Уникальный модульный ИБП Kehua Tech

02 марта 2021 г. | Кузьмина Оксана Александровна | Категория: Вопросы эксперту

Для защиты серверного оборудования всё чаще применяются модульные ИБП – устройства, где требуемая потребителю мощность обеспечивается несколькими включенными параллельно силовыми модулями, интегрированными в общий выполненный в виде шкафа конструктив.

На российском рынке модульные ИБП Kehua Tech представляют трехфазные бестрансформаторные устройства MR 33 мощностью от 25 до 1600 кВА, при этом могут использоваться силовые модули единичной мощностью 12, 50, 80, 100 и 125 кВА/кВт. Устройство 1600 кВА на сегодняшний момент является уникальным – другие производители ИБП предлагают для такого уровня мощности только параллельные системы из нескольких аппаратов.

Основными преимуществом модульных ИБП перед моноблочными являются возможность внутреннего резервирования (более экономичного, чем параллельное резервирование моноблоков) и «горячая» замена – быстрая и упрощенная замена вышедшего из строя силового модуля без отключения нагрузки и без изменения режима работы ИБП (то есть не требуется переключение на статический или сервисный байпас). Такая замена выполняется силами сервисного персонала, без применения специальных мер техники безопасности и инструментов. MR33 поддерживает «горячую» замену силовых модулей, байпаса и плат управления (платы управления дублированы внутри одного ИБП). Такой подход позволяет существенно сократить MTTR (среднее время до восстановления работоспособности) и, как следствие, повысить коэффициент готовности ИБП.

ИБП Kehua MR 33

ИБП серии MR 33 работают по технологии VFI (Voltage Frequency Independent или двойное преобразование энергии) - всё подаваемое на вход напряжение сначала выпрямляется, затем инвертируется. Инвертор формирует чистую синусоиду 230В/50Гц, поэтому подключенные ответственные потребители обеспечиваются идеальным напряжением вне зависимости от качества напряжения основной сети на входе ИБП. При этом, за счет использования трёхуровневых IGBT преобразователей выпрямителя и инвертора, КПД остается на высоком уровне и при работе от сети составляет 96%.

Известен факт снижения КПД в ИБП двойного преобразования, работающих при низкой загрузке. В MR 33 эта проблема решена – лишние по мощности модули автоматически отключаются, обеспечивая высокую загрузку оставшихся силовых модулей, что позволяет ИБП работать с КПД не менее 96% уже при 30% загрузке выхода. В этом режиме поддерживается требуемый уровень резервирования, то есть в работе всегда остаются «запасные» силовые модули, для того чтобы обеспечить возможность продолжения работы нагрузки даже при возникновении отказа в ИБП.

Возможно увеличить КПД до 99%, если будет активирован режим ECO– работа ИБП на электронном байпасе при хорошем качестве основной сети. В таком режиме система управления ИБП постоянно следит за параметрами сети и при выходе их за допустимые пределы немедленно активирует режим двойного преобразования.

Высокий КПД позволяет не только сократить затраты на потребляемую источником электроэнергию, но и снизить расходы на кондиционирование помещений из-за уменьшения потерь, выделяемых при работе любого ИБП в виде тепла.

IGBT-выпрямитель ИБП обеспечивает низкие искажения входного тока (до 5% при работе устройства на нелинейную нагрузку), что делает MR 33 дружественным как по отношению к питающей сети и другим устройствам, включенным в ту же сеть, так и к потребителю, поскольку не требует завышения сечений питающих кабелей и номиналов входных автоматов защиты по сравнению, например, с источниками с тиристорными выпрямителями.

После восстановления основной сети (или включения резервного генератора) доступно пошаговое (один модуль последовательно за другим) подключение ИБП к сети или генератору, что исключает ударную нагрузку на источник питания. В случае использования резервного генератора это устраняет необходимость завышения мощности генератора для гарантированного приема нагрузки.

MR 33 имеет выходной коэффициент мощности (КМ), равный 1 (т.е. выходная полная и выходная активная мощности ИБП равны). Учитывая, что большинство современных IT-нагрузок имеют близкий к единичному входной к-т мощности, КМ=1 означает, что к MR 33 может быть подключено большее количество IT-оборудования чем, например, к другому ИБП той же мощности, но с выходным КМ= 0,9 или 0,8.

Инвертор MR33, построенного по технологии VFI, получает энергию от шины постоянного тока, к которой, параллельно выходу выпрямителя, подключена аккумуляторная батарея (АКБ). Благодаря такой схеме включения инвертор может переходить на питание от выпрямителя или АКБ, не создавая бестоковых пауз в электроснабжении нагрузки. Как итог - потребители питаются качественным напряжением при любых проблемах с основной сетью, в том числе – при переключении инвертора с одного источника питания на другой.  

Очевидно, что при пропадании или чрезмерном нарушении качества основной сети именно АКБ остаётся единственным источником электроэнергии, от исправности которого зависит работа подключённой нагрузки. MR 33 имеет широкий диапазон напряжения шины постоянного тока (±180…±276В), что разрешает использовать различное кол-во АКБ в линейке (от 30 до 46 12В блоков VRLA). Такая вариативность позволяет продолжать эксплуатацию MR33 при выходе из строя одного или нескольких блоков АКБ в линейке. Неисправные блоки оперативно изымаются сервисным персоналом, далее производится изменение параметров напряжения шины постоянного тока (это можно сделать с панели управления ИБП) и продолжается штатная эксплуатация ИБП, при этом электроснабжение критической нагрузки сохраняется.

Kehua MR33 может работать не только с традиционными свинцово-кислотными, но и с литиевыми АКБ. Из семейства литиевых Kehua использует LFP (литий-железо-фосфат) АКБ, признанные на сегодня наиболее безопасными.

По сравнению со свинцово-кислотными литиевые АКБ имеют практически десятикратное преимущество по количеству рабочих циклов и двух-трехкратное увеличение срока службы. Они могут работать в более широком температурном диапазоне (заряд от 0 до +50С, разряд от -20 до +60С), в то время как свинцово-кислотные АКБ требуют температуры около +20С. Длительный срок службы и отсутствие жестких требований к температуре помещения снижают эксплуатационные расходы владельца на замену АКБ и кондиционирование помещения.

Литиевые АКБ более компактны – плотность энергии на единицу занимаемого объема примерно в два раза выше удельной плотности свинцово-кислотных батарей. Вес литиевой батареи составляет около 40% от веса свинцово-кислотной АКБ при том же времени автономной работы.

Литиевые АКБ могут заряжаться более высоким током, что означает малое время заряда и гарантированную поддержку резервируемой нагрузки в случае частых пропаданий городской сети.

Вместе с тем, для любого из ИБП батарея остаётся одним из наиболее ответственных и в то же время одним из наиболее уязвимых компонентов, поэтому в MR33 уделено первостепенное значение методам поддержания АКБ в исправном состоянии и продления срока их службы. Широкое окно входного напряжения (305 - 485В при полной нагрузке) позволяет MR33 работать в электросетях низкого качества без перехода на АКБ, что сокращает количество разрядных циклов и увеличивает срок службы аккумуляторов. В устройстве используется интеллектуальное управление зарядом АКБ (регулирование тока заряда в зависимости от текущего уровня заряда АКБ и температуры батареи). Для литиевых батарей предусмотрена расширенная система управления аккумуляторами, включающая в себя встроенные в модули контроллеры и контроллер батарейного шкафа, которые обеспечивают как мониторинг текущего состояния всех элементов батареи, так и прогнозы возможных отказов и срока службы.

По статистике, подавляющее число отказов ИБП вызываются не выходом из строя самого устройства, а ошибочными действиями персонала. Они могут объясняться как невнимательностью/усталостью/низкой квалификацией оператора, так и недостаточным, или наоборот, перегруженным интерфейсом ИБП - оператор. Kehuaстремиться исключить вероятность такого рода аварий, максимально гуманизируя интерфейс своих ИБП. Например, MR33 оборудован панелью управления, включающей цветной сенсорный русскоязычный дисплей, пять двухцветных светодиодных индикаторов, позволяющих оперативно оценивать состояние основных блоков ИБП (инвертора, выпрямителя, байпаса и АКБ) и сигнализировать о перегрузке, а также физические кнопки, сохраняющие возможность управления ИБП даже при зависании или выходе из строя сенсорного дисплея. Включение и выключение ИБП производится нажатием комбинации из двух кнопок, что исключает случайные действия персонала. При этом сохранена возможность экстренного отключения MR33 нажатием кнопки EPOили подачей сигнала на порт EPO.

Как и большинство других ИБП MR 33 ведет журнал, объем записей - 10000 событий. Уникальной для рынка является функция «черного ящика» - осциллографирование и запись во внутреннюю память ИБП кривых токов и напряжений в моменты нештатных ситуаций. Такие осциллограммы существенно облегчают анализ аварий или помогают быстрее выявить неисправность ИБП, в том случае, если причиной аварии является именно он. Если же причиной отказа или срабатывания защиты ИБП явились внешние факторы, анализ осциллограмм помогает выявить их и исключить повторение нештатных ситуаций в будущем.

При вводе оборудования в эксплуатацию, при ремонте или изменении конфигурации (например, увеличении мощности) ИБП подвергаются нагрузочным тестам - проверкам работоспособности устройства при различных уровнях нагрузки (до 100% от номинальной). Такие тесты проводятся с использованием  дополнительного оборудования – блоков нагрузки, аренда, доставка, монтаж и подключение которых требует определенных организационных усилий со стороны пользователя и увеличивает его накладные расходами. В ИБП серии MR33 предусмотрен режим самотестирования (функция Self-aging) – полноценное тестирование ИБП с нагрузкой до 110% с использованием входной сети в качестве нагрузки. Позволяет проводить тестирование ИБП до подключения реальной нагрузки и без применения нагрузочных модулей. Снижает стоимость проведения испытаний и снижает риски повреждения реальной нагрузки в случае отказа ИБП во время тестирования. В режиме самотестирования MR33 выполняет проверку всех силовых цепей, оценку правильности их работы, проводит контролируемый разрядный тест АКБ, который позволяет точно определить фактическую ёмкость аккумуляторов.

Модуль 100, 125кВА/кВт для MR 33 1000-1600кВА

В MR 33 передовые схемотехнические идеи сочетаются с проверенными конструктивными решениями, повышающими надежность и удобство эксплуатации ИБП.

В частности, в базовой комплектации ИБП серии MR33 всегда присутствуют автоматические или ручные выключатели для входа выпрямителя, входа байпаса, выхода на нагрузку и цепи сервисного (ручного) байпаса; предусмотрены специальные направляющие для силовых модулей, которые исключают повреждение силовых и сигнальных контактов модулей при их установке в шкаф; реализовано управление скоростью вращения вентиляторов, что уменьшает уровень акустического шума при неполной загрузке ИБП и, за счет снижения нагрузки на подшипники вентиляторов, увеличивает срок их службы; может быть активирована самоочистка силовых модулей за счет кратковременного изменения направления вращения вентиляторов для выдува пыли и др.

В модульных ИБП вентиляторы охлаждения прогоняют воздух спереди назад. Для нормального охлаждения устройств задается минимально допустимое расстояние от задней поверхности ИБП до стены серверной, обычно оно составляет 800-1000мм. Kehua, комплектно к MR33, предлагает вентиляционные секции для выдува нагретого воздуха вверх, что позволяет устанавливать ИБП тыльной стороной вплотную к стене (или другому оборудованию) и экономить до 30% занимаемой площади. На настоящий момент KehuaTechявляется вторым вендором, предлагающим подобное решение на рынке модульных ИБП.

Совокупность всех перечисленных черт – качество и бесперебойность предоставляемого потребителю электроснабжения, резервируемость и надежность устройства, горячая замена силовых модулей, плат управления и байпаса, дружественный оператору интерфейс с защитой от ошибок и встроенным анализом нештатных ситуаций, работа с несколькими типами батарей, широкая базовая комплектация, функции самотестирования и самоочистки, полезные конструктивные решения - дает все основания считать, что ИБП Kehua MR 33 относится к лучшим образцам модульных ИБП и способен защитить ответственных IT-потребителей от любых проблем с электропитанием.

Официальное представительство Kehua Tech
на территории Российской Федерации
ООО «Продукция компании
Кехуа Хенгшенг торговый офис»
E-mail: info@kehuatech.ru
Телефон: +7 (495) 103-18-88
www.kehuatech.ru

Теги: Kehua Tech, ИБП