Основные принципы построения систем бесперебойного электроснабжения зданий

   Построение систем бесперебойного электроснабжения может производиться по различным схемам в зависимости от требований к надежности работы системы, количества и мощности потребителей, строительно-архитектурных особенностей зданий, условий размещения основного оборудования СБЭ и некоторых других факторов, определяемых заданием на проектирование и результатами рабочего проекти¬рования.

   В соответствии со сложившейся технической практикой создания СБЭ можно выделить две традиционные структуры систем - распределенную и централизованную (локальную). В распределенной системе СБЭ (рис. 1) электро¬приемник (или небольшая группа электроприемников) получает питание от отдельного (локального) ИБП. Централизованная система (рис. 2) строится на основе одного или несколько мощных ИБП. На рис.1 и в дальнейшем различные изображения ИБП отражают различия в конструктивном исполнении и мощности.

Рис. 1. Распределенная СБЭ 

   Преимуществами распределенной системы являются:

- отсутствие необходимости переделки кабельной сети при использовании «розеточных» ИБП (ИБП малой мощности, включаемые непосредственно в розетку);

- простота наращивания мощности и изменения конфигурации;

- отключение только части системы при отказе одного ИБП и устранение последствий отказа простой заменой поврежденного источника;

- отсутствие необходимости выделения специальных помещений для размеще¬ния ИБП.

Недостатками распределенной системы являются:

- неэффективное использование установленной мощности ИБП из-за невозможности обеспечения номинальной загрузки всех ИБП;

- время автономной работы всей системы не является общим для всех нагрузок;

- недостаточная перегрузочная способность системы при подключении допол¬нительной нагрузки или коротком замыкании в цепи нагрузки одного ИБП; этот недостаток не является существенным и проявляется редко;

- при использовании ИБП с режимами работы off-line или line-interactive даже при сбалансированной симметричной нагрузке в нейтральном проводнике возникают токи, значения которых могут превосходить значения токов в фазных проводниках; это явление приводит к перегрузке нейтрального про¬водника и ухудшению электромагнитной совместимости.

Рис. 2. Централизованная СБЭ 

   Преимуществами централизованной структуры СБЭ являются:

- эффективное использование установленной мощности ИБП и емкости бата¬рей;

- устойчивость к локальным перегрузкам;

- возможность увеличения времени автономной работы за счет отключения менее ответственных потребителей в соответствии с так называемым планом «деградации» системы;

- исключение перегрузки нейтрального проводника на участке от ввода до ИБП.

Недостатком централизованной системы является вероятность общего отказа из-за неисправности распределительной сети бесперебойного электроснабжения или самого ИБП.

   В чистом виде каждая из приведенных систем применяется достаточно редко. Использование централизованной системы целесообразно для электроснабжения оборудования, выполняющего единую задачу и состоящего из однородных по назначению и надежности элементов (издательские комплексы, телекоммуникационные центры и т.п). Типичными приложениями распределенной системы являются административные учреждения, в которых большое число персональных компьютеров работает в режиме рабочих станций с объединением или без объединения их в локальную вычислительную сеть, а также сравнительно небольшие организации, размещающиеся в арендуемых помещениях.

   На практике часто применяют двухуровневую систему, которая представляет собой комбинацию централизованной и распределенной системы (рис. 3.).

   Оптимизация установленной мощности ИБП и соответственно стоимости оборудования состоит в выделении наиболее ответственных потребителей, которые будут получать электроснабжение от ИБП малой мощности (ИБП «второго уровня»), последовательно подключенных к централизованной системе. Целью двухуровне¬вого резервирования является защита такого оборудования, как, например, файловые серверы и наиболее ответственные рабочие станции управления ЛВС, коммуникационное оборудование, системы связи, от обесточивания вследствие аварий в электрической сети внутри здания, вызванных локальными повреждениями - короткими замыканиями или перегрузками (в том числе в сети бесперебойного электроснабжения, подключенной к основному ИБП).

   Появление энергетических массивов позволяет организовать электроснабжение по централизованной схеме, разделив оборудование по функциональным и территориальным группам. Рабочие станции защищаются по централизованной схеме в масштабах здания. Коммутационные центры, серверы и телекоммуникационное оборудование защищаются энергетическими массивами малой и средней мощности в масштабах телекоммуникационной (серверной) стойки или технологического по¬мещения.

Рис. 3. Двухуровневая СБЭ