Однофазные ИБП Сайбер Электро с мощным зарядным устройством
Стандартные однофазные ИБП: особенности, сценарии работы
Стандартная линейка однофазных источников бесперебойного питания обычно предназначена для времени автономии 3-15 минут на полной мощности. С дополнительными батарейными блоками время может быть увеличено до 30-60 минут. Это связано с типовыми сценариями использования. Указанного времени, обычно, достаточно для следующих сценариев:- Корректное завершение работы настольных компьютеров; серверов даже с высоконагруженными базами данных или хостов виртуальных машин, которые требуют много времени для сохранения записи транзакций в БД или выключения всех виртуальных машин;
- Автоматический (в некоторых случаях – ручной) запуск генератора с плавным переходом нагрузки на него через АВР без прерывания работы нагрузки (батарейная поддержка нужна на время запуска ДГУ и перехода на неё);
- Силами дежурной смены на объекте устраняется причина пропадания сети, если причина не установлена, корректно завершается работа ИТ-оборудования.
Рисунок 1 - Типовая схема работы с ДГУ
Такие ИБП имеют в своем составе и в составе внешних батарейных блоков заменяемые батареи, составленные из 12В батарей ёмкостью 7-9 А⋅ч (в редких случаях используются 12-17 А⋅ч). Паспортный срок службы таких батарей – 5 лет. Да, на рынке есть специализированные батареи типоразмера 7-9 А⋅ч со сроком службы 8 лет и более, но из-за высокой цены их используют в очень специфичных ситуациях, где это оправдано. Таким образом, наиболее реальный срок службы батарей в типичных ИБП составляет 1-3 года в зависимости от условий эксплуатации (в основном, количество циклов заряда-разряда, глубина разряда, рабочая температура).
Автономная работа устройства: граничные значения
В случае, если на однофазную нагрузку нужна автономия более 5 минут на максимальной мощности, к ИБП подключают внешние батарейные блоки. При этом допустимое производителем количество ограничено и обычно составляет 3-10 внешних батарейных блоков максимум. Ограничением на наращивание батарейных блоков у большинства ИБП является встроенное зарядное устройство (ЗУ) фиксированной мощности. При подключении внешних батарейных блоков время зарядки увеличивается пропорционально ёмкости подключенных батарей. Производители в силу экономических причин (цена устройства и цена ремонта) обычно закладывают мощность ЗУ исходя из типичного сценария работы ИБП. Как правило, встроенное ЗУ за разумное время (6-8 часов) заряжает ИБП только с 3-5 батарейными блоками, даже при допустимости подключения до 10 блоков.Таким образом, мощность встроенного зарядного устройства является ограничителем на большое время автономии. Когда требуется поддерживать нагрузку от батарей на максимальной мощности более 30–60 минут и встроенного ЗУ не хватает, приходится переразмеривать ИБП, то есть брать ИБП на 1-2-3 ступени больше по мощности (в более мощном ИБП обычно установлено ЗУ пропорционально мощнее). В некоторых случаях для обеспечения большого времени автономии однофазной нагрузки требуется ставить трехфазный ИБП (с еще более мощным ЗУ).
Переразмеривание ИБП влечёт за собой следующие дополнительные расходы:
- Более мощный ИБП дороже при покупке и ремонте, при этом его установленная мощность не используется полностью;
- ИБП мощностью 5кВА и выше, а также все трёхфазные ИБП требуют клеммное подключение к сети и к нагрузке, значит подключение и обслуживание потребуют задействование специализированного персонала на объекте;
- Потребуется больше выделенной электрической мощности на объекте под ИБП. Несмотря на то, что ИБП будет работать не на полную мощность, установленная мощность будет выше;
- Потребуется больший типоразмер защитной аппаратуры (автоматических выключателей) и сопутствующих деталей - установочных электрических шкафов, сечение проводов;
- Потребуется более дорогой трёхфазный ДГУ вместо однофазного ДГУ;
- Обслуживание трёхфазных устройств может проводиться только сертифицированным персоналом, что повлечет дополнительные расходы. Тогда, как однофазный ИБП с подключением в розетку не потребует специального персонала, заменить батареи в нем или заменить сам ИБП можно самостоятельно.
Когда требуется большое время автономии?
Сценариев эксплуатации оборудования, при которых требуется организовать большое время автономии достаточно много. Приведем несколько примеров:- Необслуживаемый объект, удаленный географически от ремонтной бригады. Время автономии должно быть выше типового времени восстановления сети;
- Частое и/или долгое пропадание сети на ответственном объекте. Здесь при расчетах необходимо учесть цикличность "время автономии" и "время заряда батарей после разрядки" с худшим случаем пропаданием сети на объекте;
- Система безопасности и видеонаблюдения, для которых необходимо обеспечить непрерывный круглосуточный режим работы;
- Невозможность установки ДГУ на объект или дороговизна регулярных выездов для заправки ДГУ при частых выключениях;
- Система отопления загородного дома, где автономия организуется для работы котельного и инженерного оборудования;
- Производственный процесс с долгим циклом производства, остановка которого ведет к значительному ущербу;
- Резервное освещение.
Знакомимся с линейкой Эксперт Плюс
Модели серии "Эксперт Плюс" не содержат внутренних аккумуляторных батарей, ИБП работают только с внешними аккумуляторами. За счет мощного зарядного устройства можно организовать массивы, построенные на аккумуляторах большой ёмкости – от 50 А⋅ч и выше, что и позволяет получить большое время автономии без дополнительных, излишних для данной ситуации затрат на переразмеривание ИБП.Фотография 1 - ИБП Эксперт Плюс-10000P
Модели серии "Эксперт Плюс" — это онлайн ИБП постоянного двойного преобразования, обеспечивающие максимальную защиту подключаемой нагрузки.
Линейка представлена напольными моделями и моделями для установки в серверную стойку. Устройства мощностью 1000 / 2000 / 3000 ВА с подключением в розетку и выходными розетками IEC, и мощностью 6000 / 10000 ВА с клеммным однофазным подключением и клеммным выходом.
Фотография 2 - Клеммное подключение сети, батарей и нагрузки к ИБП Эксперт-Плюс-6000(Р)/10000(Р)
Каждый ИБП оснащен:
- USB и RS-232 портом для связи с компьютером;
- EPO/ROO (Emergency Power Off / Remote On Off) портом для удаленного аварийного отключения или удаленного включения-выключения нагрузки, подключенной к ИБП;
- Cлотом расширения для подключения WEB/SNMP карты для централизованного мониторинга и управления.
Фотография 3 - Сетевая карта ПМКАРД (PMCARD)
Управляется каждый ИБП с передней панели с помощью кнопок и информативного ЖК-экрана. Можно настроить режимы работы ИБП, сценарии его работы, перезапуска, ЭКО-режим и ток зарядного устройства (для корректного заряда произвольного массива батарей).
Рисунок 2 - Экран ИБП
В чем преимущества ИБП с мощным зарядным устройством?
Источники бесперебойного питания серии Эксперт Плюс оснащены мощным зарядным устройством:- 8А для версий 1000ВА и 2000ВА;
- 12А для версии 3000ВА;
- 10А для версий 6000ВА и 10000ВА.
Рисунок 3 - Подключение 6 внешних АКБ к ИБП через автоматический выключатель постоянного тока
Допускается подключение внешних свинцово-кислотных батарей 12В. Если расчётной времени автономии недостаточно при конкретной емкости батарей или со временем требуется увеличить время автономии, допускается подключение нескольких одинаковых линеек батарей в параллель.
Например, для мощности ИБП 2000ВА при нагрузке 1200Вт четыре АКБ по 40А⋅ч будут обеспечивать автономию более 50 минут, две линейки АКБ по 4 штуки 40А⋅ч (всего 8 АКБ) в этом случае обеспечат автономию более 1 часа 40 минут. В случае, когда батарейных линеек больше одной, для обеспечения надежности рекомендуется на каждую батарейную линейку использовать свой батарейный автомат или предохранитель для селективной защиты.
Рисунок 4 - Подключение одной линейки из 4 АКБ к одному ИБП
Рисунок 5 - Подключение 2-х линеек АКБ по 4 штуки 12В к одному ИБП
Мощность зарядного устройства 8А позволяет зарядить внешний батарейный массив с ёмкостью батарей в линейке 80А⋅ч за разумное время (6–10 часов).
Большинство представленных на рынке АКБ с ёмкостью 40А⋅ч и выше имеют срок службы 6–10 лет. Специализированные батареи такой емкости можно приобрести со сроком службы 12+ лет (по стандартам, типа Eurobat). Шестилетний паспортный срок службы батарей говорит о том, что в реальных условиях работы батареи прослужат более 4 лет, тогда как типичная батарея со сроком службы 10 лет обычно прослужит 5–8 лет.
Таким образом, при установке ИБП с большим током заряда в связке с АКБ большой ёмкости и долгим сроком службы, снижается совокупная стоимость владения (TCO) за счет необходимости более редкого обслуживания системы. И зачастую это единственный выход в тех случаях, когда система с ИБП установлена на удаленном объекте, где технический выезд даже для плановой замены батарей экономически нецелесообразен или невозможен по географическим причинам (районы, труднодоступные для транспорта в определенное время года).
Рисунок 6 - Разъем подключения внешних батарей для ИБП Эксперт-Плюс-1000(Р)/2000(Р)/3000(Р)
Температурный режим эксплуатации
Аккумуляторные батареи достаточно чувствительны к температурному режиму эксплуатации, это нужно учитывать при проектировании системы гарантированного питания для конкретного объекта.Срок службы стандартных свинцово-кислотных батарей максимален при температуре окружающей среды 20-25 градусов Цельсия. При этом ИБП может работать при температуре до +40 без дополнительного охлаждения. В случае возможного выхода из строя кондиционера на объекте, или если система охлаждения не предусмотрена вовсе, к ИБП можно подключить батареи специального исполнения, которые могут работать при высоких температурах без особого снижения срока службы. Если же на объекте только батареи требуют охлаждения до +20-25 градусов, а все остальные приборы могут работать при более высоких температурах, то использование таких батарей позволяет отказаться от кондиционера в целом. В случае ИБП со стандартными предустановленными батареями такое невозможно, или батареи придется менять каждые 1-2 года.
Сценарии использования, готовые решения
Нагрузка, Вт | Автономия, мин | Решение | Срок службы батарей | Вес, кг | U в стойке | Примерная розничная цена, руб. |
Два сервера + коммутатор + система хранения + Wi-Fi и телефония в офисе ≈ 1500 Вт | ||||||
1500 Вт | 110 | Эксперт 3000Р + 3 шт. х ВББ72В40А | 5 | 142 | 8 | 221 471 |
1500 Вт | 110 | Эксперт Плюс-2000Р + 4 шт. х RC12-100 | 10 | 134 | 2 + полка | 106 025 |
Сервер видеонаблюдения + POE коммутатор + POE камеры ≈ 500 Вт |
||||||
500 | 420 | Эксперт 6000Р + 3 шт. х ВББ192В75А | 5 | 235 | 15 | 481 415 |
500 | 420 | Эксперт Плюс-2000Р + 4 шт. х RC12-100 | 10 | 134 | 2 + полка | 106 025 |
Газовый котел + LED освещение в частном доме ≈ 200 Вт |
||||||
200 | 240 | Эксперт 2000Р + 3 шт. х ВББ48В40А | 5 | 99 | 8 | 177 334 |
200 | 240 | Эксперт Плюс-1000Р + 2 шт. х RC12-75 | 10 | 56 | 2 + полка | 62 313 |
Выводы
С появлением ИБП с зарядным устройством увеличенной мощности, необходимости переразмеривать номинал самого ИБП нет, что сокращает не только расходы на первоначальную покупку, но и на обслуживание, ремонт и фонд запчастей, то есть снижает совокупную стоимость владения.Модели ИБП серии Эксперт Плюс востребованы там, где нужно обеспечить действительно большое время автономной работы, измеряемое часами. Такие задачи чаще всего встречаются в телеком отрасли, могут быть актуальны на промышленных объектах при проектировании автономной работы аварийного освещения, для АСУ ТП комплекса подстанций и т.п.
Особо стоит отметить применимость такого решения на удаленных объектах, например, распределенные объекты ЖД и авто-инфраструктуры, организация видеонаблюдения критически-важных объектов без постоянного нахождения персонала на объекте.
Сравнительный расчет стоимости решения под несколько типовых запросов с обеспечением времени автономной работы выше часа показывает выгоду такого решения не только в долгосрочной перспективе, но и непосредственно при покупке.
Все товарные знаки являются собственностью соответствующих владельцев.