Системы электропитания и электроснабжения

• система общего электроснабжения;
• система бесперебойного электроснабжения;
• система гарантированного электроснабжения;
• питающая, распределительная и групповая сети;
• система заземления.

 Надежность бесперебойной  работы здания (дома) напрямую зависит  от конфигурации, состава и эксплуатационных  характеристик системы электроснабжения. В этом отношении систему электроснабжения  можно сравнить разве что с  системой обеспечения климата,  от надлежащего функционирования  которой зависит непрерывность  предоставления сервисов смежных  систем. Кроме того, как климатическая,  так и электрообеспечивающая  системы выделяются среди других  инженерных систем объемом оборудования, уровнем сложности проектных  и монтажных работ, взаимным  влиянием отдельных подсистем  и их элементов друг на друга.    

 Например, для достижения  третьего и четвертого уровней  надежности по классификации  международного стандарта TIA-942 необходимо  обеспечить бесперебойное и/или  гарантированное электроснабжение  целого ряда инженерных систем, в том числе систем постоянного  отвода горячего воздуха из  зон концентрации устройств высокой  плотности. А это, в свою  очередь, сказывается на потребности  в объеме поставок электроэнергии. Поэтому при проектировании и  монтаже систем электроснабжения  необходимо учитывать как расположение  основного оборудования и узлов  инженерных коммуникаций, так и  качественные, функциональные и  конструктивные характеристики  потребителей электроэнергии.   

 Если эта задача  будет решена корректно, то  заказчик получит бесперебойно  работающую систему электроснабжения, которая, к тому же, обеспечит  ему максимально возможную отдачу  от инвестиций в целом. Стоит  подчеркнуть, что при проектировании  надо не только учитывать сиюминутные  выгоды, но уметь видеть и перспективу.  Например, при создании отказоустойчивых систем энергоснабжения основное оборудование и жизненно важные инженерные системы имеют разные потребности, поэтому для последних имеет смысл создать выделенную систему бесперебойного электроснабжения. В этом случае чувствительные к характеристикам входной сети блоки питания компьютеров будут защищены от переходных процессов, возникающих при автоматическом перераспределении нагрузки между основными и резервными элементами переключения или в результате аварии одного из потребителей инженерных систем. Такое решение позволяет безопасно производить плановые регламентные работы по обслуживанию компонентов системы электроснабжения. Это, конечно, ведет к усложнению конфигурации и укрупнению (а, следовательно, и удорожанию) отдельных элементов системы энергоснабжения, но существенно повышает защищенность основного оборудования от воздействия неблагоприятных факторов.   

 Практика показывает, что это полезное правило порой  недооценивают не только неискушенные  заказчики, но и те, кто имеет  многолетний опыт эксплуатации  самых различных систем, будь  то ИТ или телекоммуникационная отрасль. В результате такая экономия оборачивается длительными простоями и финансовыми потерями — как прямыми, так и косвенными. И это лишь один из моментов, которыми по тем или иным причинам пренебрегают будущие владельцы и исполнители проектов. Поэтому имеет смысл представить краткий обзор элементов системы электроснабжения и разобраться, где экономия оправдана, а где имеет и обратный эффект.

СИСТЕМА ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ   

 Система внешнего  электроснабжения уже при планировании  объекта должна отвечать двум  основным критериям:

• необходимое количество электроэнергии гарантированно предоставляется там, где это требуется;
• электроэнергия отвечает стандартам качества и соответствует заданному уровню надежности.

 Однако в нашей  стране реальная ситуация весьма  неоднозначна. Системы электроснабжения  начали вводиться в строй достаточно  давно, поэтому о соблюдении  идеальных параметров качества  говорить не приходится. К тому  же в Украине, как, впрочем,  и в мире, всё острее ощущается  дефицит электроэнергии.   

 Электроснабжение, которое предоставляет энергоснабжающая компания, целесообразно получать через два независимых ввода, подключенных к разным подстанциям, в идеале — к различным питающим центрам. Практика показывает, что при таком подходе удается значительно повысить уровень надежности, что самым благоприятным образом сказывается на непрерывности предоставления сервисов и конкурентоспособности заказчика. Однако получение двух вводов зачастую сопряжено с серьезными трудностями, поэтому нередко заказчик отказывается от подключения ко второму дублирующему центру электроснабжения, о чем, как правило, жалеет после инцидента.    

 Ещё один момент, касающийся внешнего электроснабжения, связан с потребностью поддерживать  непрерывное предоставление сервисов  и бесперебойную работу приложений. Иными словами, в любой нештатной  ситуации приложения должны стабильно  функционировать на протяжении  определенного промежутка времени.  Это условие выполняется только  в том случае, когда весь комплекс  инженерных систем (и система  электроснабжения в первую очередь)  соответствует требованиям надежности, установленным заказчиком для  приложений.   

 Задача решается  введением системы приоритетов,  в рамках которой все приложения  подразделяются на несколько  групп в соответствии с определенными  критериями надежности и непрерывности  работы. .

СИСТЕМА ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ   

 Анализ внутренних  систем электроснабжения будет  нелишним начать с напоминания  о том, что их конструктивные  и функциональные параметры, а  также требования к резервированию  определяются уровнем надежности  всей системы. Так, если заказчик  заинтересован в обеспечении  наивысшего уровня и на основании  этого принял решение о построении  системы уровня надежности TIER IV, то степень резервирования элементов  системы электроснабжения должна  быть не ниже 2(N+1). При этом, учитывая  уровень сложности систем и  плотность их размещения в  относительно небольшом помещении,  такое соотношение влечет за собой увеличение стоимости всего проекта.   

 Заказчику полезно  ознакомиться с некоторыми основными  составляющими проекта, что поможет  избежать необоснованных затрат  на этапе проектирования и  оснащения системы. Пожалуй, наиболее  важным моментом является необходимость  разработки внутренних корпоративных  стандартов на основные элементы  инженерной системы, в частности,  на компоненты системы внутреннего  электроснабжения. Большинство компаний, в том числе работающих в  Украине, это понимают, поэтому  в мире широко распространена  практика подготовки главным  энергетиком документа, где оговариваются  требования к структуре и отдельным  элементам системы электроснабжения  организации, в том числе тип  проектируемых решений, требования  к уровню надежности, перечень  рекомендуемых производителей оборудования. Документ утверждается руководством  заказчика и служит ориентиром  при создании новых объектов. Такой подход существенно упрощает  работу по подготовке проектных  решений и сокращает число  острых моментов при дальнейшем  развитии инфраструктуры заказчика,  а также при модернизации морально  устаревших элементов и участков  сети.

АВР.В системе электроснабжения должна быть реализована возможность переключение нагрузки с основного оборудования на резервное и обратно без малейших скачков электроэнергии. Для решения этой задачи предлагаются разные варианты АВР — и по типам переключения, и по принципу действия. Такое разнообразие позволяет обеспечить корректное завершение транзакций даже в тех случаях, когда на закрытие приложения в силу его сложности и инертности требуется длительное время — вплоть до нескольких часов. Исполнитель этого раздела проекта может разработать модель деградации системы и составить спецификацию на переключатели согласно с заданной заказчиком моделью приоритетов. А значит, и стоимость закупок в данном случае окажется оптимальной.

Главный распределительный  щит(ГРЩ). Это мощный и дорогой элемент внутренней системы электроснабжения, и экономия на комплектующих для него недопустима. ГРЩ строится с расчетом на максимальную нагрузку системы и вводится в эксплуатацию однократно. Впоследствии вносить какие-либо изменения в документацию и/или конфигурацию ГРЩ крайне нежелательно.    

 Ключевыми требованиями  к ГРЩ являются максимальная  надежность энергоснабжения и  устойчивость к воздействию внешних  факторов, использование стандартных  базовых элементов, физическая  доступность, соответствие единым  для электросистем уровням качества и надежности, возможность централизованного контроля, продуманные схемы проведения ремонтных работ.

Электрощитовое оборудование и электрораспределительная сеть.     Электрораспределительная сеть — самый большой (по территориальному охвату) контур системы энергоснабжения, что существенно затрудняет проверку ее целостности и исправности отдельных сегментов. Поэтому в международной практике при строительстве современных высоконадежных систем для облегчения контроля, эксплуатации и монтажа электрораспределительной сети предпочтение всё чаще отдается шинопроводам. В Украине эта тенденция еще только наметилась, поскольку опыта строительства уровня TIER III/TIER IV накоплено пока немного, а заказчики по-прежнему считают использование кабельной инфраструктуры более выгодным: на первый взгляд, она и стоит дешевле, и строится без жесткой привязки к графику выделения электрических мощностей городом. Что касается стоимости, то с ростом мировых цен на медь эта разница все более нивелируется.    

 Между тем, шинопровод обладает рядом бесспорных достоинств. Во-первых, его использование весьма удобно для построения электрораспределительной сети и изменения числа подключенных устройств. Точки подключения расположены на нем с заданным интервалом, а в спецификацию шинопровода могут быть включены стандартные электроустановочные изделия с учетом потребностей. Благодаря этому операция подключения/отсоединения оборудования занимает считанные минуты. Во-вторых, как при неполном заполнении, так и при максимально возможном числе точек подключения шинопровод занимает значительно меньше места в серверном зале. В-третьих, материал, из которого изготовлен шинопровод, не горюч. Таким образом, при сопоставлении всех «за» и «против», общие затраты на создание и эксплуатацию шинопроводов оказываются более низкими.

Система бесперебойного электроснабжения(СБЭ). Это один из немногих элементов системы электроснабжения, который изначально проектируется и строится «на вырост». Иными словами, применяемые при создании СБЭ решения и устройства должны позволять и дальше развивать и наращивать инфраструктуру. Чрезвычайно выгодным и удобным является применение модульных устройств. Текущее обслуживание, плановые профилактические работы, горячая замена одного или нескольких функциональных модулей выполняются при этом без нарушения установленного режима штатной эксплуатации и резервирования.

Групповая сеть. Розетки. От этой важной мелочи нередко зависит качество работы оборудования, подключенного к системе. Дело в том, что в процессе эксплуатации заказчику не раз придется производить замену морально устаревших устройств или устанавливать новые программно-аппаратные комплексы. Поэтому, приступая к строительству, надо отдавать себе отчет в том, что телекоммуникационные устройства и вычислительная техника имеют разные типы электрических разъемов (терминалов). А это значит, что при планировании замены оборудования, или заказе новых устройств необходимо либо заранее позаботиться о том, чтобы поставляемые блоки питания оборудования соответствовали корпоративному стандарту, либо спланировать распределение оборудования таким образом, чтобы разъемы подключения оборудования и типы розеток, установленных в данной зоне, соответствовали друг другу. В противном случае устройства физически не удастся подключить к системе электроснабжения без дополнительных усилий и затрат.