Под корпоративными системами бесперебойного электроснабжения подразумеваются крупные централизованные системы на основе мощных источников бесперебойного питания. Обычно они создаются в масштабах здания или занимают большую его часть и предназначены для электроснабжения десятков, а иногда и сотен рабочих станций.

Применение централизованных схем систем бесперебойного электроснабжения (СБЭ) предполагает, что пользователи заняты в едином бизнес-процессе и возможные издержки и риски из-за нарушений электроснабжения примерно одинаковы для всей массы сотрудников. В противном случае для отдельных рабочих станций, на которых выполняются приложения, имеющие особо критичный характер, должно быть предусмотрено резервирование второго уровня с использованием ИБП малой мощности.

РАЗНОВИДНОСТИ КОРПОРАТИВНЫХ СБЭ

Надежность функционирования централизованной СБЭ, ее ремонтопригодность и простота сервисного обслуживания зависят от выбора решения - c применением одиночного ИБП или с установкой нескольких взаиморезервирующих ИБП. В первом случае СБЭ выполняется без резервирования, и при поломке или выводе ИБП на обслуживание потребители остаются без защиты электроснабжения. Во втором - можно выделить схемы c последовательным резервированием, параллельным резервированием и с использованием модульных ИБП класса «энергетический массив». Естественно, что такие решения более дороги, однако гарантированно защитить информацию, да и сам бизнес-процесс возможно лишь при помощи одной из схем резервирования СБЭ. Сам принцип создания резервированной СБЭ сомнениям не подвергается.

В отдельную группу можно выделить весьма дорогие специальные решения и классифицировать их как отказоустойчивые СБЭ. В основе таких решений лежит принцип обеспечения двустороннего питания потребителей от двух независимых групп ИБП, применение статических тиристорных переключателей (STS) и подключение питающей сети к двум независимым вводам (минимум) с использованием устройств автоматического включения резерва (АВР) и аварийных (резервных) дизель-генераторов. Подобные схемы относятся к эксклюзивным решениям и предназначены для крупных компаний, правительственных учреждений и т. д.

К отказоустойчивым СБЭ принадлежат, по мнению автора, и системы с применением модульных ИБП класса «энергетический массив», принципиальная отличительная черта которых состоит в том, что их схемотехника разрабатывалась с целью получения именно отказоустойчивого устройства. То же самое можно сказать и о системе в целом, а если ее питающая часть выполнена в соответствии с принципами I группы надежности электроснабжения по классификации «Правил устройства электроустановок», то в результате создается практически идеальное решение.

Как следует из технической практики, типичная современная корпоративная СБЭ - это централизованная система на основе группы параллельно включенных ИБП или модульных ИБП. Если такая схема выполнена в соответствии с принципом избыточности N+1, то при поломке одного ИБП (модуля ИБП) мощности оставшихся в работе ИБП (модулей) должно быть достаточно для обеспечения работы потребителей без возникновения перегрузки.

ИБП - наиболее значимая составляющая корпоративной СБЭ. Вместе с тем, функционирование последней немыслимо без кабельной сети, распределительных щитов, заземляющего устройства, систем мониторинга и управления, а также без вспомогательного оборудования - в первую очередь систем кондиционирования электромашинных помещений. Рамки журнальной статьи не позволяют дать подробное описание всех компонентов СБЭ. В качестве литературы по этой теме автор рекомендует свою книгу «Электроснабжение компьютерных и телекоммуникационных систем» (Москва, «Эко-Трендз», 2003).

ДОСТОИНСТВА МОДУЛЬНЫХ ИБП

Организация резерва позволяет оптимизировать выбор мощности (и, соответственно, стоимости) единичного модуля, при этом затрачиваемые на резерв средства составляют - в зависимости от количества модулей - от 30% до нескольких процентов по сравнению с суммарной мощностью всей установки. Здесь применимо правило из «большой» энергетики - чем больше мощность установки, тем меньше удельная стоимость. Наиболее разительно это преимущество проявляется при сравнении варианта с полным резервированием моноблочных ИБП, включенных по последовательной или параллельной схеме, и варианта на основе энергетического массива с резервированием 25% мощности: соотношение цен в этом случае примерно 200 : 125.

Преимущество решения на базе модульных ИБП состоит в возможности замены модуля в «горячем» режиме (hot-swap), что позволяет производить ремонт и обслуживание устройства без отключения нагрузки. Важным показателем, характеризующим это свойство модульных ИБП, является эксплуатационная готовность, которая для модульных отказоустойчивых ИБП класса «энергетический массив» составляет не менее 0,99999, что соизмеримо со степенью эксплуатационной готовности защищаемого оборудования и в пересчете на время простоя по любой причине не превышает 5 мин в год.

Такие традиционные схемы СБЭ, как распределенная система с резервированием на втором уровне, также остаются актуальными. Обычно в рамках этой схемы локальный (индивидуальный) ИБП устанавливается для каждого сервера или стойки с оборудованием, подключенного к централизованной СБЭ здания, а режим «горячей» замены реализуется за счет схемотехнических и конструктивных решений локальных ИБП, включения через STS, применения инфокоммуникационного оборудования с двумя и более блоками питания. Тем не менее использование модульных ИБП и для распределенной системы будет более предпочтительным. В этом случае речь может идти о резервировании питания оборудования в масштабах монтажного шкафа, куда устанавливается модульный ИБП.

СОСТАВ КОРПОРАТИВНОЙ СИСТЕМЫ

Корпоративная система бесперебойного электроснабжения в общем случае состоит из СБЭ здания головного офиса, СБЭ центра обработки данных головного офиса и СБЭ отделений (филиалов).

СБЭ здания головного офиса является централизованной системой на основе параллельно включенных ИБП или ИБП класса «энергетический массив».

СБЭ центра обработки данных головного офиса предпочтительно строить на основе комплексных решений в виде инженерной инфраструктуры ЦОД.

СБЭ отделений (филиалов) реализуется в соответствии с требованиями корпоративного стандарта и с привязкой типового проекта к конкретному объекту.

СБЭ В ГОЛОВНОМ ОФИСЕ

Корпоративные СБЭ головного офиса, как правило, создаются в крупных зданиях с множеством инфокоммуникационных и инженерных систем. В ряде случаев их относят к разряду так называемых интеллектуальных зданий (ИЗ). Одно из определений ИЗ - здание, которое обеспечивает продуктивную и экономически эффективную среду путем оптимизации четырех элементов: структуры, систем, обслуживания, управления - и их взаимосвязей.

Из взаимосвязи элементов ИЗ вытекает весьма важное требование к условиям создания корпоративных СБЭ - проектирование СБЭ в составе комплексного проекта оснащения ИЗ инженерной инфраструктурой, технологическими (инфокоммуникационными) системами и системами безопасности. Важнейшей частью инженерной инфраструктуры является система электроснабжения, включающая систему электроснабжения общего назначения, систему гарантированного электроснабжения и систему бесперебойного электроснабжения.

В любом случае - строится ли новое здание класса ИЗ, дом, если можно так выразиться, c «традиционной начинкой», реконструируется или создается СБЭ в существующем здании - СБЭ следует проектировать и строить в привязке к системам общего и гарантированного электроснабжения с учетом мощностей, электромагнитной совместимости, размещения оборудования и т. д.

СБЭ В ЦЕНТРАХ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

Одной из разновидностей корпоративных систем бесперебойного электроснабжения являются СБЭ вычислительных центров, центров обработки данных (ЦОД), телекоммуникационных центров и прочих зон так называемого интенсивного оснащения, где производятся централизованная обработка, сбор, хранение и передача информации.

В настоящее время для таких объектов, как ЦОД, предлагаются комплексные решения, которые в совокупности составляют инженерную инфраструктуру. Они включают в себя монтажные телекоммуникационные шкафы форм-фактора 19" и 21" со всеми необходимыми аксессуарами, панели распределения и переключения питания, кабельные конструкции для информационных и силовых кабелей, системы охлаждения и вентиляции. ИБП в этом случае выступают в качестве компонентов решения защиты ЦОД.

Что касается используемых схем СБЭ, то они могут быть различны: распределенные, централизованные, отказоустойчивые - как с двусторонним питанием, так и на основе «энергетических массивов» или с двусторонним питанием от «энергетических массивов». Ранее упоминавшаяся отказоустойчивая схема СБЭ, обеспечивающая двустороннее питание пользовательских устройств, чаще применяется именно на таких объектах, хотя для подобных задач выбор централизованной схемы СБЭ на основе модульных ИБП, по мнению автора, может стать альтернативным и более дешевым решением.

СБЭ В ФИЛИАЛАХ

Среди корпоративных СБЭ нельзя обойти вниманием такие, казалось бы, тривиальные системы, как СБЭ отделений или филиалов. Сами по себе они строятся как централизованные, в ряде случаев с использованием одиночных ИБП, а при наличии телекоммуникационного центра, файловых серверов и средств связи - по двухуровневой схеме.

Основная особенность создания СБЭ в филиалах состоит в необходимости соблюдения требований корпоративного стандарта, поскольку осуществление деятельности с применением инфокоммуникационных технологий не должно зависеть от местных условий электроснабжения конкретного отделения или филиала. Корпоративные стандарты на СБЭ должны в явном или неявном виде содействовать достижению следующих целей:

  • единообразному и надежному осуществлению основной производственной деятельности;
  • унификации парка оборудования;
  • получению корпоративных скидок от поставщика или производителя;
  • мониторингу за состоянием ИБП из единого центра;
  • централизованному сервисному обслуживанию;
  • обучению персонала.

Кроме выработки корпоративного стандарта необходимо подготовить типовое техническое задание и на его основе типовой проект СБЭ отделения (филиала). Подобный подход позволит избежать всякого рода ошибок проектирования, так как в этом случае не придется прибегать к услугам проектировщиков, не имеющих достаточного опыта в технологиях СБЭ, но отвечающих за проектирование объекта в целом. При таких условиях достаточно лишь произвести привязку типового проекта к конкретному объекту, при этом сохраняются основные технические решения, предусматриваемые в корпоративном стандарте. Полностью полагаться только на техническое задание на построение СБЭ для отделения и филиала не следует по вышеупомянутым причинам.

ТРИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ШАГА

Прежде чем профессиональные проектировщики возьмутся за выполнение проекта, необходимо провести подготовительные работы, которые должны проходить при самом непосредственном участии заказчика. Хотя от результатов этих работ зависит многое, они, к сожалению, не форматированы в виде норм и правил.

Подготовительный этап создания СБЭ может быть разделен на три шага.

  1. Определение состава СБЭ и перечня электрооборудования, входящего в подлежащую проектированию систему.

    Для составления такого предварительного перечня необходимо:

    • наличие полной и достоверной технической информации;
    • обеспечение качественной поддержки со стороны производителей техники;
    • наличие опыта работы с техникой данных производителей;
    • наличие сертификатов на продукцию;
    • возможность построения СБЭ по упомянутым принципам.

    Составленный перечень должен быть избыточен по номенклатуре и диапазону мощностей.

  2. Инженерная часть, включая определение принципов работы СБЭ и резервирования электроснабжения, необходимые логические связи, конкретные требования к отдельным видам оборудования, составление проекта технического задания (привязка типового ТЗ).
  3. Определение (выбор) конкретной инжиниринговой компании (системного интегратора), поскольку необходимым условием выполнения первых двух шагов является успешная деятельность высококвалифицированных инженеров-разработчиков, владеющих комплексными методами проектирования СБЭ в целом и имеющих достаточно глубокие знания по всему ряду используемых устройств и оборудования и возможности их адаптации к требованиям смежных инженерных систем.

Три шага подготовительного этапа создания системы бесперебойного электроснабжения - ключевые для всего процесса. Разумеется, большое значение имеет качество проектирования, монтажа, пуско-наладочных и сервисных работ. Принципы работы, оборудование и исполнитель проекта составляют ту основу, на которой базируется система электроснабжения.

Очевидно, что самыми «дорогостоящими» оказываются ошибки в идеологии построения СБЭ, упущения в принципах работы, неправильная установка в выборе оборудования, т. е. ошибки, возникающие на стадии составления технического задания, формулирования его требований и на этапе разработки структурной и принципиальной электрических схем.

Александр Воробьев - сотрудник Управления вычислительных средств и телекоммуникаций «ОАО Внешторгбанк». С ним можно связаться по адресу: vorobyov@vtb.ru или electric@veernet.ru.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями