В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ отрасли к системам бесперебойного электропитания предъявляются повышенные требования к надежности и времени автономной работы от аккумуляторных батарей. В этой связи при выборе ЭПУ (электропитающей установки) одной из важнейших характеристик являются показатели ее безотказной работы. Вместе с тем инсталляция ЭПУ в действующую телекоммуникационную сеть должна проводиться на основе тщательного расчета параметров приобретаемого устройства.
Основные потребители ЭПУ — операторы стационарной и мобильной телефонной связи, Internet-провайдеры, операторы ведомственной связи. Каждый из них эксплуатирует специфический набор сетевого оборудования, следовательно, и подбор систем бесперебойного электропитания должен производиться индивидуально. Определение характеристик ЭПУ следует поручить специалистам, поскольку возникшая при расчете ошибка может привести к необоснованным затратам на покупку оборудования, к остановке или порче критически важных систем. Инженеры специализированных интеграторских фирм выбирают ЭПУ для заказчика и рассчитывают его характеристики на основе опросного листа, который содержит практически все технические данные, необходимые для определения подходящей конфигурации.
Стандартный комплект ЭПУ включает в себя корзину для установки выпрямительных модулей, блок управления (с различными функциями и возможностями управления), блок защиты батареи от глубокого разряда LVBD (Low Voltage Battery Disconnect), панель распределения с нагрузочными и батарейными автоматами и предохранителями. Кроме того, в комплекте с ЭПУ поставляются датчик термокомпенсации, обеспечивающий коррекцию напряжения подзарядки аккумуляторных батарей в зависимости от температуры, и перемычки для аккумуляторных батарей.
В качестве дополнительных элементов производители ЭПУ предлагают блок отключения неприоритетной нагрузки LVLD (Low Voltage Load Disconnect). Он позволяет отключать неприоритетную нагрузку по программируемой временной задержке, причем отсчет времени срабатывания LVLD начинается с момента исчезновения напряжения в основной сети. В конечном счете, LVLD позволяет увеличить время автономной работы приоритетной нагрузки.
Наконец, в комплекте с ЭПУ могут предлагаться устройства для контроля за симметрией напряжения на аккумуляторных батареях, средства защиты от перенапряжения на входе и SNMP/Web-адаптеры для удаленного мониторинга и управления системой.
Ключевым параметром при выборе ЭПУ является ее выходная мощность. При ориентировочном расчете этой величины учитываются следующие параметры: номинальное напряжение питания нагрузки, номинальная мощность нагрузки и время автономной работы от аккумуляторных батарей. Емкость аккумуляторных батарей рассчитывают, исходя из таблиц разряда аккумуляторных батарей до напряжения 1,8 В на гальваническую ячейку (при разряде более 3 ч) и 1,75 В на ячейку (при разряде менее 3 ч). Как правило, эта информация предоставляется производителями. Ток заряда аккумуляторной батареи по умолчанию составляет 0,1 емкости аккумуляторной батареи при 10-часовом разряде и ограничивается системой управления ЭПУ.
При использовании ускоренного заряда аккумуляторной батареи ограничения силы тока не происходит, так как выпрямитель работает в режиме стабилизации выходного напряжения. Выходная мощность ЭПУ в данном случае определяется как сумма двух слагаемых — номинальной мощности нагрузки и величины, полученной при произведении номинального напряжения питания нагрузки и тока заряда батареи. Для более точного расчета требуемой мощности нужно учитывать добавочные параметры — перспективное увеличение мощности нагрузки и диапазон входного напряжения.
При планируемом увеличении нагрузки необходимо рассчитывать ЭПУ, исходя из максимального значения нагрузки, которая состоит из суммы текущей и перспективной мощностей. Следует обратить внимание, что если требуется сохранить неизменным время автономной работы аккумуляторных батарей, расчет их емкости должен осуществляться на основе значения максимальной мощности нагрузок. Доукомплектация ЭПУ после ее ввода в эксплуатацию дополнительными группами аккумуляторных батарей недопустима (подразумевается использование групп аккумуляторных батарей разной емкости и с разным сроком ввода в эксплуатацию).
Выходная мощность выпрямителей равняется номинальной только в определенном диапазоне входного напряжения. У каждого производителя ЭПУ выпрямители имеют разные диапазоны входного напряжения и, соответственно, различные выходные характеристики. Если входное напряжение чаще всего оказывается ниже номинального и выпрямительные модули работают в режиме ограничения выходной мощности, ЭПУ нужно рассчитывать, исходя из мощности выпрямителей в режиме ограничения.
После расчета требуемой мощности ЭПУ можно приступать к выбору конструктива (шасси). Все поставляемые на рынок решения делятся на три категории: ЭПУ малой мощности (0,2—6 кВт), средней мощности (6—30 кВт) и большой мощности (свыше 30 кВт). В отрасли телекоммуникаций наибольшее распространение получили ЭПУ, питающие нагрузки малой и средней мощности. Такие системы имеют конструктив, предназначенный для монтажа в стандартные 19-дюймовые стойки либо в электротехнические шкафы, куда можно поместить и аккумуляторные батареи.
Расчет параметров распределительных панелей в каждом случае индивидуален и зависит от количества и типа подключаемого телекоммуникационного оборудования. Расчет сечения и длины батарейных кабелей осуществляется в соответствии с нормами проектирования электроустановок.
Дмитрий Тихомиров (dtikhomirov@neuhaus.ru) — руководитель проектов NeuHaus Group