|
|
  |
Главная страница / Архитектура отрасли Бесперебойное питание (UPS)В условиях, когда уровень связи в компаниях, ее качество и стабильность становятся стратегическими бизнес-ресурсами, нельзя забывать об одном важном факторе - правильной организации электропитания телекоммуникационного оборудования. К электропитанию телекоммуникационного оборудования предъявляются следующие основные требования. В первую очередь это гарантированная подача электрической энергии, что необходимо для обеспечения бесперебойной связи и реализуется подачей энергии от независимых источников или использованием источника бесперебойного питания, в котором предусмотрено резервирование «внешней» сети электропитания. Для своевременного выявления и устранения неисправностей требуется наличие системы сигнализации, оперативное управление режимами работы системы питания и возможность быстрой замены неисправных узлов. Решение перечисленных задач обеспечивается модульной конструкцией, удобным расположением комплектующих блоков, наличием интерфейса системы управления и сигнализации. Следует также учитывать соответствие отраслевым стандартам уровня электромагнитных излучений в радиочастотном диапазоне. Немаловажной особенностью систем электропитания телекоммуникационного оборудования является возможность наращивания мощности источников (например, за счет увеличения количества параллельно работающих выпрямителей). Теперь о самих системах электропитания. Основное применение нашли источники бесперебойного питания постоянного тока и источники бесперебойного питания переменного тока. Бесперебойность обеспечивается переключением питания нагрузки, в случае пропадания основных источников, на работу от АКБ. В этих условиях источники бесперебойного питания должны обеспечить надежную работу оборудования связи либо до восстановления основной схемы питания, либо до подачи электроэнергии от альтернативных источников (например, дизель-генераторного агрегата - ДГА). Время работы от АКБ определяется их емкостью. Не следует без особой необходимости увеличивать время автономной работы, так как это приводит к существенному удорожанию системы. Некоторые производители источников бесперебойного питания постоянного тока называют их Power System - системы питания (бесперебойность питания подразумевается). На вход поступает однофазное или трехфазное напряжение сети (220/380 В), на выходе после выпрямления и стабилизации формируется рабочее напряжение одного из указанных номиналов (рис. 1). Для резервирования количество параллельно работающих выпрямителей обычно соответствуют схеме N+1, где N - минимально необходимое количество активно работающих выпрямительных блоков. Источники бесперебойного питания переменного тока чаще называют просто источниками бесперебойного питания (UPS - Uninterruptible Power Supply). Данные системы отличаются наличием инвертора, генерирующего выходное переменное напряжение (рис. 2). Регенерационные UPS (On-line) дороже, но предпочтительнее за счет сведения к «0» времени перевыборе систем питания телекоммуникационного оборудования сначала рекомендуется определить: • состав оборудования, которое необходимо запитать электрической энергией; • структуру подачи электрической энергии в зависимости от количества и приоритетности нагрузки, схему резервирования источников питания. Затем выдвигаем требования к самой системе питания, необходимые для поставщика оборудования: • выходные параметры источника питания в зависимости от характеристики нагрузки: род тока (постоянный или переменный), номинальное питающее напряжение и выходная мощность (иногда указываются стабильность выходных параметров в процентах и значение пульсации выпрямленного напряжения в милливольтах); • входные параметры источника питания в зависимости от мощности источника, и возможности подключения к промышленной сети; • работа системы резервирования: время переключения резерва в миллисекундах, максимальное время автономной работы (время работы от АКБ), как правило, в часах. С целью унификации всего комплекса оборудования связи (например, для удобства технического обеспечения) следует выбирать системы питания конкретного производителя. В некоторых случаях важно учитывать возможность подключения системы сигнализации и особенности ее работы. Так, например, в электропитании базовой станции сотовой связи (для определенного типа оборудования), при неисправности одного из параллельно работающих выпрямителей, система сигнализации не выдает объективной информации о характере неисправности - непонятно, переключилось ли питание на резервные АКБ или работают оставшиеся выпрямительные блоки. Для обеспечения электрической энергией оборудования связи используются напряжения с номиналами 12 (редко), 24, 48 или 60 (отечественный стандарт) вольт. Выходная мощность системы питания выбирается в зависимости от потребляемой мощности нагрузки. При этом должны учитываться: мощность, расходуемая на зарядку резервных АКБ (ток зарядки принимается равным 10-20% емкости АКБ); перераспределение нагрузки при резервировании питания отдельными блоками (например, выпрямителями); перспективы развития технической базы предприятия. Что касается пусковых токов (в некоторых рекомендациях предлагается их учитывать, добавляя 10-30% от номинального тока нагрузки), то современные системы питания обеспечивают «мягкий старт», ограничивающий потребляемые токи в момент включения. Если оборудование связи питается переменными токами, то при выборе мощности источника питания необходимо учитывать комплексный (точнее, индуктивный) характер сопротивления нагрузки. Как известно, полная потребляемая мощность системы, измеряемая в вольт-амперах (ВА), характеризует изменение энергии на комплексном (полном) сопротивлении нагрузки и состоит из активной и реактивной мощности. Активная мощность, измеряемая в ваттах (Вт), поглощается активной составляющей комплексного сопротивления, в результате чего совершается полезная работа, и телекоммуникационное оборудование выполняетяющей сопротивления нагрузки (индуктивностях трансформаторов и т. п.) поглощение энергии не происходит, но падение напряжения и электрические токи присутствуют, что снижает эффективность потребления электрической энергии. В целях экономии электропитания необходимо компенсировать реактивную составляющую, снижая тем самым реактивную мощность, «перекачиваемую» от источника к нагрузке и обратно. Доля активной мощности в полной характеризуется коэффициентом мощности (power factor) - cos j ( j - угол между векторами тока и напряжения). Он равен отношению значения активной мощности к полной. При рассмотрении в качестве нагрузки телекоммуникационного оборудования коэффициент мощности составляет 0,6...0,95 (обычное значение 0,7). Необходимо убедиться, что система питания позволяет подключать такую нагрузку. Как известно, системы электропитания подключаются к сети переменного тока (220/380 В), поэтому для уменьшения коэффициента мощности в выпрямительных блоках устанавливаются схемы активной коррекции (Power Factor Correction - PFC), обеспечивающие значение коэффициента мощности, равное 0,95-0,99. При формировании технического задания вместо значений выходной мощности допускается указывать номинал напряжения и максимально допустимое значение силы тока на выходе системы электропитания. Сегодня на рынке телекоммуникаций представлен широкий ассортимент оборудования электропитания зарубежных и отечественных производителей. Это продукция таких компаний, как POWER ONE, ELTEK, EMERSON Network Power, DELTA Energy Systems, Юрьев-Польский завод, «Связь инжиниринг» и др. Проведем ознакомительный обзор перечисленных компаний и рассмотрим особенности производимого ими оборудования. В заключение хотелось бы отметить, что современные средства связи предъявляют высокие требования к качеству питающих напряжений и токов. На территории Российской Федерации, существуют нормы на подачу электрической энергии потребителю (ГОСТ 13109-97)*. На практике в сетях электропитания нередко возникают различные неполадки (помехи), а постоянно совершенствующаяся техника требует более стабильных значений питающих токов. В этих условиях бесперебойность и качество связи напрямую зависят от работы систем электропитания телекоммуникационного оборудования. Компания POWER ONE Известна с 1973 г., основана в Америке (Калифорния, США), отделения расположены по всему миру - в Китае, Доминиканской республике, Ирландии, Норвегии, Словакии, Швейцарии, Соединенных Штатах. Продукция отличается высокой надежностью (среднее время наработки на отказ составляет 1700 тыс. часов). Компания производит источники питания постоянного тока с номиналами напряжений 24, 48 и 60 В, выпрямительные модули (PMP), DC/DC-конверторы. Выпрямители построены по принципу резонансного способа преобразования тока, обладают возможностью быстрого расширения и «горячей замены», отсутствие принудительного охлаждения (кулеров) повышает время наработки на отказ. Выпрямительные системы (в чаоэкономичные и надежные, легко расширяемые. Управление системой обеспечивается модулем управления (PCU/PCS) или дистанционно, через интерфейс RS 232 с помощью специального программного обеспечения PowCom. Фирма ELTEK Energy Основана в 1971 г. в Норвегии. Выпускает системы питания телекоммуникационного оборудования постоянного тока, наиболее известные - MPSU и PRS (настенное и напольное исполнение), состоящие из унифицированных выпрямительных блоков SMPS, модулей управления AL 175 и распределения постоянного и переменного тока. Кроме того, производит DC/DC конверторы, инверторы и обеспечивает поставку АКБ. Среднее время наработки на отказ у систем питания ELTEK составляет 460 тыс. часов. Продукция отличается удобством в эксплуатации и при монтаже, устойчива к изменениям входных питающих напряжений. EMERSON Network Power Является структурным подразделением американской корпорации Emerson Electric Co (штаб-квартира в г. Сент-Луис, шт. Миссури). Основное производство систем электропитания расположено в Китае, где выпускаются источники бесперебойного питания постоянного тока (Power System), источники бесперебойного питания переменного тока (UPS), системы кондиционирования воздуха и аккумуляторные батареи. Структурно в EMERSON Network Power входит подразделение Emerson Energy Systems (Стокгольм, Швеция). Продукция EMERSON Network Power отличается оптимальным соотношением «цена/качество», идеально подходит для совместной работы с системами связи Huawei, Siemens, Ericsson и др. Компания производит системы питания постоянного тока с номинальным выходным напряжением 48 В, рассчитанные на потребляемую мощность до 50 кВт (системы PS48300-PS48360 - оптимальное решение для питания базовых станций сотовой связи GSM900/1800/1900). По данным полевых испытаний среднее время наработки на отказ систем электропитания EMERSON составляет 130 тыс. часов. DELTA Energy Systems Новое название швейцарской компании Ascom, образованной в 1987 г. Продукция отличается высокой надежностью (среднее время наработки на отказ составляет около 460 тыс. часов). Компания производит системы питания постоянного тока с номиналами напряжений 24, 48, 60 В и инвертора. Оборудование DELTA нашло широкое применение для питания базовых станций сотовой связи и нагрузки большой мощности. ОАО «Юрьев-Польский завод «Промсвязь» Основан в 1931 г., в СССР являлся основным производителем систем питания оборудования связи. Широкое применение на отечественных предприятиях нашли выпрямители ВУК и ВУТ. В настоящее время производит широкий спектр оборудования: системы бесперебойного питания постоянного тока, выпрямители, конверторы, инверторы, стабилизаторы, коммутационно-распределительное оборудование, средства контроля, аккумуляторные батареи, устройства гарантированного питания переменного тока, дизель-генераторные установки. Продукция отвечает требованиям международных стандартов и в то же время выгодновязь инжиниринг» Известна с 1994 г. и зарекомендовала себя как разработчик и производитель качественной отечественной техники: источников бесперебойного питания постоянного тока с номинальными напряжениями 24, 48 и 60 В; универсальных источников бесперебойного электропитания для заградительных огней; выпрямительных блоков; щитов автоматического включения резерва и распределительных панелей; технологических шкафов для размещения телекоммуникационной аппаратуры; аккумуляторных стеллажей. В наиболее ответственных электронных узлах изделий используются зарубежные компоненты. Срок службы выпускаемой продукции, как заверяет компания, составляет не менее 20 лет. Главная страница / Архитектура отрасли |