Задача дипломного проекта 13

3.3.1. Система бесперебойного электропитания на все здание в целом

Учитывая, что здание находится в месте, имеющем достаточно хорошо развитую инфраструктуру энергообеспечения, систему гарантированного электроснабжения (СГЭ) целесообразно построить с применением современных технологий, исключающих возможность сбоев и пропадание электроэнергии.

К зданию подводятся два независимых городских ввода от разных городских подстанций. Для автоматического переключения при отказе одного из вводов предусмотрен автомат включения резерва (АВР). Кроме того, на время переключения входных линий или пропадания электропитания все компьютерное оборудование здания запитьгвается через ИБП для предотвращения сбоев в работе всей компьютерной системы, включая центральное сетевое оборудование, системы связи, системы безопасности, сетевые концентраторы, серверы, рабочие станции и периферийное оборудование.
В наиболее критичных компонентах комплекса (серверы, активное оборудование ЛВС и др.) предполагается использовать дополнительные автономные системы бесперебойного электропитания.

3.3.2 Принципы организации системы

В рассматриваемом проекте СГЭ повышение надежности достигается за счет использования параллельного комплекса ИБП на базовом уровне защиты.

Для создания СГЭ решено применить ИБП фирмы CHLORIDE, работающие по технологии "true-online". Данное решение обосновано высокой степенью стабилизации напряжения и обеспечением защиты от прослушивания по сети электропитания.
Решения по построению параллельного комплекса ИБП, предлагаемые фирмой CHLORIDE, являются уникальными в секторе мощных ИБП в мире и заключаются в следующем:
• возможно объединение до 6 аппаратов серии EDP90 одной модели, таким образом, общая выходная мощность комплекса может достигать 3000 кВА (6 блоков по 500 кВА каждый);
• построение параллельного комплекса может производиться как по централизованному принципу (с выделением статического переключателя обходной цепи в виде объединительного блока), так и по децентрализованному (модульному) принципу - без объединительного блока (см. рис. 3.1.). Другие фирмы-производители мощных ИБП реализуют, как правило, только одну из этих схем параллельного комплекса;

Рис 3.1. Модульная и централизованная схемы построения СГЭ.

• централизованная структура обладает более высокой надежностью (при обеспечении условия избыточности), однако требует установки объединительного кабинета в соответствии с прогнозируемым значением суммарной выходной мощности комплекса. Модульная структура позволяет наращивать комплекс постепенно, добавляя новые блоки к уже установленным (при этом практически не требуется модификация оборудования или его замена);

• управление комплексом как централизованной, так и модульной структуры производится по принципу распределенной логики, т.е. без центрального управляющего звена. Таким образом, микропроцессорные блоки синхронизации работы параллельного комплекса в каждом ИБП полностью равноправны и отключение либо выход из строя одного из ИБП не приводит к потере работоспособности комплекса в целом.
Объединение нескольких блоков ИБП CHLORIDE в параллельный комплекс, как правило, имеет целью решение следующих задач:
• После установки одного блока СГЭ определенной мощности увеличивается количество технических систем, требующих защищенного питания. Как следствие, необходимо увеличить мощность СГЭ, что достигается подключением еще одного блока ИБП такой же мощности. Все ИБП в таком комплексе работают на общую нагрузку, разделяя выходную мощность.
• По техническим условиям эксплуатации оборудования необходимо гарантировать его энергоснабжение даже в случае отказа одного из блоков ИБП. В таком случае необходимо построить параллельный комплекс по схеме с горячим аппаратным резервированием (избыточностью). Такая схема позволяет также производить техническое обслуживание и ремонт любого блока ИБП не только без отключения нагрузки, но и с сохранением стабильно высоких показателей качества электроэнергии на выходе комплекса (см. функциональные схемы на рис. 3.2).



Рис 3.2. Диаграммы функционирования параллельных комплексов ИБП.

В таблице 3.3 приведены статистические характеристики надежности параллельных комплексов, построенных по централизованному и модульному принципу на базе ИБП серии EDP90 производства фирмы CHLORIDE.

Таблица 3.3.
Статистические характеристики надежности параллельных комплексов

Число паралле-льных ИБП	Коэффи- циент избыточ-ности	Централизованная система		Модульная система
		без резервного ввода	с резервным вводом	без резервного ввода	с резервным вводом
1	0	24,000	208,000	24,000	208,000
2	1	116,000	293,000	97,000	195,000
3	1	116,000	293,000	83,000	145,000

Сравнение числовых показателей средней наработки на отказ (в часах) наглядно показывает следующее:

• наличие резервного ввода существенно повышает надежность комплекса в целом. Однако, необходимо иметь в виду, что при подключении нагрузки к резервному вводу ее питание производится от нестабилизированной сети;
• модульная система при прочих равных условиях обладает меньшим уровнем надежности. Положительным свойством такой системы является, как отмечалось выше, ее меньшая стоимость и гибкость наращивания.
• На рис. 3.3 приведена схема подключения силовой кабельной проводки здания к питающему силовому оборудованию.

Рис. 3.3. Система обеспечения бесперебойного электропитания.

Суммарная нагрузка по потреблению "чистого" электропитания Банка составляет 69,6кВт/120кВА. Нагрузка рассчитана исходя из следующих данных (табл. 3.4.):

Таблица 3.4.
Суммарная нагрузка по потреблению "чистого" электропитания Банка

Подсистема	Нагрузка одного элемента	Количество	Общая нагрузка
Компьютеры	300 Вт	118	35,4кВт
Банкомат	1000 Вт	1	1 кВт
Серверы, УАТС	500 Вт	6	3 кВт
Активное оборудование ЛВС	100 Вт	6	0,6 кВт
Принтеры	100 Вт	16	1,6 кВт
Системы безопасности	10 кВт	1	10 кВт
Лифт	8 кВт	1	8 кВт
Аварийное освещение	10 кВт	1	10 кВт
ИТОГО			69,6 кВт

Для защиты нагрузки указанной мощности решено использовать комплексную систему, состоящую из АВР, рассчитанного на ток нагрузки до 300 А и имеющего время переключения 10-30 мс, источника бесперебойного питания марки Chloride EDP90/600 -состоящего из 3-х ИБП мощностью по 60 кВА и батареи с временем автономной работы 15-20 минут. Данное время является оптимальным для обеспечения возможности останова и сохранения данных основной массы пользователей КИВС и обеспечения возможности длительной работы для некоторых пользователей.

АВР - это необслуживаемое устройство, предназначенное для коммутации одного выходного питающего фидера на один из двух входных городских фидеров. АВР имеет микропроцессорное управление и позволяет устанавливать время переключения на резервную линию в диапазоне 10-30 мс.
ИБП серии EDP90/600 - это семейство трехфазных ИБП, изготовленных по технологии "on-line". Источники бесперебойного питания серии EDP90 спроектированы для стабилизации питающей сети и для подачи электроэнергии на нагрузку при помощи герметичных необслуживаемых батарей.