В рубрику "Решения корпоративного класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

Мировые тенденции в сфере электропитания

На вопросы заказчиков отвечают представители вендоров, реселлеров и инсталляторов систем бесперебойного и резервного электропитания:

Владимир Васильев
Директор по маркетингу ЗАО "Оптимальные Коммуникации"

Евгений Жирнов
Руководитель отдела дистрибуции ИБП, Группа компаний ИНЭЛТ

Наталья Маркина
Коммерческий директор представительства "Сокомек Сикон Упс."

Константин Соколов
Руководитель отдела технической экспертизы ООО "Абитех"

Андрей Шубравый
Коммерческий директор компании Power-One LLC

Сергей Щербаков
Руководитель группы системных инженеров APC by Schneider Electric

1. Какие новые устройства сейчас появляются на западном рынке и какие могут появиться в России?

Андрей Шубравый: Основная тенденция в сфере электропитания – это уменьшение размеров выпрямительных модулей при сохранении выдаваемой мощности. Уже появляются системы высотой 1U и мощностью до 2 кВт. В России – быстрорастущий и развивающийся рынок потребителей электропитания, и все, что появляется на Западе, сразу принимаем и мы.

Евгений Жирнов: Если мы говорим об ИБП, то этот сегмент достаточно консервативен. Несмотря на многочисленные попытки придумать что-то новое, ИБП класса online с двойным преобразованием напряжения еще очень долго останется оптимальным решением. Совершенствование ведется, в основном, в направлении увеличения КПД, удешевления самих ИБП, уменьшения их веса и габаритов, улучшения входных характеристик. Все появляющиеся на Западе вариации очень быстро оказываются и в России. Однако большинство этих "усовершенствований" ухудшают надежность ИБП в наших электросетях с низким качеством напряжения или при работе с промышленными нагрузками. Поэтому в России зачастую наиболее оправданным является использование классической схемы с тиристорным выпрямителем и выходным трансформатором, от которой отходят западные производители по причине ее ресурсоемкости.
А вот популярность различных схем резервирования (в частности, параллельных систем и модульных ИБП) растет и на Западе, и в России.
Другое популярное сейчас направление – альтернативная энергетика, и в первую очередь – солнечная, которая по понятным причинам в России малопопулярна. Однако с ростом стоимости электроэнергии спрос и на эти решения может увеличиться – в наших южных регионах, например.

Наталья Маркина: Нетрадиционные генераторы электроэнергии, экологически чистые, несложные в обслуживании, так называемые "маховики", поскольку на них растет спрос.

2. Что больше всего сейчас интересует заказчика/ потребителя?

Сергей Щербаков: Прежде всего, соотношение цены и надежности предложенного технического решения. Также большое значение имеют скорость восстановления инженерных систем и квалификация инженерного персонала, осуществляющего сервисное обслуживание IT-оборудования.

Андрей Шубравый: Как всегда и везде, потребителей в первую очередь волнует качество продукции. Что же касается электропитания, то основное, что требуется от производителей, – это оптимальное соотношение цена/качество, быстрые сроки поставки, простота монтажа систем электропитания.

Константин Соколов: Как и раньше, в первую очередь смотрят на стоимость, затем (это зависит от степени "продвинутости" заказчика) – на КПД, упоминание в спецификации слов "многофункциональный интерфейс", "энергосберегающие технологии" и т.д. Проектировщиков может сильно заботить вопрос о массогабаритных характеристиках (особенно если в ТЗ заказчика под "вспомогательные" системы отведено мало места). Многих интересуют возможности мониторинга состояния и управления, хотя мало кто серьезно представляет себе последствия, например, дистанционного отключения мощного ИБП. К слову сказать, возможности удаленного управления для мощных трехфазных систем, как правило, ограничены запуском теста АКБ. Многих заказчиков привлекают модульные системы, хотя далеко не все осознают ограничения, связанные с внедрением так называемых модульных (вертикально-модульных) ИБП.

Евгений Жирнов: Заказчика, как всегда, интересует возможность получить качественное и надежное решение по минимальной цене. Сейчас, в ситуации кризиса, значение ценового фактора увеличивается, а это дает шанс увеличить свое присутствие на рынке производителям среднего ценового сегмента, однако при условии их способности обеспечить высокое качество оборудования и хороший сервис.

Владимир Васильев: В ряде вертикально ориентированных компаний ведомственного сектора взят курс на импортозамещение оборудования, закупаемого для телекоммуникационных сетей. Что вполне объяснимо в условиях экономической нестабильности и колебания курсов валют. Поэтому сейчас наблюдается рост интереса к отечественному оборудованию, в том числе и электропитающему. Так уже было в конце 1990-х. За прошедшее десятилетие в стране появились источники питания, способные составить конкуренцию зарубежным по качеству. Цена у отечественных ниже.

Наталья Маркина: В настоящее время немаловажным фактором при выборе заказчиком решения является совокупная стоимость владения системой. Поэтому многие производители разрабатывают "бюджетные" системы с высоким КПД, компактные, с низким тепловыделением, оптимальным режимом эксплуатации батарей, широким диапазоном входных и выходных характеристик и т.д.

3. Соответствует ли качество электроснабжения требованиям современного IT-оборудования? Что в наибольшей степени влияет на энергобезопасность питаемого оборудования?

Сергей Щербаков: Бурное развитие информационных технологий (и соответственно высокотехнологичного оборудования) увеличивает дисбаланс между качеством существующего электроснабжения и требованиями, к нему предъявляемыми. Причины:
• при росте объемов потребляемой электроэнергии объемы вырабатываемой и поставляемой электроэнергии растут не так быстро, что создает дефицит электроэнергии, по крайней мере, в крупных городах;
• износ отдельных составляющих энергосистемы России (из-за этого о резком улучшении качества электроснабжения также говорить не приходится).
Наиболее острым вопрос о соответствии качества электроснабжения требованиям IT-оборудования является для корпоративного сектора, где количество и сложность IT-оборудования на несколько порядков выше, чем в массовом сегменте, и где сбой в работе оборудования может привести к плачевным последствиям с многомиллионными убытками.
Пожалуй, в наибольшей степени на энергобезопасность питаемого оборудования влияет системный подход к решению задачи. Решение по обеспечению энергобезопасности должно быть комплексным, и речь здесь идет не только об ИБП. В зависимости от поставленной задачи системы электропитания могут строиться по разным схемам резервирования (с резервированием отдельных компонентов – N+1, с полным резервированием – 2N). В последнем случае создаются две полностью независимые линии энергоснабжения, в каждой из которых имеются свои вводно-распределительные устройства, дизель-генераторы, АВР, ИБП, распределительные шкафы и т.д.

Андрей Шубравый: Соответствует. Все системы, которые поставляются на рынок, обязаны быть сертифицированными. Энергобезопасность важна для любого оборудования, потребляющего электричество. Основное, конечно, это непрерывность подачи питания при отключении внешнего источника. Так как системы используют аккумуляторы, то основным показателем энергобезопасности является время резервирования.

Константин Соколов: Фактическое состояние сетей электроснабжения (а качество определяется прежде всего состоянием распределительной системы) далеко не только от ожиданий IT, но и зачастую не дотягивает до требований ГОСТа, принятого еще в начале 1990-х, когда вопрос о ЦОД не стоял в принципе. Кроме того, размещение новых IT-объектов в старых зданиях и невозможность (или слишком высокая стоимость) полной реконструкции всех внутренних и подводящих сетей приводят к тому, что единственным способом решения проблемы становится установка ИБП на каждый мало-мальски значимый участок IT-структуры. Влияет и "разрыв" между владельцем здания и арендатором, службой эксплуатации и системными администраторами.

Евгений Жирнов: Значительная часть современного IT-оборудования оснащена импульсными блоками питания, предъявляющими не самые высокие требования к качеству напряжения. Но очень важна его бесперебойность и отсутствие критических аварий, способных повредить оборудование, так как отказ одного из компонентов в распределенных IT-системах может привести к сбою всей системы.

Владимир Васильев: В основном на энергобезопасность влияет надежность и отказоустойчивость систем электропитания. Все-таки соотношение цена/качество достаточно оправданный фактор, чтобы с его учетом принимать решение о закупке того или иного оборудования электропитания. Особенно когда речь идет о электропитании систем, обслуживающих телекоммуникационные комплексы, где остановка связи даже на непродолжительное время приводит к значительному материальному ущербу.

Наталья Маркина: Безусловно, качество внешних сетей оставляет желать лучшего. Современное IT-обору-дование очень чувствительно к разного рода искажениям (гармоническим искажениям, скачкам напряжения, гуляющей частоте и т.д.) и часто выходит из строя. Поэтому дешевле купить ИБП, чем потерять дорогостоящее оборудование и информационные потоки, проходящие через него.

4. Какие функции необходимы современным системам электропитания?

Сергей Щербаков: Здесь следует отталкиваться от задач, которые система должна решать. Если она должна обеспечивать высокую надежность и непрерывность бизнес-процессов, то необходимостью является резервирование компонентов системы электропитания. Если требуется обеспечить возможность роста, то она должна быть масштабируемой по мощности. Если важна ее эффективность, то стоит обратить пристальное внимание на КПД отдельных компонентов и всей системы в целом и возможность поддержания оптимальной загрузки. На сегодняшний день существуют продукты, позволяющие планировать и оптимизировать распределение электропотребления, достигая тем самым более эффективного использования ресурсов и позволяя избегать избыточного наращивания мощностей.

Андрей Шубравый: Все основные функции в системах питания уже есть. Даже если вдруг какой-то не окажется, то на этапе согласования заказчик может законно потребовать от производителя добавления требуемых ему функций.

Константин Соколов: Надежность (но не как самоцель, а оптимизированная с точки зрения эксплуатационных расходов и стоимости владения), возможность наращивания/сокращения состава оборудования, прогнозируемость состояния, встроенные диагностические алгоритмы и развитый интерфейс, которым может воспользоваться квалифицированный сервисный инженер, удобная для монтажа и обслуживания конструкция. Русскоязычный дисплей, цвет корпуса и прочие "модные штучки" я бы отнес к разряду "было бы неплохо".

Евгений Жирнов: Все зависит от поставленной задачи. В одних случаях требуется длительная автономная работа, в других – мониторинг и контроль. Если надо построить отказоустойчивую систему, необходима модульность оборудования и/или возможность его параллельной работы.

Владимир Васильев: Для обслуживающего персонала крайне желательны такие функции, как диагностика состояния систем по интерфейсу Ethernet. Это позволяет производить управление сетью из источников питания, включать/выключать резервные блоки, изменять параметры дистанционно, из одного центра.

Наталья Маркина: ИБП в настоящее время обладают достаточным функционалом. Производители из года в год совершенствуют свои системы, делая их более компактными, с высоким КПД. Многие функции, которые раньше предлагались опционально, теперь входят в стандартную комплектацию.

5. Сравните системы электропитания постоянного и переменного тока.

Андрей Шубравый: Основным плюсом систем электропитания переменного тока – по сравнению с системами постоянного тока – является низкая стоимость. На этом плюсы и заканчиваются. Если вы захотите увеличить мощность, время резервирования уже установленного оборудования, у вас это, скорее всего, не получится.
Главными плюсами систем постоянного тока являются: масштабируемость, отказоустойчивость, ремонтопригодность, возможность "горячей" замены вышедшего из строя модуля. И самое главное – на базе систем электропитания постоянного тока можно построить системы питания переменного, а наоборот не получится!

Константин Соколов: Области наибольшего распространения систем питания постоянного и переменного тока пока не слишком пересекаются, поэтому такое сравнение сделать затруднительно. С одной стороны, системы постоянного тока проще, но (в силу пониженного напряжения) требуют систем распределения на большие токи, нежели системы переменного тока. Предложение со стороны производителей будет определяться потребностями нагрузок, и как только существенно вырастет число моделей I T-оборудования, приспособленного для питания от сети постоянного тока, производители СБП отреагируют выпуском соответствующих моделей ИБП постоянного тока (тем более что изобретать велосипед не требуется).

Евгений Жирнов: К минусам систем постоянного тока я бы отнес большие токи, требующие проводников большого сечения и предъявляющие повышенный запрос к качеству компонентов. Как следствие – более высокая стоимость такой системы.

Наталья Маркина: Сравнивать ИБП постоянного тока и переменного практически не представляется возможным. Это два разных мира, как по применению, так и по функционалу. Изначально постоянный ток существенно дороже, но системы электропитания постоянного тока более гибкие и надежные.

6. Что влияет на качество и надежность систем электропитания (выбор оборудования, проектирование, решение проблем ЭМС, эксплуатация)?

Андрей Шубравый: Главным образом на надежность систем влияет квалифицированный обслуживающий персонал! Он способен отслеживать поведение системы и в случае необходимости произвести либо ремонт, либо замену неисправного оборудования.

Константин Соколов: Все перечисленные факторы одинаково важны. Ошибки на любой стадии реализации проекта могут привести как к отказам систем питания, так и к недовольству заказчика из-за нереализованных функций и того, что он будет вынужден доделывать и переделывать (т.е. опять тратить время и деньги). К сожалению, проектные организации поверхностно относятся к разделам, включающим современные системы защиты питания (ИБП, ДГУ), и не учитывают специфических требований современного оборудования.

Евгений Жирнов: Правильно спроектированная система электропитания на базе надежного оборудования, эксплуатируемая в соответствии с требованиями изготовителя.

Наталья Маркина: Правильно выполненное проектное решение и грамотно подобранное оборудование, т.е. с учетом всех требований активного оборудования, пусковых токов и гармоник, вносимых сторонним оборудованием.

7. На какой срок эксплуатации устанавливаемых сегодня систем следует рассчитывать? Как влияет на этот срок авторизованное техническое обслуживание? Насколько важны функции диагностики и сигнализации?

Сергей Щербаков: Срок эксплуатации определяется способностью инженерных систем поддерживать работу основного оборудования, что, в свою очередь, зависит от регламентного техобслуживания, которое может обеспечить безотказную службу инженерных систем в течение длительного времени.

Андрей Шубравый: Все выпускаемые сегодня системы питания практически вечны! Наработка на отказ исчисляется миллионами часов. "Слабым" звеном в системах электропитания являются аккумуляторные батареи, на работоспособность и долговечность которых влияет очень много факторов. Для продления срока работы аккумуляторов в системах питания есть функции диагностики АКБ и сигнализации.

Константин Соколов: Реальный срок, в течение которого работают мощные трехфазные ИБП, составляет не менее 10 лет. За этот период система без обслуживания не выживет, поскольку как внутри ИБП, так и в его обвязке существуют элементы либо с ограниченным сроком службы, либо требующие периодической проверки. Квалифицированное техническое обслуживание существенно повышает надежность работы систем, а также экономит заказчику немалые деньги (которые он потеряет в случае внезапного отказа). Что касается диагностики и сигнализации – современные ИБП предлагают широкий спектр интерфейсов, однако правильно интерпретировать информацию способен только подготовленный персонал.

Евгений Жирнов: Если все делать правильно, система прослужит несколько десятилетий. Конечно, необходимо помнить о своевременной замене АКБ и регламентном обслуживании

Владимир Васильев: В среднем стоит рассчитывать на 5-6-летний срок эксплуатации и, ведь оборудование, даже электропитающее, подвержено моральному устареванию. Авторизованное техническое обслуживание на весь срок эксплуатации важ-но больше для структурированных сложных систем, например для систем питания ЦОДов. Для систем малой и средней мощности достаточно одного года технической поддержки после поставки. В дальнейшем специалисты заказчика способны разобраться во всех возникающих вопросах самостоятельно, за исключением сложного ремонта.

Наталья Маркина: Срок эксплуатации оборудования зависит от клиента и его потребностей. Сегодня на рынке есть системы, которые работают 15 лет. По статистике, большинство клиентов эксплуатирует оборудование до 5 лет, потом (в связи с естественной амортизацией аппаратуры и появлением технически прогрессивных моделей в сфере электропитания) начинают расти затраты на ТО. При эксплуатации оборудования свыше 10 лет затраты на обслуживание возрастают на порядок.
Напрямую на сроки эксплуатации влияет авторизованное ТО, однако в России возможность авторизованного ТО осложняется удаленностью конечного заказчика от сервисного центра поставщика.
Наличие диагностики и сигнализации является неотъемлемой частью ТО аппаратуры – для оперативного отслеживания неисправностей и принятия соответствующих мер по наладке оборудования.

8. С какими проблемами при построении/эксплуатации систем электропитания вы сталкиваететсь?

Сергей Щербаков: При построении системы электропитания проблемы возникают из-за отсутствия четко поставленной технической задачи и целостного видения дальнейшего развития; при эксплуатации – из-за отсутствия понимания зон ответственности обслуживающего персонала заказчика и сервисной службы производителя.

Андрей Шубравый: Главнейший фактор при эксплуатации – человеческий. То есть обученный техперсонал.

Для устранения внештатных ситуаций с оборудованием уважающий себя производитель обзаводится круглосуточной горячей линией, где каждый обратившийся потребитель может получить квалифицированный ответ на возникший вопрос, – и любая проблема будет решена!

Константин Соколов: С непониманием со стороны заказчика конечной цели организации системы гарантированного и бесперебойного питания. С нежеланием разрабатывать проект (из-за стремления уменьшить затраты любыми способами), что приводит к ошибкам, перечисленным в п. 6. Следствием стремления минимизировать любые затраты вызвано и нежелание заказчика заключать долгосрочные сервисные контракты. Наконец, с невыполнением элементарных норм по электробезопасности и инструкций по эксплуатации.

Наталья Маркина: Чаще всего это несоблюдение климатических показателей в помещениях, где расположены ИБП, поскольку этот фактор влияет на работу и срок службы АБ.

Мнение эксперта

Олег Чекстер
Начальник лаборатории систем и оборудования электропитания ФГУП "ЛОНИИС"

Хотел бы добавить несколько слов к ответам участников круглого стола. По новинкам оборудования ИБП. Несколько известных производителей ИБП уже включили в свои продуктовые линейки механические накопители кинетической энергии с маховиком – Flywheelenergystorage, FES ("маховики", по терминологии Socomec), размещая их в типовых шкафах. Эти FES предназначаются для использования в составе ИБП в диапазоне мощностей 60-1000 кВА и при нагрузке 50-85% от номинальной обеспечивают резервирование питания до 1 мин. От традиционных АБ FES отличаются значительно большим сроком службы, меньшими массогабаритными параметрами и высокой надежностью, что делает их весьма перспективными. Очень важно, что FES могут быть использованы в сети как постоянного, так и переменного тока.

В США уже работают компании, предлагающие энергосетям услугу "повышение качества электроэнергии в сети". Эти компании используют именно FES, объединенные в комплексы мощностью по 20 МВт. Вообще все ИБП предназначены для того, чтобы повышать качество и надежность существующего электроснабжения до требуемого питаемым оборудованием уровня. Если они справляются с этой задачей, значит качество сети соответствует (прав PowerOne!). С другой стороны, большинство проблем с сетью возникает уже внутри объекта и связано с внутренней токораспределительной сетью, работой мощных потребителей, неправильным заземлением, наконец. К почти единодушному мнению об интересе заказчика к соотношению цена/качество добавить нечего – согласен!

Что касается необходимых функций – в принципе, сейчас есть все. Важно сделать правильный выбор под конкретную задачу (АРС). Было бы неплохо, если бы проектировщики в полной мере использовали имеющиеся в оборудовании возможности.

От вопроса о "взаимоотношениях" систем постоянного и переменного тока большинство отвечающих ушли. Это связано с двумя моментами: а) разные области применения; б) фундаментальные различия в построении систем. У систем постоянного тока выше надежность -за счет АБ в "буфере", дешевле обслуживание ("Оптимальные Коммуникации"). У систем переменного тока меньше потери и лучше поведение при коротких замыканиях в ТРС. Но можно отметить и их сближение по двум направлениям:
а) перевод IT-оборудования на питание постоянным током;
б) использование FES в системах переменного тока.

Согласен с большинством, что главное влияние на качество и надежность систем электропитания оказывает человеческий фактор. Но помимо этого важен действительно комплексный подход к построению системы, начинающийся с решения проблем заземления. По поводу сроков эксплуатации. 5 лет для малых и 10 для больших систем – это вполне рациональный взгляд на средние сроки службы. Но если заказчик ориентирован на большие сроки, то ему также есть из чего выбирать. Для систем постоянного тока в этом случае выбор будет шире.

Обслуживание, в первую очередь, влияет на надежность ("Абитех") и в меньшей степени на срок службы. Диагностика для больших систем необходима, но с возможностью дистанционного включения/выключения какого-либо оборудования не могу согласиться. Представьте, что вы едете на современном, мощном, дорогом автомобиле. Его компьютер постоянно посылает информацию о работе всех систем в центр эксплуатации. Чувствуете вы себя уверенней и безопасней? Да! А если из этого центра без вашего ведома вмешаются в работу систем автомобиля? А если это сделают не из центра?..

И напоследок. Стремление минимизировать затраты ("Абитех") почему-то всегда начинается с оборудования питания. Увы! Но здесь-то и должен проявиться "человеческий фактор" участвующих в круглом столе компаний! Необходимо убеждать заказчика, что отказ системы питания приведет к отказу/ выключению питаемого оборудования, поэтому система питания всегда должна быть лучше!

Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #1, 2009
Посещений: 7564

Статьи по теме