|
Особенности промышленных ИБП
Промышленные (industrial) ИБП предназначены для защиты критических процессов на производственных предприятиях, комплексах нефтедобычи и переработки, нефтехимии, на электростанциях и другие объектах энергетики, на военных базах, транспорте и пр. При этом они обеспечивают электропитание не только систем контроля и автоматики, но и различных исполнительных механизмов.
Нарушение электроснабжения указанных объектов чреваты серьезными последствиями. Представьте, например, к чему может привести сбой автоматики на расположенном в пределах крупного мегаполиса нефтеперерабатывающем заводе или на военной базе. Это может быть катастрофа национального масштаба! Поэтому к системам ИБП для таких объектов предъявляются гораздо более строгие требования, нежели к продуктам, предназначенным для защиты ИТ-систем.
В промышленных решениях основное внимание уделяется надежности и функциональным свойствам ИБП, и в меньшей степени, по сравнению с обычными «айтишными»
системами, — уровню шума, массогабаритным характеристикам,
дизайну.
Вот некоторые характеристики, которые должны быть
присущи промышленным решениям
- Высокая надежность и
отказоустойчивость
- Удобный доступ ко всем компонентам –для быстрой
диагностики и замены
- Возможность работы в неблагоприятной
электромагнитной среде
- Устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам
- Работа в расширенном температурном диапазоне
- Поддержка нестандартных значений напряжения
и частоты
Рассмотрим некоторые моменты более подробно.
Высокая надежность
Обеспечение высокой надежности системы складывается из нескольких условий: это высокое качество и надежность комплектующих ИБП, продуманный дизайн ИБП с минимизацией точек отказа, а также применение внешних схем отказоустойчивости, например включение источников бесперебойного питания в параллель по схеме N+1, N+2 или с еще более высокой степенью избыточности.
Все компоненты промышленных ИБП, как правило, разрабатываются с большим запасом прочности, чтобы источник обеспечивал время наработки на отказ не менее 100 тыс. ч при эксплуатации при температуре +40 град. С и даже выше. Специализирующаяся на выпуске таких ИБП компания «Густав Кляйн» все свои изделия 100%-но тестирует на заводе. Более того, для дополнительных гарантий безопасности она проводит высоковольтные испытания продукции: между входом (или выходом) и землей напряжением 2 кВ, между входом и выходом-- 3,75 кВ.
Важное значение для обеспечения высокой надежности имеют особенности конструкции ИБП. Так, в ИБП «Густав Кляйн» микропроцессоры используются только для задач мониторинга – основные силовые блоки ИБП работают и без микропроцессоров. Это означает, что даже при выходе из строя плат микропроцессоров, ИБП по-прежнему будет обслуживать нагрузку.
Отличительная особенность решений «Густав Кляйн» -- построение системы охлаждения ИБП малой и средней мощности (до 80 кВА) без вентиляторов. Охлаждение силовых элементов ИБП «Густав Кляйн» осуществляется методом естественное конвекции, а для повышения эффективности отвода тепла применяется специальный вертикальный радиатор.
Использование вентиляторов имеет массу недостатков. Так, их надо регулярно обслуживать и заменять – периодичность замены определяется установленным поставщиком регламентом или состоянием вентилятора. Еще чаще приходиться менять фильтры в системе вентиляции – иногда каждый месяц (в зависимости от уровня загрязнений). Особенно «тяжело» вентиляторам приходится в условиях высоких температурных перепадов и запыленности. Например, сопровождающая многие производства мелкодисперсная пыль действует как абразив, из-за чего происходит быстрый износ лопастей вентиляторов и подшипников. Это приводит к тому, что вентиляторы часто выходят из строя. Поэтому для критических применений предпочтительны системы без вентиляторов: увеличивается надежность (время наработки на отказ -- MTBF), снижаются операционные расходы.
Удобный доступ ко всем компонентам
Для ИБП промышленного исполнения требования к компактности отходят на второй план. Гораздо важнее удобство обслуживания, что в некоторых случаях может потребовать увеличение габаритов шкафов.
Все обслуживания ИБП «Густав Кляйн» осуществляется с фронтальной части, поэтому замена даже силовых элементов производится очень быстро. Достаточно открыть шкаф и вы сразу получаете доступ ко всем платам и модулям – можно быстро определить причину проблемы и устранить ее.
Все управляющие платы идентичны – вне зависимости от мощности конкретного ИБП.Используются независимые платы контроля для выпрямителя, инвертора и байпаса. Их замена осуществляется очень просто и быстро – естественно, с фронтальной панели устройства.
Изолирующие трансформаторы
Промышленным ИБП приходится работать в неблагоприятных электромагнитных условиях. Часто они «сидят» на одной шине с мощными агрегатами, например двигателями с регуляторами скорости вращения приводов, вносящими серьезные искажения. Поэтому на входе выпрямителя промышленного ИБП почти всегда устанавливают изолирующий трансформатор. При его отсутствии всплески напряжения и высокий уровень искажений переменного тока могут спровоцировать, например, неадекватное срабатывание автоматических переключателей из-за увеличения температуры их внутренних компонентов.
Компания «Густав Кляйн» практикует установку изолирующего трансформатора и на выходе ИБП. Он не только обеспечивает гальваническую развязку, но и гарантирует отсутствие постоянной составляющей в выходном сигнале (наличие такой составляющей вполне может вывести нагрузку из строя). Кроме того, ИБП с выходным трансформатором универсальны: могут быть задействованы для защиты нагрузки различного типа, включая технологическое, медицинское либо иное оборудование.
Внимание к АКБ
К температурным условиям наиболее чувствительны аккумуляторные батареи (АКБ). Так, повышение температуры на 10 град. С сокращает срок их службы вдвое. Для оптимизации срока службы и характеристик при подзарядке необходимо соблюдать режим температурной компенсации, т. е. обеспечить корректировку зарядного напряжения на элемент в соответствии с рекомендациями для каждого типа батарей. Также «не любят жару» и ряд других элементов ИБП, например применяемые в фильтрах конденсаторы. Поэтому в промышленных ИБП используются специальные высокотемпературные конденсаторы.
Еще одной особенностью промышленных ИБП может быть наличие мощного зарядного устройства (работа с большой емкостью АКБ) и возможность подключения ИБП к стационарным батареям, имеющимся на производствах (нестандартное для ИБП напряжение на шине постоянного тока 110/220 В).
Отраслевая специфика
В общем случае, индустриальные среды характеризуются повышенным уровнем вибрации и запыленности, расширенном диапазоном рабочих температуры и влажности, наличием сильных электромагнитных полей. При этом имеется и «отраслевая специфика».
Например, на морских нефтяных платформах к числу неблагоприятных факторов добавляются постоянная влага, соль, неустойчивость самой платформы. На электростанциях часто встречается нестандартное напряжение (220 В постоянного тока) и очень высок уровень вибраций, что может потребовать дополнительно закрепление внутренних деталей ИБП (особенно трансформатора) и усиление разъемов.Особенность железнодорожного транспорта, включая метрополитен, — высокая степень вибраций, большое разнообразие специфических видов напряжения, нестандартные частоты. Так, тяговое напряжение может достигать значения 650 В, а подключенный к двигателю локомотива генератор может вырабатывать электроэнергию с частотой до 400 Гц.
Поскольку промышленные ИБП часто эксплуатируются в нестандартных условиях, важна отработанная производителем методика изготовления оборудования на заказ – с соблюдением целого ряда специфических требований. Такой методикой в полной мере владеет компания «Густав Кляйн», которая готова как адаптировать свои типовые решения под заказчика (от выбора типа, размера и цвета шкафов до подбора их «начинки»), так и создавать индивидуальные решения на базе отработанных узлов.
| 
