульных систем бесперебойного питания (ИБП), обеспечивающих коэффициент мощности свыше 0,99 и низкую совокупную стоимость владения (TCO) благодаря технологии управления максимальной эффективностью (MEM) и минимальным потерям энергии. Наша команда проектировщиков уже много лет работает с центрами обработки данных, находясь в авангарде технологического развития.

1. Высокочастотный инвертор:

Используя высокочастотную технологию коммутации, высокочастотные коммутационные элементы используются для замены беспроводной передачи трансформаторов частоты мощности в выпрямителях и инверторах, обычно известных как высокочастотные машины. Высокочастотные машины небольшие по размеру и высокоэффективны.

2.Машина с частотой питания:

УПВС, использующий трансформатор частоты питания в качестве компонентов выпрямителя и инвертора, обычно называют силовой частотной машиной.

Высокочастотная машина ВС промышленная частотная машина.

2-1: Высокочастотная машина не имеет разделительного трансформатора, и на её выходной нулевой линии присутствует высокочастотный ток, который в основном обусловлен гармоническими помехами от электросети, пульсирующим током выпрямителя ИБП и высокочастотного инвертора, а также гармоническими помехами от нагрузки. Напряжение помех не только имеет высокое значение, но и трудно поддаётся устранению. В то же время выходное напряжение между нулевым и заземляющим проводами у низкочастотной машины ниже, и высокочастотная составляющая в нём отсутствует, что особенно важно для обеспечения безопасности передачи данных в компьютерных сетях.

2-2: На выходе высокочастотной машины отсутствует трансформаторная изоляция. В случае короткого замыкания силового элемента инвертора высокое постоянное напряжение с шины постоянного тока (DCBUS) будет напрямую приложено к нагрузке, что представляет собой угрозу безопасности. У низкочастотной машины такой проблемы нет.

2-3: Низкочастотная машина обладает высокой устойчивостью к импульсным нагрузкам.

1. Энергетическая ёмкость относительно высока. Плотность энергоёмкости в хранилище достигает 460–600 Вт·ч/кг, что примерно в 6–7 раз превышает показатели свинцово-кислых аккумуляторов;

2. Срок службы длительный и может составлять более 6 лет. Аккумулятор с положительным электродом из литий-железо-фосфата при циклической зарядке-разрядке током 1C (глубина разряда 100 %) имеет зафиксированный ресурс в 10 000 циклов.

3. Номинальное напряжение высокое (рабочее напряжение одного элемента составляет 3,7 В или 3,2 В), что приблизительно соответствует последовательному напряжению трёх перезаряжаемых никель-кадмиевых или никель-металлгидридных аккумуляторов, что удобно для формирования батарейного блока питания;

4. Высокая мощность при длительной нагрузке: литий-ионные аккумуляторы на основе литий-железо-фосфата, применяемые в электромобилях, обеспечивают токи заряда и разряда до 15–30C, что удобно для интенсивного пуска и ускорения;

5. Очень низкий саморазряд — одно из наиболее заметных преимуществ данной батареи. В настоящее время он обычно составляет менее 1 % в месяц, что меньше чем 1/20 от показателя никель-водородного аккумулятора;

6. Лёгкий вес: масса составляет примерно 1/5–1/6 от массы свинцово-кислотного аккумулятора того же объёма;

7. Высокая устойчивость к воздействию высоких и низких температур: эксплуатация возможна в диапазоне от −20 °C до +60 °C; после специальной обработки допустима эксплуатация при температурах до −45 °C;

8. Экологичность и защита окружающей среды: при производстве, использовании или утилизации изделие не содержит и не выделяет токсичные и вредные тяжелые металлы и вещества, такие как свинец, ртуть, кадмий и др.;

9. Производство практически не требует воды, что особенно выгодно для стран, испытывающих дефицит водных ресурсов.

Аккумулятор является важной частью системы бесперебойного электропитания (ИБП). Обоснованное техническое обслуживание аккумулятора позволяет замедлить скорость его деградации, увеличить срок службы, значительно снизить частоту замены аккумуляторов и эффективно сократить эксплуатационные расходы.

1. Поддержание подходящей температуры окружающей среды продлевает срок службы аккумулятора ИБП

В общем случае фактором, влияющим на аккумулятор ИБП, является температура окружающей среды. Как правило, оптимальная температура окружающей среды, рекомендуемая производителями аккумуляторов, составляет от 20 до 25 °C. Хотя повышение температуры увеличивает ёмкость разряда аккумулятора, за это приходится платить значительным сокращением срока его службы. Согласно результатам испытаний, при превышении температуры окружающей среды 25 °C срок службы ИБП существенно сокращается на каждые 10 °C повышения температуры. В настоящее время в ИБП обычно используются необслуживаемые герметичные свинцово-кислые аккумуляторы со средним расчётным сроком службы 5 лет, который может быть достигнут только при соблюдении условий эксплуатации, указанных производителем аккумулятора. При несоблюдении этих требований фактический срок службы аккумулятора может значительно варьироваться. Кроме того, повышение температуры окружающей среды усиливает внутреннюю химическую активность аккумулятора, что приводит к выделению большого количества тепловой энергии и, как следствие, к дальнейшему повышению температуры окружающей среды. Такой порочный круг ускоряет сокращение срока службы аккумулятора.

2. Регулярно заряжайте и разряжайте аккумулятор ИБП без перерывов

Напряжение плавающей зарядки и напряжение разряда в источнике бесперебойного питания (ИБП) на заводе-изготовителе установлены на номинальные значения, а ток разряда возрастает по мере увеличения нагрузки. Во время эксплуатации нагрузку следует разумно регулировать, например, контролируя количество подключённых единиц электронного оборудования, таких как компьютеры. В нормальных условиях нагрузка не должна превышать 60 % от номинальной нагрузки ИБП. В пределах этого диапазона ток разряда аккумулятора не приведёт к его глубокому разряду.

Поскольку ИБП подключён к электросети в течение длительного времени, в условиях высокого качества электропитания и редких отключений сети аккумулятор будет долгое время находиться в режиме плавающего заряда, что со временем приведёт к снижению активности взаимного преобразования химической и электрической энергии внутри аккумулятора и ускорит его старение, сократив срок службы. Поэтому рекомендуется полностью разряжать аккумулятор один раз в 2–3 месяца; продолжительность разряда определяется ёмкостью аккумулятора и величиной нагрузки. После полной разрядки под нагрузкой аккумулятор следует заряжать в соответствии с инструкцией не менее 8 часов.

3. Своевременная замена изношенных/неисправных аккумуляторов ИБП

В настоящее время количество аккумуляторных батарей, устанавливаемых в источники бесперебойного питания (ИБП) средней и крупной мощности, составляет от 3 до 80 и более штук. Эти отдельные аккумуляторы соединяются посредством электрической цепи в аккумуляторную батарею для обеспечения требуемого постоянного тока ИБП. При непрерывной эксплуатации ИБП из-за различий в характеристиках и качестве отдельных аккумуляторов неизбежно происходит снижение их эксплуатационных показателей, в результате чего ёмкость аккумуляторов падает ниже требуемых значений и они выходят из строя. При повреждении некоторых аккумуляторов в составе аккумуляторной батареи обслуживающий персонал должен провести проверку и тестирование каждого аккумулятора с целью выявления и исключения неисправных элементов. При замене аккумулятора следует по возможности приобретать новый аккумулятор того же типа от того же производителя; запрещается совместное использование кислотостойких аккумуляторов, герметичных аккумуляторов и аккумуляторов с различными техническими характеристиками.

ШИМ-контроллер солнечной энергии использует три режима зарядки: интенсивную зарядку, балансировочную зарядку и плавающую зарядку.

Интенсивная зарядка:

также называемая прямой зарядкой, представляет собой быструю зарядку; при низком напряжении аккумулятора осуществляется зарядка высоким током и относительно высоким напряжением.

Балансировочная зарядка:

После завершения интенсивной зарядки аккумулятор некоторое время находится в режиме ожидания. Когда напряжение снижается до определённого значения, аккумулятор переходит в режим балансировочной зарядки, что обеспечивает равномерное и стабильное напряжение на его клеммах.

Плавающая зарядка:

После завершения балансировочной зарядки аккумулятор также некоторое время находится в режиме ожидания. Когда напряжение снижается до уровня поддержания, аккумулятор переходит в режим плавающей зарядки, что позволяет поддерживать его в заряженном состоянии без риска перезарядки.

MPPT-контроллер солнечной энергии использует режимы зарядки с ограничением тока по принципу MPPT, балансировочной зарядки при постоянном напряжении и плавающей зарядки при постоянном напряжении.

Ограничение тока по принципу MPPT:

при очень низком напряжении аккумулятора используется режим зарядки MPPT: выходная мощность солнечной панели направляется на аккумулятор; при очень высокой интенсивности освещения выходная мощность солнечной панели возрастает, зарядный ток достигает порогового значения, и режим MPPT-зарядки завершается, переходя в режим зарядки постоянным током;

При снижении интенсивности освещения происходит переключение в режим MPPT-зарядки.

Зарядка при постоянном напряжении:

аккумулятор автоматически переключается между режимами MPPT-зарядки и зарядки постоянным током, взаимодействуя друг с другом таким образом, чтобы напряжение аккумулятора достигло напряжения насыщения; после этого начинается стадия зарядки при постоянном напряжении, при которой зарядный ток постепенно уменьшается до 0,01C, после чего стадия зарядки завершается и начинается стадия поддержания заряда (плавающий заряд).

Поддержание заряда при постоянном напряжении:

аккумулятор заряжается при напряжении, немного меньшем, чем напряжение постоянного заряда.

Эта стадия предназначена в первую очередь для компенсации энергии, расходуемой аккумулятором на саморазряд.

Принцип мягкого пуска инвертора:

1.Мягкое запуск инвертора означает, что напряжение постепенно увеличивается с нуля до номинального напряжения, так что во время всего процесса запуска двигателя не возникает ударного крутящего момента, а работа начинается плавно.

2.Мягкий стартер - это новое устройство управления двигателем, которое объединяет в себе мягкое запуск, мягкую остановку и множество функций защиты. Его основной состав - трехфазный параллельный тиристор и его электронная схема управления, подключенная в серии между источником питания и управляемым двигателем. Использовать различные методы для управления углом проводности трехфазного перевернутого параллельного тиристора, чтобы входное напряжение управляемого двигателя менялось в соответствии с различными требованиями и различные функции могли быть реализованы.

Функция функции мягкого запуска инвертора:

1. В момент включения инвертора он получает питание, однако при выводе напряжения 220 В возникает задержка около 2 секунд. Напряжение не достигает значения 220 В мгновенно, а постепенно возрастает от 100 В до 220 В. Да, это защита самого инвертора.

2. Например, обычный инвертор мощностью 1000 Вт при включении сразу выдаёт мощность 1000 Вт. При «плавном пуске» выходная мощность будет последовательно нарастать: 700 Вт → 800 Вт → 900 Вт → 1000 Вт.