Нормативная документация

Динамические ИБП: надежность и эффективность

27 января 2014 г. | Категория: Электроснабжение ЦОД, Динамические ИБП (DRUPS)

В современном мире зависимость от электричества чрезвычайно высока. Повсеместно происходит рост энергопотребления, и для поддержки работы и обновления существующих сетей и коммуникаций необходимы инвестиции. Все это в совокупности с растущими требованиями к качеству энергии приводит к необходимости создания новых систем, которые смогут обеспечить надежное и экономически обоснованное резервное электропитание. Ежегодно проблемы с качеством электропитания во всем мире обходятся в миллиарды долларов (вследствие потери данных и материалов, снижении производительности и т.п.).  

Для обеспечения   критически важных процессов бесперебойной и непрерывной подачей  энергии  компания «ЭкоПрог» предлагает своим клиентам использовать динамические источники бесперебойного электропитания (dynamicrunningUPS – DRUPS, другое название дизель-роторные ИБП системы) производства голландской компании «Hitec Power Protection». Более чем полувековой опыт разработки и совершенствования технологий и продуктов DRUPS позволил этой компании предложить рынку высококачественные, экономически обоснованные и надежные ИБП-технологии, требующие минимального обслуживания. При внедрении таких систем на российском рынке основной объем работ, включая полную разработку проекта, строительство и монтаж самых сложных узлов, а также управление проектом, выполняются собственными силами компании «ЭкоПрог», для которой обеспечение  нагрузки потребителей качественным, бесперебойным и гарантированным электропитанием является одним из направлений деятельности.

В последние годы технологии DRUPS находят все более широкое применение в центрах обработки данных. Во многом это объясняется  надежностью динамических ИБП.  Система постоянно фильтрует питание и защищает от отключений простым и эффективным способом. Динамические ИБП-системы защитят от всех сбоев электропитания и обеспечат бесперебойную и непрерывную подачу электроэнергии, удовлетворяющую заданным условиям.

DRUPS – это экономичное и энергоэффективное решение для обеспечения бесперебойного и гарантированного электроснабжения ЦОДов мощностью выше 1МВА. Эти системы упрощают инфраструктуру и повышают надежность системы бесперебойного и гарантированного питания ЦОДов уровней TIER III и TIER IV. Из-за низкого числа компонентов и связей DRUPS получается принципиально максимальная надежность.

Все основные энергетические элементы - синхронный генератор, ротор накопителя энергии и дизель - собраны на одной раме и соединены простой соосной механической связью. Следовательно, не нужны никакие внутренние силовые электрические соединения, коммутационная аппаратура.

 Благодаря уникальной концепции и дизайну достигается максимальная надежность и продолжительность работы. В зависимости от объема доступного топлива дизельные роторные ИБП-системы обеспечат резервное электропитание на любой промежуток времени. Данные решения обладают привлекательной совокупной стоимостью владения и намного экологичнее по сравнению с традиционными технологиями, такими как статические или аккумуляторные системы.

Что такое динамический ИБП (DRUPS)?

DRUPS– это высокая надежность и низкая совокупная стоимость владения.

Динамический ИБП - это статический ИБП + резервный генератор

DRUPS – это единое решение, совмещающее функционал как бесперебойного, так и гарантированного электроснабжения, в отличие от традиционного подхода, где за бесперебойность отвечает статический ИБП, а за «гарантированность» – ДГУ.

Преимущества:

• меньше компонентов, выше надежность (среднее время безотказной работы) и ниже затраты на установку
• компактность: экономия 40-60% пространства
• более высокая эффективность использования энергии: не требуется преобразование энергии и не нужна специальная аккумуляторная комната
• не требуются аккумуляторные батареи, наносящий большой вред окружающей среде
• быстрое время запуска дизельного двигателя. Оно составляет всего 2-3 сек, за счет использования систем предпускового подогрева и смазки, а также за счет того, что двигатель запускается без нагрузки (использование обгонной муфты)

Динамические ИБП-системы являются линейно-интерактивными системами и работают параллельно с сетью общего питания. 

Динамический ИБП - это активный фильтр

Сочетание реактора (дросселя) и синхронного генератора в динамической ИБП-системе позволяет фильтровать питание сети общего пользования. 

Преимущества:

• фильтрация всех помех сети общего пользования;
• не требуется силовая электроника для генерирования, поддержания или преобразования выходного напряжения, что означает отсутствие гармоник;
• фильтр гармоник сети и нагрузки;
• компенсация отклонения напряжения в сети общего пользования;
• генератор вырабатывает реактивную мощность, которая может динамически изменяться в зависимости от коэффициента мощности нагрузки, в результате чего достигается стабильный коэффициент мощности равный 1,  отбираемый от сети общего пользования  (например: cos φ нагрузки имеет ёмкостной характер, в  этом случае DRUPS регулирует  свой cos φ таким образом в сторону увеличения индуктивности, так что общий коэф. мощности, потребляемой от сети, стремится к 1, т.е. от внешних сетей потребляется только активная нагрузка, что является безусловным плюсом);
• высокая, до 20хIn по выходу и до 2хIn по входу перегрузочная способность DRUPS, позволяющая отрабатывать нижестоящим ступеням селективной защиты, не переводя систему на байпас, т.е. не подвергая нагрузку дополнительному риску.

Динамическая ИБП-система – это решение, не зависящее от аккумуляторов

Динамическая ИБП - система компании Hitec Power Protection во время отключения питания использует сохраненную кинетическую энергию вращающегося ротора индукционного накопителя до момента пуска дизельного двигателя. Данная концепция, не зависящая от аккумуляторных батарей, была изобретена и запатентована Hitec Power Protection в 1956 году. 

Преимущества:

• апробированная и экологичная концепция ИБП;  
• не требуется специальная аккумуляторная комната;
• не требуется производить замены аккумуляторов каждые 3-5-10 лет, что означает большую экономическую  выгоду владения  оборудованием и отсутствие необходимости утилизации АКБ (Green line);
• не требуется мощная система кондиционирования помещения, нужна только вентиляция. Это повышает показатель PUE и снижает стоимость владения;
• чем большая мощность ИБП требуется, тем  выигрышнее будет данная концепция, поскольку для обеспечения высокой мощности необходимо более мощные компоненты всех систем (ИБП, ДГУ, система кондиционирования, электро-щитовое и кабельное хозяйство);
• Система бесперебойного и гарантийного электроснабжения, построенная на базе DRUPS, при одинаковой степени отказоустойчивости, содержит существенно меньше компонентов и вообще не содержит устройств коммутации (АВР). Это означает более высокую надежность всей системы  в целом: чем меньше звеньев в системе (чем она проще), тем она надежнее;
• DRUPS обладают более высоким КПД, по сравнению с классическими ИБП в режиме on-line: в среднем 97% против 95% при нагрузке 100% и 92% против 85% при нагрузке 25%. На практике, ИБП редко загружаются более 50-60% с учетом резервирования 2N или N+1, т.е. Заказчик имеет реальный выигрыш в КПД, что весьма существенно при больших мощностях.  Это повышает показатель PUE и снижает стоимость владения (ТСО);
• DRUPS обладают более высокой энергоэффективностью, средний показатель PUE = 1,18..1,25, тогда как в классическом подходе средний PUE = 1,3..1,35; 
• срок службы решений гарантированного электропитания, построенных на динамических ИБП, составляет не менее 25 лет, тогда как статические ИБП работают не более 10-15лет.

Гибкость подключения

Динамические ИБП имеют большое количество вариантов подключения, обеспечивая тем самым гибкость решений по обеспечению гарантированного электропитания на конкретных объектах.

На базе DRUPS можно создавать системы бесперебойного и гарантийного электроснабжения не только на низковольтном напряжении 0,4 кВ, но и на средневольтном 6-20 кВ, что позволяет избежать проблемы с ограничением в 6300 А, больших падений напряжения в КЛ и очень больших токов КЗ в системах 0,4кВ. В классическом подходе со статическими ИБП это выполнить невозможно.

Использование динамических ИБП в мире

Компания Hitec Power Protection имеет свои представительства и службы клиентской поддержки в таких странах как Нидерланды, США, Великобритания, Испания, Малайзия, Сингапур, Тайвань, Китай, ОАЭ. С 2009 года компания работает и в России.

Сферы использования оборудования - это в первую очередь центры обработки и хранения данных (ЦОДы), производство п/проводниковой продукции, телекоммуникационные компании, финансовый сектор, страхование, авиация, промышленность с непрерывным циклом производства, фармацевтика, медицина, органы государственного управления.

Вот лишь несколько примеров объектов, где использовались такие системы:

ЦОДы: Fujitsu (London Nord datacenter) - Tier III; Injazat Data Centre- Tier IV; Datacenter Eemshaven (Gogle)- Tier IV; Datacenter Flevoland, KPN cyber centre и др.

Обрабатывающаяпромышленность: Shell, Gasunie, Akzo Nobel, DSM, Dow Chemical,

Банки: City Bank, HSBC bank, Royal Bank of Scotland, Banco Santander Brazil, Morgan Stanley, Rabobank, Merrill Lynch, UBS Bank

Авиация: British Airways, Schiphol Airport, Leipzig Airport, Thai Airways, Air Mauritius

Здравоохранение: Genentech, LKH Klagenfurt, Akay Hastanesi, Careggi hospital, Seoul Medical Hospital 

Текстильнаяпромышленность: Lafayette, Korteks, Sunflag, Noyfil SA, Thai Polyester

Объемы мощностей динамических ИБП установленных в мире составляют порядка 2000000 кВА, более 1.600 единиц техники.

В России на конец 2013 года  установленная мощность систем DRUPS Hitec Power Protection составляет 50200 кВА, и еще 36000 кВА находятся в стадии инсталляции (31 шт. установок.)

Евгений Краснов, руководитель отдела роторных ИБП коммерческого департамента ООО "Экопрог"

Теги: DRUPS, Динамические ИБП, Евгений Краснов