Бесперебойное питание – обязательное условие для организации работы предприятия, которое стремится обеспечить стабильность производства и хочет быть уверенным в том, что его деятельность не будет остановлена из-за внезапной аварии в электросети. Источники бесперебойного питания (ИБП) в корпоративном сегменте решают важную задачу, к их выбору потенциальные заказчики подходят особенно внимательно. В настоящее время производители ИБП не выпускают кардинально новых решений, поскольку рынок удовлетворен имеющимися технологиями.
Устройства без трансформаторов
Скачок, произошедший 10–15 лет назад, был обусловлен тем, что источники бесперебойного питания того времени были не вполне совершенными. Например, искажения, которые старые аппараты вносили в сеть, влияли и на потребление электроэнергии, и на качество электросети в целом. Уже давно состоялся переход с трансформаторных решений на бестрансформаторные системы, основные отличия которых – выпрямители, реализованные на IGBT-транзисторах, наличие двуполярной DC-шины, а также использование отдельного, не являющегося частью основного выпрямителя, зарядного устройства.
Среди современных бестрансформаторных ИБП стоит отметить также аппараты с тиристорными выпрямителями и бустерной схемой, посредством которой обеспечиваются коррекция входного коэффициента мощности и повышение напряжения DC-шины до номинальных значений. В общем, львиную долю производства современных ИБП занимают именно эти два решения. Современные бестрансформаторные машины не сильно загрязняют сеть и потребляют гораздо меньше электроэнергии, чем их трансформаторные аналоги.
Пять тенденций в сегменте ИБП
Несмотря на отсутствие кардинальных изменений в топологии современных ИБП, можно выделить основные тенденции, которым следует большинство производителей. Они направлены прежде всего на то, чтобы сделать источники бесперебойного питания более простыми и понятными в использовании, а также улучшить показатели их работы.
Во-первых, в последнее время на рынке все чаще встречаются модульные системы большой мощности или ИБП, внутри которых в той или иной степени реализован принцип модульности. Например, основные узлы и агрегаты источника бесперебойного питания представлены в следующем виде: модуль PFC и выпрямителя, модуль инвертора, модуль статического переключателя и модуль управления.
Во-вторых, на смену старым тривиальным моделям приходят современные однофазные аппараты с наличием LCD-дисплея. Это дополнение дает возможность пользователям самостоятельно, без помощи профессионалов изменять параметры электроустановки с учетом ситуации и требований. У пользователя появляется возможность увидеть текущие параметры сети и нагрузки, определить режим работы, изменить величину зарядного тока и т. д. Если говорить о современных однофазных аппаратах, нельзя не отметить возможность существенного наращивания величины зарядного тока не только с помощью установки дополнительного модуля ЗУ внутрь ИБП, но и путем подключения внешних модулей зарядного устройства. Благодаря этому вполне реально увеличить время автономной работы при полной нагрузке до шести-восьми часов.
В-третьих, стоит выделить увеличение коэффициента полезного действия ИБП, который претерпел существенные изменения за последние десять лет. Если раньше средний КПД системы составлял 92%, и это считалось хорошим показателем, то в современных аппаратах коэффициент полезного действия ИБП, включая преобразование из переменного тока в постоянный и обратно, а также все сопутствующие потери, должен быть не менее 96%. И на этот показатель все чаще обращают внимание ключевые игроки рынка.
В-четвертых, компании стараются вносить изменения в массогабаритные характеристики источников бесперебойного питания: современные ИБП стали более компактными, изменился их footprint, т. е. отпечаток, который они оставляют на поверхности. Решения по бесперебойному питанию сегодня – это иные массогабаритные характеристики, дополненные улучшением большинства электрических параметров: коэффициента мощности по входу, выходного коэффициента мощности, которые в современных системах стремятся к единице, уровня коэффициента искажения кривой входного тока (THDi) и уровня коэффициента искажения выходного напряжения (THDv).
Следует обратить внимание и на использование внешних резервных систем: например, таких устройств, как модули ручного байпаса, которые без прерывания питания нагрузки позволяют проводить обслуживание или ремонт ИБП. Это гарантирует стабильность работы системы и снижает возможные риски.
В-пятых, обеспечение ступенчатой нагрузки дизель-генератора. Возвращаясь к модульным системам, стоит отметить, что одним из основных трендов в функциональных характеристиках подобных систем становится внедрение плавного запуска выпрямителя, хотя данная возможность не является новинкой для немодульных ИБП. Это важная функция для проектов, в которых ИБП работает совместно с дизель-генераторными установками (ДГУ). Раньше, когда модульные системы не были столь популярными, плавный пуск выполнялся в параллельных системах с помощью поочередного запуска выпрямителя системы. Таким образом, сначала включался первый ИБП, через заданный временной интервал – второй и т. д. Нагрузка на дизель-генераторные установки ложилась ступенчато, что помогало стартовать плавно, уверенно, без перегрузок. Теперь в модульных системах появилась функция, позволяющая стартовать через заданный временной промежуток не только системным шасси параллельной системы, но и модулям в рамках одного системного шасси (начиная с модуля с наименьшим ID). В итоге даже без использования параллельной системы модульные ИБП могут обеспечить ступенчатую нагрузку дизель-генератора, что не только помогает ему уверенно и правильно стартовать, но и уменьшает коэффициент совместной работы ИБП и дизель генератора.
Таким образом, в характеристиках источников бесперебойного питания, представленных на современном рынке, можно выделить несколько основных тенденций: модульность систем, увеличение энергоэффективности, компактные размеры и вес, гибкость и масштабируемость. Производители постоянно стараются улучшать уже имеющийся функционал за счет добавления новых компонентов, изменения дизайна, новых функций в меню. Перед созданием нового продукта внимательно изучаются требования рынка, именно они и могут быть названы движущей силой внедрения новшеств в конструктив современного ИБП.
Новинки от Delta Electronics
Среди новинок компании Delta Electronics следует выделить три семейства устройств: Amplon, Modulon и Ultron. В первое семейство входят однофазные RT 1–3 кВА и New N Series 1–3 кВА, второе представлено трехфазными DPH 500 кВА, третье – HPH 60–120 кВа.
Однофазные онлайн-ИБП RT 1–3 кВА семейства Amplon применяются для защиты критически важного оборудования: персональных компьютеров, сетевых устройств, серверов, установок IP-телефонии и телекоммуникационной аппаратуры. Все аппараты этой серии оснащены LCD-дисплеем высокого разрешения, что значительно упрощает настройку ИБП и делает его эксплуатацию более удобной для пользователя. Коэффициент мощности на выходе в Amplon RT 1–3 кВА составляет 0,9. КПД устройства может достигать 96%, что является одним из лучших показателей на рынке для такой схемы построения ИБП и дает возможность добиться экономии электроэнергии. К устройству указанной модели можно подключать дополнительные внешние батарейные модули, обеспечивая тем самым более продолжительную работу от резервного питания. Выходные розетки модели разделены на две группы, при этом есть возможность удаленного управления подобными группами.
Среди ключевых особенностей этой модели – возможность холодного старта, которая позволяет запустить ИБП и запитать критичную нагрузку заказчика от батареи при отсутствии питающего напряжения электросети. Заслуживает внимания и возможность горячей замены батарей, при которой работа ИБП не прерывается, а нагрузка продолжает получать питание в режиме онлайн. Регулирование скорости вращения вентиляторов в зависимости от уровня нагрузки и температуры окружающей среды обеспечивает максимально эффективное охлаждение и уменьшает шум. Широкий диапазон входного напряжения позволяет уменьшить количество случаев перехода на питание от аккумуляторных батарей и тем самым продлить срок их службы.
Еще один представитель семейства Amplon – компактные однофазные устройства New N Series 1–3 кВА, обеспечивающие высокоэффективную защиту электропитания со значительным энергосбережением. Активный онлайн-ИБП с двойным преобразованием энергии гарантирует стабильную подачу напряжения, надежно защищая ответственные нагрузки. Среди преимуществ данной модели: выходной коэффициент мощности 0,9, КПД до 93%, возможность запуска ИБП без наличия аккумуляторных батарей. Широкий диапазон входного напряжения и регулируемый ток заряда увеличивают срок службы батарей, а интеллектуальное управление предотвращает глубокий разряд аккумулятора ИБП. Решения New N Series 1–3 кВА, так же как и RT-series 1–3 kVA, имеют встроенный LCD-дисплей и гарантируют защиту электропитания рабочих станций, POS-терминалов, банкоматов, медицинского оборудования и т. д.
Следующее поколение систем бесперебойного питания – модульные трехфазные ИБП для средних и крупных ЦОД из семейства Modulon. Решение DPH 500 кВА представляет собой стойку, в которую устанавливаются модули. Модульными в этом аппарате являются не только силовые агрегаты (выпрямитель, бустер, инвертор, статический переключатель инвертора, зарядное устройство), но и узлы управления ИБП и статический переключатель байпаса. Топология ИБП обеспечивает его гибкость и масштабируемость при организации инфраструктуры ЦОД. Модель позволяет распределять электропитание внутри стойки с помощью специально интегрируемых модулей или в подключенных параллельно стойках в зависимости от требуемой выходной мощности, тем самым удается экономить полезную площадь дата-центра. Доступны модели со встроенными аккумуляторными батареями Подобное сочетание защиты оборудования и распределения электропитания в одной стойке обеспечивает возможность изменения размеров ЦОД в процессе эксплуатации. Отказоустойчивая система DPH 500 кВА, основанная на резервировании основных узлов и компонентов, отвечает строгим требованиям по надежности, обусловленным увеличением объема бизнес-операций, выполняемых с помощью ИТ-технологий.
Онлайн-ИБП 60–120 кВт Ultron HPH с двойным преобразованием энергии предлагает лучшую в своем классе комбинацию максимальной доступной мощности, энергоэффективности и отличных характеристик для небольших ЦОД и других приложений. Его номинальная мощность, выраженная в кВА, равна номинальной мощности, выраженной в кВт (выходной коэффициент мощности равен 1). Благодаря разработанному Delta Electronics инновационному трехкаскадному инвертору и трехфазной схеме коррекции коэффициента мощности (PFC) ИБП Ultron HPH 60–120 кВТ обладает низким коэффициентом нелинейных искажений тока iTHD < 3% и высоким КПД, который в режиме преобразования AC-AC достигает 96%, а в экономичном режиме – 99%. При разработке указанной серии источников бесперебойного питания большое внимание уделялось отказоустойчивости системы: алгоритм управления сокращает вероятность отказа системы вследствие неисправности одного элемента. Широкий выбор конфигураций, включая параллельное резервирование по схеме N+Х, позволяет избежать простоя системы в случае аварийной ситуации. В аппаратах данной серии предусмотрены возможности горячей замены встроенных АКБ, работы в онлайн-режиме при возникновении внутренних неисправностей, если величина ответственной нагрузки уменьшается. Узел вспомогательного питания, запитанный от четырех независимых источников напряжения, дополнительно повышает надежность системы.
Умные устройства нового поколения
Новое поколение однофазных ИБП с коэффициентом мощности, равным единице, предлагает компания Schneider Electric. Линейка устройств номиналом от 5 до 10 кВА получила название ИБП АРС by Schneider Electric Smart-UPS On-Line. Преимущество устройств в том, что они позволяют снизить потери и упростить подготовку спецификаций систем защиты электропитания. ИБП передают больше энергии источникам питания с коррекцией коэффициента мощности, которые применяются в современных серверах и сетевых устройствах.
При компактных размерах модели мощностью от 5 до 10 кВА демонстрируют высокие показатели качества электропитания. Их можно устанавливать в стойки или отдельно, благодаря чему удобно выбирать оптимальный вариант эксплуатации или обслуживания в любых условиях.
Каждая модель ИБП оснащена встроенными платами сетевого управления, ЖК-экраном, что позволяет изменять параметры эксплуатации, не прибегая к специальному программному обеспечению. Еще одно преимущество линейки – управляемые группы розеток и встроенный механизм прогнозирования рекомендуемой даты замены батарей. Функционируют источники бесперебойного питания АРС Smart-UPS On-Line по топологии двойного преобразования. Спектр их использования довольно широк: от узлов коммутации и серверных до удаленных объектов, промышленных установок, требующих защищенного электропитания.
Для защиты электрооборудования от сбоев в электроснабжении и оборудования, подключенного к телефонной сети, компания Schneider Electric предлагает источники бесперебойного питания APC Back-UPS BX700UI, BX950UI, BX1400UI. Среди их основных особенностей следует отметить повышенную устойчивость к перебоям в электропитании, оснащение компьютерными розетками и встроенными стабилизаторами напряжения.
Эти линейно-интерактивные источники бесперебойного питания семейства APC Back-UPS пришли на смену снимаемым с производства моделям BX650CI, BX800CI и BX1100CI. Устройства генерируют напряжение 230 В, имеют низкие пороговые значения перехода на режим работы от батареи, а также способны выдерживать длительное снижение входного сетевого напряжения без переключения на резервное питание от аккумуляторной батареи. Общая мощность новых моделей составляет 700 ВА/390 Вт, 950 ВА/480 Вт и 1400 ВА/700 Вт.
Способность новинок автоматически стабилизировать напряжение в диапазоне 140–300 В (BX700UI) и 150–280 В (BX950UI и BX1400UI) до безопасного уровня позволяет подключенной к ним электронике работать в постоянном режиме при пониженном и повышенном напряжении в бытовой электросети. Контролировать состояние ИБП помогают звуковое оповещение и светодиодная индикация. Для подключения источников к компьютеру используется порт USB.
По данным экспертов компании Powercom, в последнее время на российском рынке решений для защиты от сбоев в электросети наметились тенденции, свидетельствующие о повышении спроса на наиболее высокотехнологичные устройства. Лидером в этом сегменте стал онлайн-ИБП Powercom Vanguard VRT-1500XL.
Модель спроектирована для защиты серверного и телекоммуникационного оборудования от любых сбоев в электропитании. Универсальный форм-фактор позволяет устанавливать ИБП как в стойку, так и на пол. Компактные размеры (высота 2U), улучшенные технические характеристики, коэффициент мощности 0,9, большое количество выходных розеток, а также возможность подключения внешних батарейных блоков способствуют популярности устройства. Хорошим спросом пользуется и старшая модель VGS-3000XL.
Источник бесперебойного питания 93PS от компании Eaton подходит для применения в небольших и средних центрах обработки данных, офисах, на предприятиях розничной торговли, в учреждениях здравоохранения, образования. КПД модели достигает 99% при наименьших эксплуатационных затратах.
Эксперты отмечают, что ИБП Eaton 93PS готов для виртуализации и работы с облаком. Устройство использует программное обеспечение Intelligent Power Manager (IPM) и Intelligent Power Protector (IPP), обеспечивается интеграция с ведущими платформами виртуализации и хранения данных, благодаря чему становится возможным управление системой из одного окна. С помощью Intelligent Power Manager систему можно настроить таким образом, чтобы она уведомляла администратора о нарушении энергоснабжения и обеспечивала интеграцию инфраструктуры энергоснабжения с платформами виртуализации и хранения данных. Функция «сброса» нагрузки увеличивает время работы батареи и обеспечивает больше возможностей при восстановлении в аварийной ситуации.
Для достижения оптимальной эффективности ИБП даже при работе с небольшими нагрузками в 93PS применяется адаптивная система управления модулями (VMMS) компании Eaton, которая распределяет нагрузку в одиночных ИБП и параллельных системах посредством перевода неиспользуемых модулей в режим ожидания. При переключении в режим двойного преобразования КПД 93PS превышает 96%. Технология HotSync позволяет объединить в параллельную систему до четырех ИБП и наращивать ее по мере необходимости. Устройство 93PS предлагается в двух размерах номинальной мощностью 8–40 кВт.
