ロシア連邦の汎用電気ネットワークは、停電、高周波ノイズ、周波数偏差、電圧低下など、電気エネルギーの品質が低いという特徴があります。電磁両立性分野における国家計量保証センターの結論によると( GCMO EMC）、エネルギー供給およびエネルギー配給組織の電気品質指標に関する GOST 13109-87 の要件は、原則として実装されていません。 さらに、GOST で確立された電力品質要件は、多くの場合、最新の通信機器にとって十分に高くありません。
実際の電気ネットワークへの接続が高度に行われていることは明らかです。 技術設備、電気エネルギー（コンピュータ、コンピュータネットワークのアクティブ機器、電気通信機器、銀行およびオフィス機器）の品質の低下に敏感であり、誤動作のリスクが高まるだけでなく、この機器の故障のリスクも高まります。
このような状況では、必要な品質の電力を得る手段として、「オンライン」(二重変換) モードで動作する静的無停電電源装置 (UPS) を設置することが、コンピューターと通信の安定した動作を確保するための必須の前提条件となります。装置。 さらに、 近代的な設備非線形の消費パターンを持つスイッチング電源を使用するのが一般的です。 このタイプの機器に電力を供給するには、強力な三相ダブル変換 UPS を使用するのが最適です。入力電力ネットワークや変電所機器の中性線への過負荷が回避されるからです。
「オンライン」の強力な UPS 構造は、保証型電源システム (GPS) 構築の基礎であり、通常モード (入力に電源がある場合) と通常モードの両方で、接続された負荷の高品質な動作を保証します。バッテリーに蓄えられたエネルギーを計算するためのオフライン モード (入力電源ネットワークがオフのとき)。 通常、このようなシステムは、数分から数時間の範囲でオフラインで動作するように設計されています。 接続された負荷の長期間の動作を保証する必要がある場合は、内燃機関（通常はディーゼル）をベースに構築された自律発電ユニットがバックアップエネルギー源として複合施設に組み込まれます。
SGE の実装中に達成される必要な結果は、固定電源入力に障害が発生した場合でも、バックアップ電源に切り替えるのに十分な時間、または顧客の重要な機器が機能する能力を確保することを考慮できます。コンピュータネットワークにおける主要な作業プロセスが正常に完了すること。
保証型電力供給システム (GPS) を開発する目的は、次のような銀行機関の責任ある消費者 (以下、顧客と呼びます) に高品質の無停電電源を提供することです。 通常の状態、および事故または産業またはその他の干渉状況での品質の劣化により通常の電力供給が中断された場合。
無停電かつ保証された電源システムの一般要件
このセクションでは、保証付き電源システムの設計の観点から、責任ある消費者に保証付き無停電電源を提供するための主なアプローチと技術ソリューションを反映した資料を紹介します。
問題の定式化と SGE の基本要件が検討され、重要な施設向けのエネルギー供給システムを構築するための現代の概念の主な規定が概説され、選択された回路図と機器のモデルが正当化され、SGE の技術的および操作的特性が検証されます。使用した機器が与えられます。
個々のコンポーネントの基本的な動作モードと一連の技術的手段が考慮されるほか、他の機器、材料、施設に対する一般的および特別な要件も考慮されます。 考慮された原則に従った SGE の実装は、顧客の要件と、生命維持およびエネルギー供給システムの分野における最新の世界標準を満たします。
SGE 用の機器の例として、大手メーカー (Powerware、Wilson) の UPS とディーゼル発電機セットの使用が検討されています。これにより、これらの業界で最も厳しい基準を満たし、信頼性が向上した SGE を構築できます。
機器とサブシステムの要件。 問題の定式化。 保証された電源システムの技術要件。
保護された電気ネットワークへの接続を必要とする顧客の電力消費者は、通常、次の主要なグループに分類されます。
- ローカル エリア ネットワーク機器 (PC、アクティブ ネットワーク機器)。
- 通信システム (ATS)、特殊な通信施設。
- 衛星データ伝送ネットワークの技術的手段。
- 非常照明システム;
- 空調および換気システム 技術的前提;
- 火と 盗難警報器;
- 医療機器。
SGE の枠組み内に設置された電源システムの出力における電気ネットワークのパラメータは、顧客のコンピュータ機器およびその他の電子機器の動作に関する技術要件に準拠する必要があります。
このシステムは、電源システムに発生した緊急事態について担当者に警告する機能を提供する必要があります。 消費者の長期的な自律的な運用を保証できない場合は、データの完全性の保持が保証された顧客の情報システムの自動閉鎖が実行されます。
電力供給が長期にわたって中断され、最小期間を超えて機器の動作を継続する必要がある場合は、SGE の出力で電力網の高品質パラメータを維持しながら、自律型ディーゼル発電機セット (設備) から電力供給を提供する必要があります。 。 発電機セットは自動的にオン/オフされる必要があり、緊急時に手動制御に切り替えることができます。
保証された電力供給システムの構築に関する考え方の基本規定。 設計上の決定の正当化。
地理的に複数のフロア、特に複数の建物に位置する消費者の複合施設向けの保証されたエネルギー供給システムの構築は、さまざまなスキームに従って実行できます。
現在、SGE の 2 つの主な構造、つまり集中型と分散型 (ローカル) が最も広く普及しています。 集中システムには、すべての重要な消費者が接続される 1 台の UPS が含まれています。 分散システムでは、各消費者 (またはローカル消費者のグループ) は個別の (ローカル) UPS から電力を供給されます。
SGE の分散構造
集中型スキームに従って構築された保証されたエネルギー供給システムの一般化された図を図に示します。 1.
米。 1. 分散型 SGE の一般化されたスキーム。
このようなシステムの主な利点は、特に「壁掛け」UPS を使用する場合に、ネットワーク配線を再加工することなく実装できることと、拡張や構成変更が容易であることです。
UPS の 1 台に障害が発生した場合、システムの一部のみがシャットダウンされ、「コールド」リザーブにあるデバイスが 1 台あれば、障害の影響は数分以内に解消されます。 他の人へ 重要な利点このシステムは、UPS タイプを適切に選択すれば、その設置に特別な設備が必要ないということもあります。
分散システムの欠点は、すべての UPS に同じ負荷を提供できないため、バッテリ リソースが非効率的に使用されることです。 システム全体のバッテリ寿命は、前回の停電中に最も多くのバッテリが放電された最も負荷の高いデバイスによって決まりますが、他の UPS から負荷を切断してもバッテリ寿命を延ばすことはできません。 このシステムのもう 1 つの重大な欠点は、追加負荷の誤接続または短絡によって引き起こされる過負荷時の安定性が低いことです。 過負荷に対する感度が向上するのは、ローカル UPS の予備電力がエアコンや掃除機 (5 ～ 10 kW) だけでなく、レーザー プリンタやコピー機 (2 ～ 5 kW) の起動電力にも匹敵する可能性があるためです。 kW）、さらには消磁ループ（1 ～ 2 kW）を備えたサイズ 19 ～ 21 インチの画面を備えたカラー モニターもあります。
分散型 SGE のもう 1 つの重大な欠点は、多数の単相 UPS を使用する場合に発生します。 上で述べたように、現代のコンピュータおよび電気通信機器の重要な部分には、非線形の消費パターン (cos = 0.7 ～ 0.8) を特徴とする電源が搭載されています。 複数の同様の消費者を、不可欠な部分である単相ネットワーク (動作電圧 220 V) に接続する場合 三相ネットワーク電源（動作電圧380 V）では、中性線に電流が発生し、そのピーク値は相線の電流値を超える可能性があります。 我が国の電気ネットワークは（相導体と比較して）断面積が小さい中性線で作られているという事実を考慮すると、中性線での過負荷と干渉は避けられず、これが信頼性の低下につながります。電源ネットワーク。
相導体と比較して中性線の断面積が大きい (1.5 ～ 1.7 倍) ケーブル ネットワークを敷設すると、電源の信頼性を高めることができます。 残念ながら、都市のエネルギー供給ネットワークに関するこのような取り組みは、通常、非常に困難です。
SGEの集中構造
このシステム (図 2) の利点は、パワーリザーブとバッテリー容量の集中によって決まります。 このようなシステムは、局所的な過負荷に対する感度が低く、遷移抵抗が UPS の出力電力予備によって決定される特定の値を超える短絡にも耐えます。 自律時間を増やすには、責任の低い消費者の電源を切るだけで済みます。
米。 2. 集中型 SGE の一般化されたスキーム。
強力な三相 UPS に基づいて構築された集中電源システムのもう 1 つの利点は、UPS の入力における中性線の過負荷が排除され、電源ネットワーク全体の信頼性が向上することです。これは重要なことですが、建物にエネルギーを供給するケーブル線を中継する作業が不要になります。
集中型システムの欠点は、分散型システムと比較して局所的な障害が発生する可能性が高いことです。これは、分岐出力電源ネットワークの誤動作または障害（回路内の短絡に関連する）による消費者の電力供給の停止として表れます。いずれかの消費者の電源回路）。
同等の電力と同一の UPS 回路ソリューションを備えた集中型システムのハードウェアのコストは、分散型システムに比べて当然低くなりますが、この SGE 構造を選択する場合は、電源ネットワークの変更の可能性によるコストを考慮する必要があります。既存のシステムを再構築する場合、特別な施設と資格のある人員を割り当てる必要がある場合。
純粋な形では、考慮されている各システムはほとんど使用されません。 単一のタスクを実行し、同じ信頼性クラスと同じエネルギー消費特性のコンポーネントで構成される機器が集中している場合は、集中システムの使用をお勧めします。 このようなシステムは、原則として、出版複合施設や大規模な衛星通信センターなどで使用されます。分散システムの典型的な例は、多数のパーソナル コンピュータが独立したワークステーションとして動作し、多くの場合統合されていない行政機関 (市長室、省庁) です。それらをローカル コンピュータ ネットワークに接続します。
2 レベルの SGE
各システムの欠点を解消するために、実際には集中システムと分散システムを組み合わせた 2 レベルのシステムが使用されます (図 3 を参照)。 このようなシステムを電力と機器コストの観点から最適化するタスクは、ローカル コンピュータ ネットワークを適切に構成することによって、最も重要な消費者を決定し、消費者グループの数を最小限に抑えることです。
米。 3. 2 レベル SGE の一般化されたスキーム。
2 レベル構造を選択する場合、1 台の高出力 UPS (または 1 か所に配置された並列動作する一連の UPS、通常は建物への電気入力の近く) を設置することに加えて、最も重要な消費者の一部はローカル ネットワークを使用して保護されます。低電力の UPS。 このような冗長性の目的は、ファイル サーバーや最も重要な LAN 管理ワークステーション、通信機器、通信システムなどの機器を事故による電源喪失から保護することです。 ケーブルネットワーク局所的な障害、短絡、または過負荷（メイン UPS に接続されたクリーンな電力ネットワークを含む）によって引き起こされる建物内。
UPS に基づいて保証された電源システムを構築するためのオプションのいずれかを選択する場合、自律モード (つまり、入力電源がオフになっているとき) での長期動作を保証する必要がある場合、そのような複雑な機能は次のように補完されます。 1 つ以上のディーゼル発電機セット (DGS) を使用して、長期 (数十時間以上) の自律運転を保証します。 このような発電機には、負荷切り替え機能を備えた自動始動および停止システムが装備されており、さらに遠隔制御および監視パネルを装備することもできます。 緊急停止とその後の主電源の復旧が発生した場合の複合施設の機能の図を図に示します。 4.
米。 4. UPS-DGU 複合体の動作の時間図。
電力と発電セットの数を決定するときは、接続された負荷の電力に加えて、建物内またはそのすぐ近く (保護エリア内) にかなり大型の機器を設置する可能性を考慮する必要があります。 発電セットは、防音エンクロージャまたは全天候型コンテナに収容できます。
複数の発電機を共通の負荷に接続する場合、並列 DGS 複合体用に特別な制御および同期ユニットが設置されます。
機能図お客様の建物の典型的な SGE を図に示します。 5. この図は、主要な電力供給線を示し、技術消費者と家庭の消費者 (一般照明、ネットワーク) を強調しています。 コンセント家庭用電化製品を接続するための）、技術的手段、および SGE に含まれる電源ライン。
米。 5. SGE ビルの機能図。
SGE のエネルギー消費者を 2 つのグループに分けることが推奨されます。
- 最初のグループには、一貫して高い電力品質インジケーターを備えた電源を必要とし、（技術サイクルの条件に従って）電源の中断が許可されない機器が含まれます。 この消費者グループには、すべてのコンピュータ機器、通信システム、アクティブなネットワーク機器、ビデオ監視機器、警報器、医療機器が含まれます。 図では、このグループは「SGE 消費者 - 「A」」と指定されています。 このグループの消費者は UPS 出力に接続されます。
- 2 番目のグループには、ディーゼル発電機セットの出力に直接接続された機器が含まれています。これは、電力品質を示す一貫した高品質のインジケーターを必要とせず、電源の短期間の中断 (30 ～ 120 秒) が許容されます。 この消費者グループには、非常用照明システムや、UPS 複合施設を収容するための室内調整装置が含まれます。 図では、このグループは「SGE 消費者 - 「B」」と指定されています。 このグループには、セキュリティ機器のセット、アラーム、ローカル UPS によって保護されるその他の機器などのシステムも含まれます。
SGE の枠組み内で、さまざまなタイプの電源 (UPS および DGS) に接続されている 2 つの消費者のグループを識別することで、次の結果を達成できます。
- 空調システムや非常用照明などの需要家をグループ「A」から除外すると、UPS の負荷が軽減され、非常モードでの UPS のバッテリ寿命が長くなり、より低消費電力の UPS を使用できるようになります。力。
- この接続方式により、UPS はコンピュータおよび通信機器の電源ネットワークと技術機器 (特に空調システム) の電源ネットワークとの間に電気絶縁を提供します。 これにより、非線形性と大きな始動電流消費値を特徴とする機器のオン/オフを切り替える際に、保護された電源ネットワーク内の干渉レベルを大幅に低減できます。
SGE の動作の信頼性を確保します。 SGE 機器の特別な要件。
検討中の SGE プロジェクトでは、基本的な保護レベルで SGE のカスケード構造と並列 UPS 複合体を使用することにより、信頼性の向上が実現されています。 カスケード方式の本質と利点については上で説明しました。
Powerware が提供する並列 UPS 複合体を構築するためのソリューションは、世界の高出力 UPS 分野でユニークなものであり、以下で構成されます。
- 並列モデルでは最大 8 つのデバイスを組み合わせることができるため、複合体の合計出力電力は 5 mVA (それぞれ 625 kVA の 8 ブロック) に達します。
- 構造的には、並列システムは 2 ～ 4 台のシステム ユニットと UPS 出力を結合する並列キャビネットで構成されます。 このシステムは、他の UPS メーカーのような「マスター/スレーブ」モードではなく、「POWERWARE」が特許を取得した独自のピアツーピア制御アルゴリズム「HotSync」を使用して動作します。
このテクノロジーの独自性は、電源が並列に接続されている場合に、UPS 間の信号またはインターフェイス接続が存在しないことにあります。 これにより、システムの信頼性が大幅に向上し、コストが削減され、設置が簡素化されます。
米。 6. SGE を構築するためのモジュール式および集中型スキーム。
複数の UPS ユニットを組み合わせて並列複合体を構成することは、原則として、次の問題を解決することを目的としています。
- 一定の電力の SGE ユニットを 1 台設置すると、 技術システム、保護された電源が必要です。 結果として、SGE の電力を増やす必要があり、これは同じ電力の別の UPS ユニットを接続することによって実現されます。 このような複雑な構成内のすべての UPS は、共通の負荷に対して並列で動作し、出力電力を増加させます。
- 機器の技術的な動作条件に応じて、UPS ユニットの 1 つが故障した場合でも電源供給を保証する必要があります。 この場合、ホットハードウェアの冗長性（冗長性）を備えた方式で並列複合体を構築する必要がある。 このスキームにより、 メンテナンス負荷を切断することなく UPS ユニットを修理できるだけでなく、複合施設の出力で一貫して高い電力品質インジケーターを維持しながら修理できます (図 7 の機能図を参照)。
米。 7 並列 UPS 複合体の機能を示す図。
集中型モジュール方式の原理に基づいて構築された並列システムの信頼性の統計的特性を比較すると、次のことがわかります。
- バックアップ入力 (メイン入力と同じ信頼性) の存在により、複合体全体の信頼性が大幅に向上します。 ただし、負荷がバックアップ入力に接続されている場合、その電力は不安定なネットワークから供給されることに留意する必要があります。
- モジュラーシステム他の条件が同じであれば、信頼性のレベルは低くなります。 このようなシステムの利点は、上で述べたように、コストが低く、拡張が柔軟であることです。
無停電電源装置。 ダブルコンバージョンUPS。 一般情報。
ダブルコンバージョン技術を使用して構築された UPS の機能図を図に示します。 8. UPS の主要コンポーネントには次の目的があります。
- 入力および出力 RF フィルターは、高周波ノイズとインパルス ノイズを除去するように設計されています。
- 入力コンバータは交流を直流に変換し、正弦波消費 (cosf=1) を提供します。
- 出力コンバータは、入力コンバータまたはバッテリ (スタンドアロン モードで動作する場合) をソースとする直流エネルギーを、一貫して高い PCE で交流電圧に変換します。
- バッテリーパックは電気エネルギーをバッテリーに蓄えます。
- バイパス バックアップ ライン キーは、コンバータ出力とバックアップ ライン間の負荷切り替えを自動または手動で行います。 スイッチングは出力電圧に同期して実行され、スイッチング時間は数ミリ秒です。
- マイクロプロセッサ制御ユニットは、すべての UPS コンポーネントの動作パラメータと外部デバイスとの情報交換を監視および制御します。
米。 8 ダブルコンバージョン UPS の機能図。
UPS の状態に関する基本情報は、UPS の前面パネルの液晶ディスプレイに表示されます。
背面パネルのコネクタは、信号情報 (入力ネットワーク障害、バックアップ ラインへの切り替え、バッテリ低下に関するメッセージ) の送信と、RS232 プロトコルを介した UPS の監視および制御の両方に使用できます。
Powerware から特殊なソフトウェアをインストールする場合、ユーザーは次のパラメータを制御できます。
- UPS 動作モード (入力ネットワークから、バッテリーから、バックアップライン経由で負荷を接続)。
- 現在の入力電圧値 (V 単位)。
- 負荷消費電力の現在値（VA単位）。
- 予測される UPS バッテリ寿命 (分単位)。
- バッテリーの温度と電圧。
- 出力電圧と周波数の値。
必要に応じて、自動 UPS テスト、バッテリ テスト、バッテリ校正テスト (特定の動作時間後の実際の容量を決定するため)、および指定した時刻に UPS をオフにしてオンにするなどのアクションをプログラムできます。
計算されたデータ
設計された SGE 用の特定の UPS および DGS モデルの選択は、お客様の機器の現在および予測される状態に関するデータに基づいて行われます。これには、保証された電源ネットワークへの接続が必要です。
計算するとき 必要な電力 UPS は、出力に接続された消費者の分散ネットワーク内で強力な UPS を長期間運用する際に、局所的な過負荷や不正な負荷が含まれる可能性を排除できないことを考慮しています。 機器の安定したトラブルのない動作を保証するために、その電力は計算された負荷電力の 15 ～ 20% のマージンを持って選択されます。 一方、お客様の建物内の並列 UPS 複合体の冗長性を確保するには、計算された負荷電力が冗長性を考慮せずに UPS の合計出力電力を超えないという条件を満たす必要があります。
ディーゼル発電機セットの電力を計算するときは、負荷の総電力消費量と、最小許容負荷値 30% の推奨値の両方を考慮する必要があります。 より低い負荷値でディーゼル発電機セットを長期間運転すると、エンジンの耐用年数が大幅に短縮されるため、特別なメンテナンス措置が必要になります。
並列 UPS 複合体の総電力消費量 (つまり、UPS 入力での電力) は、ジョブの数が増加するにつれて増加する可能性があるため、ディーゼル発電機セットの電力を計算する場合、そのユニットに接続されているすべての UPS の総電力消費量が計算されます。ディーゼル発電機セットの出力とフルモードでの動作は、負荷とバッテリー充電に加えて考慮されます。 付加装置(グループ「B」をロード)。
ディーゼル発電所
ウィルソン社製DGS
ウィルソン製のディーゼル発電機セットは自律型電力源として使用され、緊急（短期）モードと連続運転の両方で動作でき、主なエネルギー供給源の役割を果たします。
検討されている SGE は、Perkins によって製造されたディーゼル エンジンに基づいて構築された発電機セットのモデルを使用できます。 交流電流リロイ・ソマー。
F.G.WILSON 社は 1966 年に設立され、欧州最大のディーゼル発電機メーカーです。ディーゼル発電機は、単相交流 (220/240V、50V) でさまざまな消費者に電力を供給するための主電源、バックアップ電源、または緊急電源として使用されます。 60Hz）または三相電流（380/400V、50/60Hz）。 「F.G.WILSON」という会社は、年間最大 20,000 台のディーゼル発電機を生産し、150 か国に輸出されています。 ディーゼル発電機セットには、Perkins、Lister-Petter、Detroit-Diesel Corporation などの大手メーカーのエンジンが使用されています。
仕様
さまざまなモードでの SGE の機能の説明
通常の状態では、つまり市内回線を介して建物への主電力供給を維持しながら、SGE 機器は次のモードで動作します。
ディーゼル発電機セットの制御および負荷切り替えユニットの接触器は「主電源」位置、つまり「電源」位置にあります。 メインネットワーク。 グループ「B」の消費者へのエネルギー供給は、このコンタクタを介してメインネットワークから直接実行されます。 UPS (または並列 UPS 複合体) には、コンタクタ BU KN DGU を介してメイン ネットワークからも電力が供給されます (図 0-9 を参照)。 UPS はダブル エネルギー変換モードで動作し、一貫して高い出力電力品質を提供します。 バッテリはメンテナンス充電モードにあるため、UPS への外部電源がオフになっているときに最大のリソースが確保されます。
米。 9. SGE の通常動作モードにおける負荷への電力供給のスキーム。
いつでも 緊急事態(都市ネットワーク経由の停電) メイン UPS の入力で電力が失われ、充電式バッテリーによる動作モードに切り替わります。 二重変換回路（「オンライン」）によりインバータの中断のない動作が保証されるため、グループ「A」の需要家への電力供給は中断されません（図10を参照）。
米。 10. SGE の緊急動作モードにおける負荷への電力供給のスキーム。
ディーゼル発電機セットの制御ユニットに組み込まれた入力ネットワーク存在センサーからのコマンドにより、時間のカウントダウンが開始され (間隔の長さはプログラム可能)、その後、制御ユニットがディーゼル発電機セットを起動するコマンドを出します。 最初の起動試行が失敗した場合、自動化ユニットは起動コマンドを繰り返します。 ディーゼル発電機セットが動作モード（周波数と電圧が許容範囲内）に達すると、制御ユニットはコンタクタが負荷を発電機出力に切り替えることを保証します（図 11 を参照）。 Powerware の UPS マイクロプロセッサ コントロール ユニットには「ソフト スタート」アルゴリズムがあり、このアルゴリズムを使用すると、UPS 電源が回復したときの入力消費量の増加は突然ではなく、徐々に発生します (負荷が増加する間隔の継続時間)。最大値は少なくとも 10 秒です)。 この UPS 機能により、高電力負荷を接続するときに発電機に過負荷がかからず、出力時の PCE を定格値内に維持できます。
米。 11. SGE の緊急動作モードにおける負荷への電力供給のスキーム。
自律モードでは、SGE は、ディーゼル発電機セットの燃料タンク内の燃料の量と燃料消費量 (このパラメータの値は負荷に応じて異なります) によって決まり、長期間動作できます。 標準燃料タンクの燃料寿命が終了した後も都市ネットワークを介した電力供給が回復しない場合、ディーゼル発電機セット自動化ユニットは発電せずに発電機を停止します。 最低準備金将来的にディーゼル発電機セットの始動を保証するために必要な燃料。 この場合、お客様の当直担当者は、機器の操作を停止して UPS の電源を切るか、バッテリの寿命が尽きて UPS が自動的にオフになるまで作業を続けるかを決定する必要があります。 UPS のバッテリ寿命は現在の電力消費量に依存するため、重要度の低い負荷 (ワークステーション) をオフにして電力消費を削減すると、バッテリ寿命を大幅に延ばすことができます。
SGE 構築のカスケード構造は、最も重要な機器 (サーバー システム、アクティブ ネットワーク機器、および通信システム) に自律動作の追加リソースを提供します。 したがって、中央 UPS (または並列 UPS 複合体) の電源がオフになっている場合でも、サーバー上のファイル構造は中断されません。これは、中央 UPS の電源がオフになると、UPS との特別な通信ソフトウェアが自動的にサーバーを閉じるプロセスを開始するためです。
ディーゼル発電機セットの燃料資源が使い果たされる前に建物の電源障害が解消されると、入力ネットワーク状態センサーからのコマンドに応じて、ディーゼル発電機制御ユニットがコンタクターを使用して負荷をメイン入力に切り替えます (図 0 を参照)。 -12)。 その後（発電機から負荷を切り離してから 120 秒後）、エンジンは自動的に停止します。 ディーゼル発電機セットが無負荷で動作するこの期間により、発電機とエンジンが急速に冷却され、その後の事故の際にディーゼル発電機セットのより確実な始動が保証されます。
米。 12. 事故解消時の負荷への電力供給の仕組み。
重要な消費者 (グループ「A」) への電力供給は UPS を通じて実行されるため、DGS コンタクタのスイッチングによって引き起こされる歪みや干渉は、保護された電源ネットワークに影響を与えません。
遠隔制御システム
SGE 監視ツール。 顧客の情報システムとのインターフェース
SGE のソフトウェアおよび情報インターフェイス SGE の機能の完全性は、次の主な機能を実装する SGE 用の監視および制御ツールのセットをその構成に組み込むことによって保証されます。
- サーバーにインストールされている標準ソフトウェア (対応するオペレーティング システムに含まれている) および専用ソフトウェアを使用して、サーバーに接続されている UPS と連携します。
- バッテリの寿命が切れたときにサーバー ファイル システムを自動的に閉じるプロセスを組織し、その後、バッテリの放電を防ぐために負荷を切断して UPS をオフにします。
- 電気ネットワークの新たな障害、サーバー ファイル システムの今後の閉鎖、無停電電源システムのシャットダウンについてユーザーに通知します。
- UPS の監視および診断操作を実行するための、専用ワークステーション (ローカル ネットワーク管理者のワークステーション (Windows 用 Novell NMS、UNIX 用 HP OpenView、SUN NetManager など) など) にインストールされた特別なソフトウェアとの対話の構成。
- UPS の特別な入力に接続されたセンサーから追加情報を確実に受信し、ローカル ネットワーク経由でその情報を送信します。 このようなデバイスには、煙センサー、温度上昇センサー、UPS が設置されている部屋へのアクセス制御システム、および同様の接触デバイスが含まれます。 アクチュエータを接続することも可能です（たとえば、 追加の換気)、その制御は自動または マニュアルモード UPS監視プログラムを使用して実行されます。
上記の機能はすべて、UPS をローカル エリア ネットワークに統合するための特別なソフトウェアとハードウェアをインストールすることによって実装されます。 これらには次のものが含まれます。 ソフトウェア Novell NetWare、UNIX、Windows 用の Lansafe、および Powerware の Connect UPS Web/SNMP アダプタ。
単一の PC を保護するため、およびコンピュータ機器に関係のない技術的手段を保護するために、UPS が使用され、標準の電源ケーブルで保護対象デバイスの電源に接続されます。 LAN に接続された 1 台のコンピュータまたはワークステーションを保護するために UPS が使用されているが、他のユーザーがこの UPS の状態に関する情報を必要としない場合、UPS-PC 情報接続は実装されません。 それ以外の場合は、追加の接続が行われ (通常は RS232 シリアル プロトコル経由でデータ ケーブルを使用します。図 0-13 を参照)、問題のワークステーションにローカル ソフトウェア (SNMP サポートなし) がインストールされます。
グループ内の複数のコンピュータを 1 台の UPS に接続する場合、および論理「クライアント - サーバー」接続を備えた階層ネットワークの場合、UPS の状態に関する情報は主にサーバー (ファイル、データベース、アプリケーション) に送信される必要があります。これらのサーバーに論理的に依存しているワークステーションに送信します。 このような場合、ハードウェア（WEB/SNMPアダプタ）とソフトウェアを組み合わせて使用する方法と、純粋にソフトウェアのみで情報通信を行う方法があります。
WEB/SNMP アダプターの使用は、サーバー複合体からかなりの距離にある強力な UPS に最も適しています。 また、強力（数十kVA）の無停電電源装置の設置は、通常、LAN保守関係者も含め立ち入りが制限された別室で行われます。 したがって、UPS と LAN の間のインターフェイスとして機能する補助デバイスを使用する必要があります。 このようなデバイスとして、WEB/SNMP アダプターが使用されます。
このアダプタには、シリアル通信チャネル (通常は RS232) 経由で特定の文字シーケンスの形式で受信した UPS からの情報メッセージを SNMP 標準のメッセージ形式に変換するプログラマブル マイクロコントローラが含まれています。 これらのメッセージは、サーバーおよびワークステーションにインストールされたソフトウェアによって処理されます。 WEB/SNMP アダプターを使用した SGE の一部の機能図を図に示します。 13.
内部ソフトウェアを備えた WEB/SNMP アダプタは「エージェント」と呼ばれ、ワークステーションおよびサーバー上のソフトウェアは「クライアント」と呼ばれます。
米。 13. WEB/SNMP アダプターを使用した UPS-LAN 情報接続。
UPS をインターフェイス ケーブル (RS232 シリアル通信プロトコル標準を使用) で NetWare または UNIX ファイル サーバーに直接接続する場合、SNMP エージェントの機能はインストールされた特別なソフトウェアによって実行されるため、WEB/SNMP アダプターのインストールは必要ありません。サーバー上にあります (図 0-15)。 このソフトウェア (連携して動作する複数のソフトウェア モジュールで構成されます) は、UPS からのメッセージを SNMP 形式に変換すると同時に、ファイル システムを閉じる、ユーザーに通知するなどの必要な操作を実行します。
ほとんどの場合、このような接続は、サーバー複合体や最も重要なワークステーション (LAN 管理者制御コンソールなど) への無停電電源装置を構成するときに、最大 15 ～ 20 kVA の電力を持つ UPS を設置するために使用されます。 この種の SGE の断片を図に示します。 14.
米。 14. WEB/SNMPアダプターを使用しないUPS-LAN情報接続。
SGE ソフトウェアおよび情報インターフェイス
SGE の機能の完全性は、SGE を監視および制御するためのさまざまなハードウェアおよびソフトウェア ツールを組み込むことによって保証されます。これらのツールは、次の主な機能を実装します。
- すべての UPS (メインおよび追加) と NetWare ファイル サーバー、Windows NT サーバー、UNIX コンピュータ システムおよび同様の機器間の情報通信の組織化。
- サーバーに電力を供給する UPS の状態に関する情報を受信、表示、処理するために、サーバーにインストールされた標準ソフトウェア (対応するオペレーティング システムに含まれる) および特殊ソフトウェアを使用します。
- バッテリーの寿命が切れたときにサーバー ファイル システムを自動的に閉じるプロセスの構成。
- 電気ネットワークの新たな障害、今後のサーバーの閉鎖、および無停電電源装置システムのシャットダウンについてユーザーに通知します。
- UPS の監視および診断操作を実行するための、専用ワークステーション (ローカル ネットワーク管理者ワークステーション (Windows 用 Novell ManageWise、UNIX 用 HP OpenView、SUN NetManager など) など) にインストールされた特別なソフトウェアとの対話の構成。
- (追加の機器を使用する場合) UPS の特別な入力に接続されたセンサーからの情報を確実に受信し、勤務員の操作情報を視覚化するシステムにその情報を表示します。
上記の機能はすべて、UPS をローカル エリア ネットワークに統合するための特別なソフトウェアとハードウェアをインストールすることによって実装されます。 これらには、Novell NetWare、UNIX、Windows 用の Lansafe ソフトウェア、および WEB/SNMP アダプタが含まれます。
WEB/SNMPアダプター。 概要。
グループ内の複数のコンピュータを 1 台の UPS に接続する場合、および論理「クライアント/サーバー」接続を使用する階層ネットワークの場合、UPS の状態に関する情報は主にサーバー (ファイル、データベース、アプリケーション) に提供される必要があります。ワークステーションに接続され、論理的にこれらのサーバーに依存します。 UPS を搭載したサーバーに接続しているすべてのユーザーに通知する機能は、このサーバーにインストールされたソフトウェアによって実装されます。
このような場合、ハードウェア（WEB/SNMPアダプタ）とソフトウェアを組み合わせて使用する方法と、純粋にソフトウェアのみで情報通信を行う方法があります。
WEB/SNMP アダプタの使用は、作業施設 (サーバー複合施設の施設を含む) からかなりの距離にある強力な UPS に最も適しています。 さらに、UPS は、LAN 分配キャビネットに設置されたアクティブなネットワーク機器の複合体など、コンピュータを含まない機器を保護するために使用されます。
したがって、UPS と LAN の間のインターフェイスとして機能する補助デバイスを使用する必要があります。 このようなデバイスとして、WEB/SNMP アダプターが使用されます。
このアダプタには、シリアル通信チャネル (通常は RS232) 経由で特定の文字シーケンスの形式で受信した UPS からの情報メッセージを、WEB/SNMP 標準のメッセージ形式に変換するプログラマブル マイクロコントローラが含まれています。 これらのメッセージは、サーバーおよびワークステーションにインストールされたソフトウェアによって処理されます。 WEB/SNMP アダプターを使用した SGE の一部の機能図を図に示します。 14.
WEB/SNMP アダプタとその内部ソフトウェア フォーム 成分情報システムは「エージェント」と呼ばれ、ワークステーションおよびサーバー上のソフトウェアは「クライアント」と呼ばれます。
SNMP エージェントの主なタスクは、UPS のステータスに関する情報メッセージを SNMP 形式の特別なメッセージ (いわゆるトラップ (割り込み)) の形式に変換することと、SNMP によって送信された特別な UPS 制御コマンドを変換することです。クライアントを特定の UPS モデルの制御シーケンスの形式に変換します。 UPS モデルは、SNMP クライアント ソフトウェアによって自動的に認識されます。
UPS は、特別なインターフェイス ケーブルを使用して、WEB/SNMP アダプタの背面パネルにあるコネクタに接続されます。 アダプターを LAN に接続するためのコネクタは、BNC および RJ45 標準で作られており、イーサネット ネットワーク向けに設計されています。 Powerware は、Web/SNMP アダプターも製造しています。 ローカルネットワークトークンリング。
アダプタには、LAN 管理ソフトウェアのインストール時に使用される MIB ファイル (DOS/Windows および UNIX 形式) が含まれたフロッピー ディスクが付属しています。
設備の稼働状況
SGE の主要機器の動作モードは、顧客の情報およびその他のサービスの業務の組織的および技術的特徴、およびサービスによって決定されます。 技術仕様関連機器のメーカーからの推奨事項。
Powerware が製造する無停電電源装置は、24 時間 365 日連続稼働できるように設計されています。 機器を操作するときは、UPS が設置されている部屋の温度体制を維持するための条件に従う必要があります。
Powerware 無停電電源装置は、0°C ～ +40°C の温度範囲で耐候性の部屋で使用できます。 相対湿度空気が 90% 以下 (20°C の場合)。 1 日の平均気温が +35°C を超えてはなりません。 UPS が +40°C の温度で動作する最大時間は 8 時間を超えてはなりません。
許容動作温度と最適温度の概念を区別する必要があります。 最も重要なコンポーネントがバッテリーである UPS の場合、最適な温度値は動作条件の推奨事項によって決まります。 最適な温度鉛蓄電池セルのメーカーが充放電サイクルの最大数と電気的特性を保証する温度は+15 .. +25 °Cです。 温度が上昇すると、主にバッテリーの寿命が短くなります。 経験的な関係は次のように表されます。温度が 10°C 上昇するごとに、耐用年数は半減します。
したがって、そのうちの 1 つが、 必要な条件 UPS を長期にわたってトラブルなく動作させるには、気温を 20°C に維持する必要があります。
ウィルソンのディーゼル発電機セットは、外部大気の影響から保護された条件で長期間動作できるように設計されています。 周囲温度が +5°C 以上である場合、人員の参加なしで (つまり、ディーゼル発電機セットの技術的準備のための追加操作を実行する必要がなく) ディーゼル発電機セットの自動始動が保証されます。
サービス規定。 保証義務。
メンテナンス。 一般規定。
メンテナンスには、請負業者の担当者による必要な規制および管理の実行が含まれます。 予防作業装置の試運転日から 1 年以内。
保証の範囲を超えて作業を行う場合、お客様は、交換部品およびアセンブリの費用、およびこれらの作業の実行に関連する費用を請負業者に払い戻します。 顧客は、契約者の技術担当者への不当な電話（虚偽電話）に関連する費用を契約者に補償します。
お客様が以前に購入したスペアパーツおよび付属品から保証修理中に使用された部品およびアセンブリは、請負業者の費用負担で補充されます。
保証
SGE の主要機器の保証期間は、機器の試運転日から 12 か月ですが、お客様への機器の引き渡し日から 15 か月を超えないものとします。これは関連文書によって確認されます。
ディーゼル発電機セットの保証期間は、機器の試運転日から 12 か月ですが、耐用年数メーターによると動作時間は 500 時間を超えません。
その間 保証期間機器サプライヤーは、お客様が動作条件を遵守することを条件として、製造上の欠陥があり故障した欠陥コンポーネントを交換します。
結論
銀行タイプの機関向けの無停電電源システムの提案では、提案された技術ソリューションの概要とその理論的根拠が示されています。 検討された原則に従った SGE の実装は、顧客の要件と、生命維持およびエネルギー供給システムの分野における最新の世界的要件を満たします。
提供される機器はこれらの業界で最も厳しい基準を満たしており、信頼性の高い SGE を構築できます。
略語:
- SGE - エネルギー供給保証システム
- PKE - 電力品質インジケーター
- ASU - 入力開閉装置
- 主分電盤～主分電盤
- РШ - 分電盤
- RSH LAN - ローカル エリア ネットワーク配電盤
- OS - オペレーティングシステム
- ソフトウェア - ソフトウェア
- UPS - 無停電電源装置
- DGS - ディーゼル発電機セット
- BU KN - 制御および負荷スイッチングユニット
この記事は、セキュリティ システムへの高品質の電源供給を確保するという問題に対処する必要がある実務者を対象としています。
この記事で使用される用語と略語:
- バッテリー— ゲル電解質を備えた密閉型酸電池。
- 発生器- 交流単相電圧 220 V または三相 380 V を生成するディーゼルまたはガソリン発電所。
- インバータ- バッテリーからの直流を単相交流電圧 220V または三相 380V に変換することに基づいて、無停電電源を提供するための装置。 暗示されているのは、
- インバータ含まれています バッテリー所定の電力で必要な動作時間を確保するために必要です。
- UPS— この略語は、低電力の「コンピュータ無停電電源装置」を意味します。
- UPS— 無停電電源装置 (または IVEPR— 二次電源は冗長です)。
このようなデバイスは、独自の電源を内蔵していない機器に電力を供給するように設計されています。 一部 UPS含まれています バッテリー. - IRP— バックアップ電源。 独自の主電源と追加の冗長性のための入力を備えた機器に電力を供給するように設計されています。
ケータリング戦略の選択
まず第一に、消費者は、電源の重要性と必要なバックアップ時間に応じてグループに分類される必要があります。
- - 比較的低コスト - 平均して ガソリン発電機 kW あたり 400 ～ 500 ドルの費用がかかり、ディーゼルは約 1.5 ～ 2 倍高価です。
- — 高品質の出力電圧。
- — 長時間稼働の可能性。
欠点:
- — 特別な前提が必要です。
- — メンテナンスの必要性。
- — 無停電電源供給ができない — 発電機の起動に時間がかかる。
ディーゼル発電機は運用コストが安いため、大出力施設（5 kW 以上）の長期バックアップ電力を編成する目的にのみ使用するのが合理的です。 出力が低い場合や短期間の使用の場合は、ガソリン発電機の方が経済的です。
買う 発電機専門会社からのみ輸入することは意味があります。 日本（ヤマハなど）、フランス（SDMO）、イタリアで生産された多くの優れたブランドがロシアに輸入されています。
インバータ- これは通常、低電圧 DC から高電圧 AC へのコンバータと呼ばれるものです。 言い換えれば、エネルギー バッテリーインバータは、そのままの形で使用されることはほとんどありませんが、通常はと呼ばれる無停電電源装置システムの不可欠な部分です。 UPS。 UPSオンラインとオフラインの 2 つのタイプがあります。 UPSオフラインの方が安価で簡単です。主電源電圧が低下した場合にのみインバータがオンになります。 オンライン回路はダブルコンバージョン回路です。 まず、主電源電圧が降圧および整流され、その後、主電源電圧が故障すると、インバータを使用して直流電流が交流 220 V に変換されます。 バッテリー. 同様のスキーム入力電圧の品質に依存しないため、最高品質の電力を提供します。 オンライン インバータは、電圧安定化装置とフィルタの両方の役割を果たします。 これは 220 V の消費者に電力を供給するための理想的なソリューションですが、従来のオフライン デバイスよりもコストが大幅に高くなります。
もう一つの重要なパラメータは、 インバータそして UPSは 出力波形:
- - 純粋な正弦波 - 最も複雑で高価なデバイス。
- - 近似正弦 - 中間オプション。異なる程度の近似が存在する可能性があります。
- - 修正正弦波、蛇行波、準正弦波 - 最も一般的で、 安価なオプションインバータ
一部の種類の負荷は電源電圧の形状に非常に敏感であることに注意してください。 修正正弦波は、変圧器電源や敏感な機器を備えた消費者に電力を供給するために使用することはできません。
出力電力
- インバータの場合、通常はボルトアンペア (VA、VA) で示されます。 交流の実効電力消費を示すワット（W、W）とは異なり、ボルトアンペアは負荷の電流と電圧の振幅値を特徴付けます。 このようなユニットの存在は、交流回路で位相シフトが発生する可能性があるという事実によるものです。
単純な抵抗負荷の場合、VA = 1.41 x W
電力がワットで示されている負荷を、電力が VA で示されている電源に接続する場合は、細心の注意を払ってください。 そのような必要が生じた場合は、ワット単位の負荷値に 1.41 を掛けて計算します。
良いものを購入する インバータ- 大問題。 電気通信およびコンピュータ機器用に設計された非常に高価なモデルがあります。
「中間層」は市場から事実上存在しません。 原則として、サービスに関する問題、および インバータ- 非常に高価で複雑なデバイス。
優れた国産機器はあるが、その製造元である防衛工場はマーケティングが不十分で苦しんでいる。 コンピューターを購入する UPS小さな力は梨の殻をむくのと同じくらい簡単です。
低電圧 UPS および IRP
市場に存在するほとんどすべての IRP は互いに類似しており、搭載されているバッテリーの容量のみが異なります。
したがって、UPS に焦点を当てます。 UPSは回路設計に基づいてトランスとパルスに分けることができます。
また、変圧器 UPS にはリニアまたは PWM スタビライザを装備することができます。
セキュリティ システム用のスイッチング UPS は信頼性が低く、あまり使用されません。 上級干渉
リニアスタビライザーを備えたトランスソースは、低電流に最適です。
高電流では、PWM スタビライザーの使用が増えていますが、信頼性と保守性の点では線形回路は依然として比類のないものです。
最も重要なパラメータの 1 つは主電源電圧です。 ロシアでは、電気ネットワークの規格により、187 ～ 242V (220V -15% +10%) の電圧範囲が許可されています。
外国の要件はより厳しいため、輸入された UPS を当社のネットワークで使用することは推奨されません。 さらに、一部の国内 UPS は 220V ± 10% の範囲で指定されたパラメータで製造されています。
実際のネットワークでこのような UPS を使用すると、バッテリの慢性的な充電不足や安定化の失敗が発生し、セキュリティ システムにとってはまったく許容できません。 なぜなら 多くの地域では、ネットワークの電圧が低いのが通常の状態であり、約 150 ～ 250 V の拡張電源範囲を備えた UPS が市場に登場しています。
UPS には明確な基準がないため、定義や用語が恣意的になり、消費者を混乱させることがよくあります。
UPS の負荷容量を特徴づける主なパラメータは定格出力電流であることを覚えておく必要があります。これは、状況に関係なく、時間を問わず常にネットワークから電力供給されたときに負荷に供給できる電流です。また、リップルのレベルを維持しながら、187 ～ 242 V 以下の範囲のネットワーク内の任意の許容電圧で、バッテリのいかなる状態でも、許容動作温度範囲内で動作します。 システムを構築する際に信頼できる電流はこれだけです。
多くの場合、UPS メーカーは、バッテリが接続されていない状態で負荷に供給される電流 (最大電流と呼ばれることもあります) を主要パラメータとして示します。
ただし、この電流の一部はバッテリの充電に使用されるため、負荷に供給されることが保証されるのは定格電流のみであることを覚えておく必要があります。
すべてのプロフェッショナル向け UPS には、バッテリーの過放電に対する保護機能が備わっています。 多くの場合、UPS では追加の電源を接続して、予備モードでの動作時間を延長できます。
多くの UPS では、スタンバイ モード (ネットワークがない場合) または短時間の出力電流が増加するため、警報システム、警報システム、消火システムへの電力供給を大幅に最適化できます。
UPS または IRP は、国内で製造され、UPS の製造を専門とするメーカーのみを選択する必要があります。
すでに「電源を作らないのは怠け者だけ」というのが定説になっています。 しかし実際には、信頼性と実績のある供給源を生産し、幅広い製品、技術サポート、流通ネットワークを提供している企業はロシアに 4 ～ 5 社しかありません。
使用の必要性を決定するもの
情報技術が急速に発展する時代において、既存の電力供給ネットワークへの負荷は大幅に増加しています。 電気通信およびコンピュータ化されたシステムの中断のない動作を保証することは非常に困難になってきており、電力網における電圧低下や事故のケースがより頻繁になっています。 信頼性の高い電源ネットワークを構築すると、停電によるダウンタイムや重要なデータの損失がなくなり、企業の技術インフラストラクチャの寿命が延び、最終的にはコストが削減されます。
保証された無停電電源システムのおかげで、商用、産業、政府機関への信頼性の高い電力供給が可能になります。 施設に保証付きまたは無停電電源システムを装備することに決めた場合は、保証付きまたは無停電電源供給を受ける消費者の数とカテゴリ、および自律電源が提供される期間の長さを決定する必要があります。
PUE (電気設備規則) からの抜粋では、保証型無停電電源システムに関連する基本概念の定義が提供されています。
電力消費者は、単一の技術プロセスによって統合され、特定の領域に位置する単一の受電器 (ER) または ER のグループです。
電気受信機の種類:
- カテゴリ 1 の ES は、電源の中断が以下に関連付けられているオブジェクトです。
人々の命に対する脅威。
- 脅威 国家安全保障;
- 重大な物的損傷。
- 重要な技術プロセスの中断。
- 公共事業において特に重要な施設の運営の中断。
- 通信および電気通信システムの混乱。
カテゴリ 1 の ES には、2 つの独立した相互に冗長な電源を使用した電源が提供される必要があります。電源の短期間の中断は、バックアップ電源への自動移行の場合にのみ許可されます。
- 特別なグループの EP1 カテゴリは、次のことを防ぐ可能性によって中断されない操作が必要なオブジェクトです。
人命に対する脅威。
- 爆発や火災の脅威。
特別なグループには、追加の 3 番目の独立した相互冗長電源を提供する必要があります。
- EP カテゴリ 2 は、電源の中断により次のような問題が発生するオブジェクトです。
生産における大規模な障害。
- ダウンタイム（作業員、設備、産業用車両）。
- 都市部と農村部の人々の仕事の混乱。
通常モードのカテゴリー2のESは、相互に冗長化された2つの独立した電源から電源を供給する必要があります。
- カテゴリ 3 の ES は、バックアップ電源を必要としないその他すべてのオブジェクトです。 電源は単一電源から供給されます。 修理作業電気ネットワークは 1 日を超えない。
保証された電源システム
施設でディーゼル発電機セット (DGS) のみをバックアップ電源として使用する場合、施設には保証された電力供給方式を使用して電力が供給されます。
保証された電源は、主電源ネットワークの電圧供給がカテゴリ 1 (第 1.2.17 章 PUE による) の消費者に中断された場合に電力を供給しますが、電流のパラメータは GOST 13109-87 に準拠する必要があります。
保証された電源システム:
- 接続された消費者に保証された電力供給を提供します。
- 基本供給ネットワークの値がGOST 13109-87の要件から逸脱した瞬間から9秒後、および電力供給が完全に停止したときに、ディーゼル発電機を自動的に（3回以内の試行で）開始します。
- 外部ネットワーク負荷をディーゼル発電機との間で自動的に転送します。
- ディーゼル発電機で緊急事態が発生したときに制御所に信号を送ります。
施設の保証された電源システムは、次の要件を満たしている必要があります。
- ディーゼル発電機セットの MTBF は少なくとも 40,000 時間でなければなりません。
- ディーゼル発電機セットの容量負荷は 50% 以上である必要があります。ディーゼル発電機セットの負荷が低い場合は、短期間の運転のみが推奨されます。負荷が 30% の場合、サプライヤーは機器の保証を拒否することになります。 。
- ホットスタンバイでスタンバイモードを終了するときの緊急起動および負荷受け入れは 9 秒を超えることはできません。
- 電力供給システムの稼働中に、ディーゼル発電機セットの定期的なメンテナンスと修理を行うための条件を作成する必要があります。
- ディーゼル発電機セットの動作を遠隔監視する必要があります。
- ディーゼル発電機の並列運転を完全に排除し、 外部システム電源
無停電電源装置
施設で無停電電源装置 (UPS) をバックアップ電源として使用する場合、施設には無停電電源回路を使用して電力が供給されます。 主な電力網による電力供給が中断されたときに UPS からの電力を使用する消費者は、無停電電源装置の消費者と呼ばれます。
無停電電源システムは、GOST 13109-87 (PUE の第 1.2.17 章による) に準拠して、供給電圧の正弦波を破壊することなく、特別グループの第 1 カテゴリーの消費者に電力を供給します。
無停電電源装置システムは以下を提供します。
- UPS経由で接続されている電力消費者の正弦波を壊すことなく、無停電電源を供給します。
- 出力電圧を完全に調整可能。
- 純粋な正弦波出力電圧。
- 高いシステム効率。
- パワーリザーブ係数が 1.3 未満のディーゼル発電機セットと互換性があります。
- シャットダウン、サージ、サージ、電力サージに対する最大限の保護。
- 複数のUPSを並列接続する機能。
- 20 分間の電気負荷の自律サポート。
- 外部電源ネットワークからの電源への外部および内蔵バイパスを介した中断のない負荷スイッチング。
- 回路のガルバニック絶縁の利用可能性 (入力および出力で)。
施設に無停電電源システムを構築する場合は、次のような特定の要件を考慮する必要があります。
- UPS 要素のいずれかが 1 つ故障しただけでも、システムのパフォーマンスが完全に中断されることはありません。
- SBP の耐用年数は少なくとも 10 年でなければなりません。
- 受電ネットワークおよび変電所の変電所の中性線ケーブルに過負荷がかからないようにしてください。
- UPS の規定のメンテナンスと修理は、建物の電源を中断せずに実行する必要があります。
- UPS パラメータの監視はリモートで行う必要があります。
- 外部電圧がない状態で自律型バッテリーの耐用年数が切れた後は、技術プロセスを正しく完了する必要があります。
オンサイトの無停電電源供給スキームと保証された電源スキームを共有する
施設を装備する場合 ディーゼル発電機セット施設の電力供給は、無停電電源装置と無停電電源装置を備えた保証された電源を使用する信頼性の高い回路を使用して実行されます。
主供給電圧が失われると、ディーゼル発電機セットを起動するための信号が自動的に送信されます。 ディーゼル発電機セットは、消費者に電圧が供給されていない場合、5 ～ 10 秒以内に起動します。 ディーゼル発電機セットが定格周波数および電圧モードに達すると、消費者への電力供給が回復します。
ディーゼル発電機セットが始動すると、UPS はバッテリーに切り替わります。 ディーゼル発電機の始動中の消費者への電力供給は、UPS バッテリーから供給されます。 したがって、供給電圧の正弦波の途切れは解消されます。
外部電力網の電圧が回復すると、消費者はディーゼル発電機セットから切り離され、外部電源に接続されます。 保証された電源の消費者は、短期間、電圧が供給されないままになります。 ディーゼル発電機が停止し、スタンバイモードになります。
設定されたディーゼル発電機から一定時間電力を供給できるかどうかは、負荷に応じた燃料消費量とタンク内の燃料の量によって決まります。 運転中にディーゼル発電機に燃料を補給することができます。 燃料タンク内の燃料がなくなると、ディーゼル発電機の自動制御装置がディーゼル発電機を停止します。
施設で無停電かつ保証された電力供給のスキームを作成する場合は、次の要件を考慮する必要があります。
- 電気ネットワーク内の既存の問題すべてから負荷が保護されるため、オンライン クラス UPS を使用します。
- UPS の電力は負荷に一致する必要があります。
- UPS には充電式バッテリーが含まれている必要があります。 バッテリーのバックアップ時間は少なくとも 5 ～ 10 分である必要があります。
- UPS から生じる非線形電流歪みを軽減するには、UPS を IGBT アクティブ整流器または 12 パルス整流器とともに使用する必要があります。
- バッテリから主電源にスムーズに切り替わる UPS を選択することをお勧めします。
- ディーゼル発電機セットと UPS の電力比は 1.3 である必要があります。
- ディーゼル発電機セットには、駆動モーターの電子速度コントローラーと自動出力電圧レギュレーターが装備されている必要があります。
国内の送電網の全国的な特徴は、 予想外の緊張感の消失。 その結果、労働の成果は蒸発し、人は起こった苦い思いから諦め、すべての仕事を再びやり直さなければなりません。
この状況は家庭でも不快なものですが、企業でこれが起こった場合、失われたデータが年次会計報告書、既存および潜在顧客に関する情報、1 年以上にわたって蓄積されたデータベースである場合はどうなるでしょうか。 コンピュータ ネットワークのダウンタイム、データの損失、さまざまなデバイスの障害による損害は非常に大きくなる可能性があります。
経済的および評判の両方の観点からそれを最小限に抑えるには、情報システム (IS) の設計プロセスで機器の提供を提供する必要があります。 保証された電源(GE)。 GE システムは、エンタープライズ IS のサブシステムです。
これは、入力分配装置 (IDU)、無停電電源装置 (UPS)、有線ネットワーク、スイッチング装置の主な要素で構成されます。
分散型、集中型、組み合わせ型など、さまざまなシステム構築スキームが使用されています。
システム設計は、企業のニーズを特定することから始める必要があります。 (情報システムと管理者を参照)。 決定する必要がある主なパラメータは、IC のバッテリ寿命と使用される機器の推定電力です。 推定電力を明確に計算できる場合、バッテリー寿命は割り当てられたタスクによって異なります。 ある企業にとって、これはデータの保存と通常のシャットダウンを意味します。15 分で十分です。 その他の場合は、通常の電力供給が回復するまで (数日間)、IS の基本機能をサポートします。
従業員数も設備も少ない小規模企業の場合、最も受け入れられる解決策は次のとおりです。 分散トポロジ。 つまり、保護対象機器の各ユニットにローカル UPS がインストールされます。 このアプローチの良い点は、1 つの電源に障害が発生しても、他の電源はすべて動作し続け、システムは簡単に拡張できることです (新しい機器には追加の UPS を購入する必要があります)。 このようなシステムの重要な利点は、その低コストです。追加の有線ネットワークを設置する必要がありません。 このソリューションの欠点には、管理の複雑さ、タイムリーな診断とバッテリー交換、および機器へのユーザーのアクセスが含まれます。
数十人の従業員を抱える会社の場合、受け入れられる解決策は次のとおりです。 集中型トポロジ。 この方式では、中央の強力な UPS を使用し、そこからすべての保護対象機器に電圧が供給されます。 このアプローチの主な欠点は、一般的な電源と保証された電源の有線ネットワークを分離する必要があることです。 まあ、それなら利点しかありません - 高い信頼性、 高級ノイズ耐性、リモート管理、UPS のステータスおよび電力網パラメータに関する自動情報。 サーバー、ネットワーク ルーター、オフィス PBX など、優先度の高い消費者 (VP) のバッテリー寿命が大幅に延長されます。
信頼性を高めるには、次を使用します。 組み合わせた UPS 接続図: UPS は中央の UPS と一緒に設置され、個々のグループを保護します。 この場合、要素の 1 つに障害が発生しても、システム全体は動作し続けます。 このオプションを使用すると、優先度の高い消費者は 2 つの電源から並列電力を供給できる必要があります。 1 つの入力は中央 UPS から電力が供給され、2 番目の入力はグループ UPS から電力が供給されます。 低優先度の消費者 (LP) は、特定のプロジェクトに応じて単一の電源から電力を供給されます。
どのような電源構成でも、UPS を迅速に交換できるようにするだけでなく、システムの UPS の一部またはすべてを使用せずに一時的に動作させることもできるようにする必要があります。 分散型トポロジを備えたローカル UPS は低コストなので、常に交換用の予備を確保できます。 中央またはグループ UPS を供給することは、コストが高いため必ずしも正当化されるわけではありません。 したがって、システムから UPS を除外し、電力を直接供給するためのスイッチング (K1、K2) の可能性を提供することが不可欠です。
別のレベルの電力供給は、異なる変電所および自律発電機 (GEN) からの電力供給に 2 つの外部入力 (B1、B2) を使用することです。 入力と発電機の間の自動切り替えは ASU によって実行されます。 いずれかの入力に障害が発生すると、もう一方の入力に切り替わり、両方の入力に障害が発生した場合は、ジェネレータに切り替わります。
| 複合GEシステムのスキーム |
GE システムを保守するプロセスには次が含まれます。
- 故障したUPSの交換
- 機器を埃から掃除する
- 診断とバッテリーの交換
- GE システムの使用規則をユーザーに伝達し、その遵守状況を監視する
- 停電の場合は責任者に速やかに通知する
- 外部電源のテストシャットダウン
- 発電機のメンテナンス
IS サブシステムの 1 つは、無停電電源装置を基盤とした保証付き電源システムです。 分散型、集中型、および組み合わせたトポロジが可能です。 GE システムの最も重要なパラメータは、IC のバッテリ寿命とその機器によって消費される電力です。 これらのパラメータは、企業のニーズと財務能力に基づいて決定されます。
奇妙なことに、コンピュータ システムの円滑な動作を保証するデバイスの需要は、いわゆる経済が不安定な国だけでなく、西側諸国でも高まっています。 確かに、この成長の理由は多少異なります。 高度先進国において電力供給パラメータの安定性の維持が重要視されるとすれば、たとえば我が国においては電力の存在そのものが重要となる。 関連文書における保証された電源システム (GPS) の正当な選択と正しい構築の問題は、依然としてほとんど未解決のままです。
実践に基づいた推奨事項に進む前に、電源品質、信頼性、保証された電源システム、電源ネットワークとその種類など、LAN の電源に関連する基本概念を 1 つずつ検討します。
電源の信頼性
電気工学における信頼性の概念は、動作中に設定された制限内で、特定のモードおよび使用条件で必要な機能を実行する能力を特徴付けるすべてのパラメータの値を維持する物体の特性、メンテナンスとして解釈できます。 、修理、保管、輸送。 電源の信頼性確保に関する現在の規則によれば、受電装置は 3 つのカテゴリと特別なグループに分類されます。
カテゴリ I の受電装置には、電源の中断が人命への危険、国民経済への重大な損害、高価な機器の損傷、複雑な技術プロセスの中断、または特に重要な施設の機能の中断を引き起こす可能性がある装置が含まれます。 これらの電源は、自動電源復旧中に許容される中断を伴う 2 つの相互冗長電源 (PS) から実行される必要があります。
カテゴリ I には、事故のない生産停止のためにその連続動作が必要な特別なグループの受電器が含まれます。 これらに電力を供給するには、3 番目の独立した相互冗長電源から追加の電力を供給する必要があります。 その役割は、ガソリン (BES)、ディーゼル (DES) 発電所、またはその他のエネルギー生成源によって実行されます。
カテゴリ II および III の受電器には、それほど重要ではない設備が含まれており、それらの考慮は私たちには興味がありません。
その点に注意してください 自動スイッチオン予備 (AVR) は、カテゴリー I および特別なグループの受電装置にさえ 3 ～ 30 秒以内に電力を回復させることができますが、これは電力供給の回復につながるだけで、通常の機能の継続にはつながりません。 したがって、現在のガイドラインによって決定されている信頼性カテゴリは、LAN に必要な品質の電力を供給するという問題を解決するものではありません。 したがって、「電源の信頼性にとって重要なカテゴリ I の受電装置のグループ」と呼ぶ追加のグループを導入することが提案されています。 この場合、クリティカル グループに属するデバイスは最大 20 ミリ秒の停電に耐える必要があるという事実から話を進めます。
これらの電気受信機は、動作モードに応じて、通常の動作モードを持つデバイスと特殊な動作モードを持つデバイスの 2 つのタイプに分類できます。 前者には、勤務シフト中（日中）または対応する技術サイクルを完了するのに必要な時間中の停電に対する保護が提供されなければなりません。 2 つ目は、24 時間 365 日の停電に対する保護です。 後者には、継続的に提供するデバイスが含まれます。 技術的プロセスリアルタイム、中断が許容できない場合、または受信機の故障により回復が困難な情報の損失や多額の経済的損失が発生する場合。
重要なグループの消費者に電力を供給するには、無停電電源装置 (UPS) およびディーゼル発電所または BPS の形式の自律電源の一部として SGE を使用することをお勧めします。 建物には、入力および分電盤（配電盤）を設置する電気室、自動電源装置およびディーゼル発電所用の部屋を設ける必要があります。 同時に、電力、照明、コンピュータネットワークの供給ラインと配電ラインを分離し、LAN 消費者向けに自律的な電力供給ネットワークの形成を義務付ける必要があります。
保証された電源システム
保証された電源システムを、ネットワーク動作のすべてのモード（コンポーネントの通常、緊急または予防保守モード、およびシステムに含まれるブロック）。 SGE は最も重要かつ不可欠な部分であることに注意してください 共通システム建物に電力を供給し、回路全体に必要な信頼性を確保します。 SGE の構造には、通常、自動転送スイッチ、配電盤室の電力切り替え装置、特別な設計に従って作られた配電ネットワーク、UPS、ディーゼル発電所、自律型電気ネットワーク、および避雷および接地が含まれます。デバイス。
電源ネットワークとその種類
現在、重要なグループの受電装置に電力を供給する電源ネットワークを実装する方法はいくつかあります。
汎用ネットワーク(通常の建物の電源供給網) - すべての受電器が 1 つのメイン パネルまたは建物の主接地ループに接続された中性線 (保護) 導線から電力を供給される単相または三相の配電網。 私たちの意見では、ここで説明したネットワーク構成は LAN 設計としては受け入れられません。ただし、既存のネットワーク構成と矛盾するわけではないためです。 規制文書、そのようなネットワークは、ほとんどの設計機関のソリューションに引き続き登場しています。
専用LANネットワーク(配電ネットワークを追加設置せずに実行) - LAN 受電器が三相メインパネルまたはラインの 1 つの専用相に接続され、他のすべての受電器が他の 2 つの相に接続されている場合の図。 LAN 受電装置を保護するために、UPS は通常、メイン パネルと絶縁相の間に配置されます。 ネットワークを構成するこの方法は、UPS の接続機能を確保するために LAN 電源を分割するための最初のステップにすぎず、それ以上ではありません。 ここで説明した大規模な LAN 用の分散ネットワークの構成は推奨されません。
分割LANネットワーク（再構築時に追加設置されるネットワーク） - LAN受電装置が他の汎用ネットワークから分離された単相または三相ラジアルバックボーンネットワークを介して電力を受け取る構築方法。 分割されたネットワークの入力フィーダは、建物の主分配 (入力) デバイスに直接接続されます。 LAN 受電装置を保護するために、UPS は通常、分離されたネットワークのノードの配電パネルに設置されます。 LAN 受電器用の電源ネットワークを組織するこの方法は非常に正当化され、そのコストは実質的に自律ネットワークのコストに相当します。
自律型LAN給電ネットワーク(再建または新築中に追加設置) - LAN 受電器が汎用ネットワークから電気的に分離されたラジアル バックボーン 5 線ネットワーク経由で電力を受け取る設置方式。 これは通常、スター型二次巻線を備えた出力絶縁変圧器を備えた UPS に基づいて実行され、その中性点は抵抗 R = の特別なプロセス接地ループに接続されています。< 0,5 Ом.
上記の 4 種類のネットワークのうち、中性線の迷走電流、パルス電流、その他の電流を排除することで、受電装置に必要な品質の電気エネルギーを供給できるのは、自律 LAN 電源ネットワークだけです。
SGE回路ソリューション
現在、分散型と集中型混合という 2 つの主要な SGE スキームが実際に実装されています。 すべての新設または再構築された施設にとって、最も適切なソリューションは、集中型混合 LAN 保護スキームです。 電力供給システムの再構築が実施されない場合、または集中型混合保護方式の実装が技術的に著しく困難な場合、一時的な解決策として分散型 LAN 保護方式を実装することが認められます。
分散保護スキームの範囲、利点、欠点を考えてみましょう。 建物の 1 フロアまたは複数フロア内の小規模 LAN (20 ～ 40 ワークステーション) に推奨できます。 この場合、オンライン アーキテクチャ UPS は、標準的なバッテリ セット (100% 負荷での電源供給を 20 ～ 30 分間維持するため) と、都市の電源が停電したときに自動起動する一般的な自律バックアップ電源とともに使用されます。自動転送スイッチ装置。 推奨されるスキーム — 分断されたネットワーク。
分散型保護スキームには次のような利点があります。
- インストールと拡張が簡単。
- ABP購入のための資金の合理的な計画。
- ABPを分配する際の操縦能力。
- 職員に対する特別な訓練は必要ありません。
- 1 つの職場を保護するには比較的高いコストがかかります。
- 低レベルの保護品質と低いサービス能力。
- UPS を選択する場合は、機器の起動電流に備えて電力を確保する必要があります。
- 集中管理の複雑さ。
- すべての UPS のバッテリ エネルギーの使用に柔軟性が欠けている。
- UPS の可用性による機器の脆弱性。
集中型混合 LAN 保護方式の実装は、少なくとも 2 つのオプションで可能です。 1 つ目では、すべての電子機器の保護は、100% の負荷を 15 ～ 30 分間維持できる標準セットのバッテリーと、自動起動と自動起動機能を備えた自律バックアップ電源を備えたオンライン アーキテクチャの中央強力 UPS を使用して実行されます。 ATS装置。 この場合、通常動作している重要なグループの LAN 電源レシーバーは、近くにあるそれほど強力ではない UPS によってさらに保護されます。 電源の推奨総電力は 15 ～ 80 kV*A ですが、場合によってはそれ以上になります。 実行方法：自律型ネットワーク。
このオプションには次の利点があります。
- すべての LAN 機器は常に安定性の高い電圧源に接続されています。
- 外部ネットワークの過電圧、電磁干渉、電圧パルスは LAN 機器に影響を与えません。
- 必要に応じて実行される 自律運転ディーゼル発電所からの発電。その期間は燃料タンクの容量によってのみ制限されます。
- 提供されています 十分な機会中央バッテリーからのエネルギーの使用について（緊急時に重要度の低い受信機が切断されると、UPS からの最も重要な受信機の動作時間が大幅に増加します）。
2 番目のオプションでは、すべての電子機器の集中保護は、オンライン アーキテクチャの複数の (ライン) UPS の並列接続と、都市からの電力喪失の場合に自動起動する自律バックアップ電源によって実行されます。電力網とATS。 特別な動作モードを備えたクリティカルグループの電気受信機が存在する場合に推奨されます。 さらに、そのようなデバイスは、近くにある非強力な UPS によってさらに保護されます。 推奨される総負荷電力は 80 kVA*A 以上で、実装方法は自律ネットワークです。
2 番目のオプションには次のような利点があります。
- LAN 機器を非常に安定した電圧源に永続的に接続します。
- 外部ネットワークおよび内部汎用ネットワークの過電圧、電磁干渉、電圧パルスによる LAN 機器への影響はありません。
- 自律ネットワーク内の電源供給を中断することなく修復作業を実行することで、システム全体の信頼性を高めます（UPS の 1 つが故障した場合）。
- 並列運転制御システムの採用により、1台または複数台のUPSをオン/オフすることで、稼働中のUPSの総電力を変更できます。
- 中央バッテリーのエネルギーを使用し、緊急時に低クリティカル受信機をオフにすることができます。
- SGE の設計、供給、設置、保守は、それに含まれるすべての要素のパラメーター、相互に合意された動作モード、および可能な限りの統合を考慮して、包括的に実行する必要があります。
- UPS LAN デバイスの自律電源回路には、スター型二次巻線を備えた出力絶縁トランスが必要です。その中性点は、R = でプロセス接地デバイスの特別な回路に接続されます。< 0,5 Ом. При этом необходимо, чтобы распределительные щитки автономной сети имели защиту от поражения 電気ショック IEC 439-1-85 または GOST 22789-94 に準拠。
- SGE の集中混合保護方式には、ディーゼル発電所の修理および保守作業を実行し、その運転をセットアップできるようにするために、バイパス キャビネット (SB) とディーゼル発電機負荷制御キャビネット (LOC DG) が含まれている必要があります。電源を遮断することなく UPS を実行します。
- ATS スイッチング デバイスには、同時起動を防ぐための機械的インターロックが必要です。
- LAN 電源の自律性は、電力電気ネットワークを分離するだけでなく、情報チャネルを通じて発生する可能性のあるグランド ループ間の接続を排除することによっても確保される必要があります。
- 建物の屋外や建物間に敷設されている情報（架空）LAN 回線は保護する必要があります 特別な装置過電圧制限。
実際の経験から、LAN に信頼性の高い高品質の電源を完全に提供できるのは自律型ネットワークだけであることがわかります。
