Такие одинаковые и такие разные модульные ИБП

Содержание статьи:

Стабильная работа современного оборудования зависит от качества электрической энергии. Качество электроэнергии определяется не столько её наличием, сколько бесперебойной работой в течение определённого промежутка времени. Провалы, скачки и пропадание напряжения сети могут привести к потере данных, разрыву сеанса связи, повреждению файлов, выходу техники из строя, нарушению технологического процесса и т.д. Одной из основных причин поломок электроустановок и электрооборудования является нарушение электропитания. Кроме этого, на предприятиях отключение электропитания приводит к сбою работы предприятия. Как следствие, защита электрооборудования от нарушения электропитания – это важнейшая задача в инфраструктуре современных предприятий, а защитное электрооборудование должно быть обязательным в инженерной инфраструктуре.

Логично, что в случае подобного сбоя предприятие несет определенные убытки. Они могут быть разными по величине и включать в себя как прямые затраты на восстановление информации и техники, так и ущерб от простоя или снижения эффективности рабочего процесса, упущенную выгоду, стоимость имиджа компании. В некоторых случаях потери предприятия могут в несколько раз превышать стоимость системы гарантированного бесперебойного электроснабжения. Кроме того, есть еще и ситуации, когда просто недопустимо внезапное отключение оборудования. Это больницы, аэропорты, расчетные центры банков, вычислительные центры.

Поэтому защита сети электропитания — это одно из важнейших решений в инженерной инфраструктуре любого современного предприятия.

Безусловно, каждое предприятие уникально, и в каждом конкретном случае требуется индивидуальный подход в выборе метода и подборе оборудования защиты. Но все-таки существует ряд схожих моментов.

Основными средствами защиты сети электропитания являются источники бесперебойного питания.

Источник бесперебойного питания (ИБП) — автоматическое устройство, которое позволяет подключенному к нему оборудованию в случае сбоя в сети электропитания некоторое время работать от аккумуляторов. На предприятиях ИБП работают в автоматическом режиме, практически незаметном для потребителя. При пропадании или скачке напряжения в питающей сети оборудование автоматически переключается на источник бесперебойного питания, а при появлении напряжения, ИБП переключает питание на сеть. Максимальную защиту обеспечивают ИБП класса «on-line». Данные устройства предназначены для постоянно защиты крайне важного электрооборудования от всех нарушений электропитания, от его пропадания до радиочастотных помех и нелинейных искажений.

ИБП целесообразно применять на предприятии, где есть оборудование, критичное к некачественной электроэнергии и кратковременному пропаданию напряжения. В этот список попадают рабочие станции, серверы, оборудование локальной вычислительной сети (маршрутизаторы, коммутаторы), системы безопасности, системы автоматики, технологическое, а также любое дорогостоящее оборудование.

В настоящее время лучшими среди источников бесперебойного питания считаются модульные ИБП. Модульность обеспечивает высокий уровень надежности и низкую суммарную стоимость владения.

У разных производителей модульное исполнение отличается по характеристикам и по архитектуре.

В сегменте модульных ИБП на рынке давно известны такие европейские производители, как «AEG», с модульной серией «Protect PLUS M600». Сам бренд является немецким, но производятся ИБП в Китае.

Еще один производитель модульных ИБП, это швейцарская компания «Centiel» со своей модульной серией «Cumuluspower». Весь производственный цикл находится на территории Швейцарии. Подробный обзор и сравнение этого оборудования с ИБП «Trinergy™ Cube» от Vertiv и ИБП «Multi Power» от Riello публиковал ранее в своём блоге.

Производители модульных ИБП «Centiel» и «AEG»

Изначально рассмотрим такой показатель, как плотность мощности. Модульная стойка «Protect PLUS M600» от «AEG», с максимальной мощностью 300 кВА/270 кВт, занимает площадь 0,66 м2, что соответствует плотности мощности 409,09 кВт/ м2. У стойки серии «Cumuluspower» от «Centiel» этот показатель значительно отличается в большую сторону, и составляет 486,2 кВт/ м2 при мощности 300 кВА/300 кВт и занимаемой площади 0,617 м2.

При дефиците свободной площади у конечного потребителя такой аргумент может оказаться весьма весомым. Соответственно, пренебрегать им ни в коем случае не стоит.

Габаритные размеры ИБП «Cumuluspower» (Centiel)
и ИБП «Protect PLUS M600» (AEG)

Модульные стойки отличаются как по максимальной активной мощности, так и по количеству устанавливаемых силовых модулей. В стойку «Protect PLUS M600» устанавливается до десяти модулей мощностью только 30 кВА/27 кВт, а в «Cumuluspower» есть возможность установки до пяти модулей с мощностями в 50 кВА/50 кВт и 60 кВА/60 Вт.

Сами модули отличаются выходным коэффициентом мощности и КПД. Модули «Protect PLUS M600» имеют параметры PF 0,9 и 95,5% соответственно, а модули «Cumuluspower» обладают коэффициентом мощности PF 1 и КПД 97%.

Силовые модули «Cumuluspower» (Centiel)
и «Protect PLUS M600» (AEG)

Но на этом различия в модулях не заканчиваются. Это касается и процессоров управления. Мультипроцессорную логику имеют только модули «Cumuluspower». Это значительно снижает вероятность выхода из строя силового модуля по причине неисправности системы управления.

Также «Cumuluspower» имеет независимый интеллектуальный бустер на шине постоянного тока, что позволяет не размыкать входной контактор и проводить тестирование аккумуляторных батарей безопасно для защищаемой нагрузки, а также дает возможность гибко подходить к выбору количества АКБ в линейке в широком диапазоне. Плавная передача питаемой нагрузки на входную сеть источником бесперебойного питания «Cumuluspower» является важным фактором при выборе мощности дизель-генератора. Такая функция дает возможность не завышать мощность резервных ДГУ при проектировании системы электроснабжения на объекте. Такими возможностями модули «Protect PLUS M600», к сожалению, не обладают. И зарядный ток «Protect PLUS M600» (10 А) ниже, чем у «Cumuluspower» (40 А).

Инверторные части, как у «Centiel», так и у «AEG», особо не отличаются друг от друга. Оба имеют одинаковую перегрузочную способность, но «Centiel» все-таки обладает способностью непрерывно питать нагрузку до 125% (у «AEG» до 100% включительно и до 60 минут при 110%).

Еще несколько значимых отличий скрыто в архитектуре модулей. Возьмем, к примеру, статический (электронный) байпас. В «Protect PLUS M600» в основе лежит архитектура с централизованным байпасом, а в «Centiel» пошли более сложным, но и более надежным путем и, в результате, приняли решение использовать распределенный байпас. Это значит, что силовые модули «Cumuluspower» оснащены полноценным внутренним статическим байпасом, а в ИБП «Protect PLUS M600» установлен централизованный для всей стойки, в виде отдельного субмодуля, что, естественно, не допускает избыточности и снижает отказоустойчивость системы в целом.

Линия статического байпаса «Cumuluspower» защищена предохранителями, установленными в стойке с фронтальной стороны, доступ к которым открыт. Такое решение сокращает время замены предохранителей, но увеличивает стоимость самого фрейма. У ИБП «Protect PLUS M600» обратная ситуация: предохранители установлены непосредственно внутри субмодуля статического байпаса, что ведет к снижению себестоимости стойки. Но при проверке или замене предохранителей вся линия централизованного статического байпаса временно будет разомкнута, что резко снижает отказоустойчивость системы ИБП на период проведения работ.

Стоит обратить особое внимание и на обеспечение безопасности обслуживающего персонала, работающего с источником бесперебойного питания при проведении регламентного технического обслуживания или при ремонтных работах. «Centiel» неукоснительно следует принципу «Safety first», в связи с чем серия «Cumuluspower» имеет «по умолчанию» предустановленную на заводе защиту от обратных токов. «AEG», к сожалению, данную функцию определил, как опцию, и лишь по запросу конечного пользователя. Наличие/отсутствие подобной защиты красноречиво говорит об обеспечении безопасности и уровне ответственности производителя.

Также разработчики «Centiel» подумали и об удобстве для технического персонала при сервисном обслуживании и замене внутренних элементов модулей. Благодаря прогрессивной технологии быстрого конфигурирования «Plug-and-play» инженеры экономят значительную часть времени при сервисных и аварийных работах с оборудованием. В «AEG», к сожалению, приняли решение следовать классическому принципу, используя встроенные конденсаторы постоянного и переменного тока. Такое решение приводит не только к увеличению временных затрат на обслуживание, но и к удорожанию компонентов и, как следствие, к росту совокупной стоимости владения (стоимости жизненного цикла оборудования). Ведь и замену вентиляторов в модулях «AEG» (а их 3 штуки в каждом модуле) рекомендует производить через 5-6 лет, в то время, как «Centiel», указывает на их увеличенный срок эксплуатации благодаря внедрению активной системы контроля скорости вращения вентиляторов. То есть, замену вентиляторов можно производить, когда в этом возникнет необходимость.

Информативность и удобство функционала являются важным фактором как для конечного пользователя, так и для сервисного инженера. Для получения всей необходимой информации о состоянии модуля и системы ИБП в целом и в «Cumuluspower» и в «Protect PLUS M600» предусмотрены как индивидуальные панели управления на каждом модуле, так и общая панель для всей стойки или системы. Такое решение также позволяет производить пользовательские настройки силовых модулей и всей системы.

Модульные системы «Cumuluspower» (Centiel) и «Protect PLUS M600» (AEG) имеют индивидуальный и общий дисплеи

Когда требуется инсталлировать в стойку новый модуль для увеличения мощности системы или после ремонта/обслуживания, то возникает необходимость протестировать модуль непосредственно в работающей стойке без риска обесточить нагрузку. В модульной системе «Cumuluspower» в самой стойке предусмотрены фронтальные параллельные выходные рубильники для каждого модуля. Благодаря такому решению тестирование и настройка параметров модуля происходит без подключения к общей шине, а также снижает риск возникновения «человеческого фактора». Аппараты защиты линии аккумуляторных батарей имеют аналогичный фронтальный доступ и упрощают эксплуатацию. Такие особенности ИБП «Centiel» сокращают среднее время до восстановления работоспособности системы в случае отказа. Соответственно, при отсутствии такого функционала у ИБП «AEG» время восстановления работоспособности значительно возрастает.

Так как каждый модуль «Cumuluspower» имеет свою линию постоянного тока, то к системе, по желанию, можно подключить как общие (Common) аккумуляторные батареи, так и отдельные (Separate) для каждого модуля. При пуско-наладочных работах данный параметр настраивается инженером.

Система бесперебойного питания «Protect PLUS M600» способна работать только с общим аккумуляторным массивом.

Сравнение стоек модульных ИБП «Cumuluspower» (Centiel)
и «Protect PLUS M600» (AEG)

Обе системы ИБП имеют возможность вертикального и горизонтального наращивания мощности. При параллельном соединении стоек возникает необходимость защиты коммуникационной шины, так как любой сбой связи внутри параллельной системы может привести к непоправимым последствиям. Чтобы избежать подобных проблем производители стараются всячески защитить все коммуникационные соединения. «AEG» в ИБП «Protect PLUS M600» использует структуру кольцевого соединения с одним шлейфом. Безусловно, это значительно повышает уровень надежности коммуникационных линий. Но «Centiel» решили использовать в «Cumuluspower» концепцию трех независимых коммуникационных блоков и линий связи между стойками. Сами информационные кабели также защищены от внешнего механического воздействия. Такое решение позволяет всей системе оставаться в устойчивом состоянии даже если одна из линий будет повреждена. А усиленный сигнал, предаваемый по этим линиям, более устойчив к появлению посторонних электромагнитных помех.

Расположение коммуникационных соединений
ИБП «Cumuluspower» (Centiel) и ««Protect PLUS M600» (AEG)

Если обратить внимание на терминалы подключения силовых кабелей и их расположение, то сразу можно выделить явные преимущества у «Centiel»: расположение фронтальное в нижней части стойки, что упрощает работы по подключению и сокращает время монтажа, а также снижает требования по расстоянию за ИБП; расположение колодок исключает контакт с горячим воздухом, идущим от силовых плат модулей. Терминалы имеют четкую маркировку и расположение, что не вызывает дополнительных вопросов при подключении линий постоянного и переменного тока. Производитель «AEG» не учел вышеописанные факторы и разместил терминалы подключения с задней части стоек «Protect PLUS M600». Подключаемые кабели постоянного и переменного тока накладываются друг на друга, что может потребовать использование специальных типов кабелей, да и подведены они таким образом, что могут контактировать с горячим воздухом от охлаждающих вентиляторов. И, как следствие, требуется увеличенное расстояние между задней стенкой ИБП и стеной помещения.

Расположение терминалов ИБП «Cumuluspower» (Centiel)
и подключение кабелей ИБП «Protect PLUS M600» (AEG)

Вкратце опишем и архитектуру рассматриваемых модульных систем ИБП. В серии «Cumuluspower» каждый модуль – это независимый и полноценный источник бесперебойного питания, который имеет все основные конструктивные и интеллектуальные элементы, необходимые для бесперебойного выполнения всех поставленных перед ним задач. «Centiel» разработал и внедрил инновационную модульную систему «DARA». Данная технология строится по принципу «распределенности» каждого модуля, то есть его полной автономности с собственным инвертором, статическим байпасом, логическим контроллером с резервируемыми процессорами, защитой от обратного тока, зарядным устройством и панелью управления. В ИБП серии «Protect PLUS M600» реализована «модульность» другого типа. В этом контексте термин «модульный» означает, что несколько силовых блоков размещаются параллельно для достижения требуемой общей выходной мощности. В систему интегрированы отдельные интеллектуальный модуль и модуль статического байпаса. Но в данном случае модульность не обязательно означает высокий уровень отказоустойчивости, поскольку повышенная сложность применения таких модулей имеет несколько единых слабых точек, что может привести к более высокой общей частоте отказов.

Разработчики систем бесперебойного питания уделяют большое внимание всем аспектам бесперебойности, надежности и безопасности своего оборудования. Без глубокого и скрупулезного анализа достаточно сложно определить, какая из модульных систем имеет более высокую готовность и минимально возможный простой при обслуживании и ремонте. Необходимо учитывать и совокупную стоимость владения системой, состоящей из первоначальных инвестиций и расходов на обслуживание, что является уже экономической составляющей.

Такие похожие, но исключительно с первого взгляда

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *