Специфициране на UPS системи за индустрията

• Дори няколкоминутен престой може да доведе до огромни загуби на производителност и наличности
  
  
• Изборът на достъпно, издръжливо и дълготрайно решение, работещо перфектно с изградената електроенергийна инфраструктура, понякога може да изглежда като непосилна задача
  
  
• Температурата, влажността, качеството на въздуха и въздушните потоци са само няколко от факторите, които трябва да се вземат предвид при специфицирането на UPS система

Прекъсванията на електроподаването могат да струват скъпо на бизнеса – в някои случаи става въпрос за милиони. Дори няколкоминутен престой може да доведе до огромни загуби на производителност и наличности. Затова е важно да се разполага с надеждно индустриално непрекъсваемо захранване (UPS). За тези системи може да се мисли като за застрахователна полица – може да изискват първоначална инвестиция, но в дългосрочен план, ако бизнесът претърпи прекъсване на електроподаването, ще си струва.
Изборът на достъпно, издръжливо и дълготрайно решение, работещо перфектно с изградената електроенергийна инфраструктура, понякога може да изглежда като непосилна задача. На пазара се предлагат множество UPS системи с безброй технически спецификации, които могат да затруднят и най-опитния професионалист.

Условия на работната среда

Температурата, влажността, качеството на въздуха и въздушните потоци са само няколко от факторите, които трябва да се вземат предвид при специфицирането на UPS система. Провеждането на оценка на средата ще спомогне за идентифицирането и на други опасности, които биха наложили избора на система за непрекъсваемо захранване, специално предназначена за индустриални приложения. В някои предприятия например стойностите на температурата и влажността могат да се променят в широки граници за кратък период от време.

В индустриалните предприятия UPS системите обикновено се инсталират там, където е най-удобно, а не там, където оборудването ще функционира оптимално. Често пространството е малко, труднодостъпно с недостатъчен въздушен поток, което води до работа на системата при повишени температури. Затова висококачествените индустриални UPS системи са проектирани с преоразмерени елементи от критично значение – например полупроводникови компоненти, токоизправител и топлоотвеждащи радиатори. В допълнение, резервните вентилатори, чиято изправност се следи непрекъснато, играят жизненоважна роля за охлаждането на критичните компоненти във вътрешността на оборудването.

В индустриалните приложения самият въздух може да съдържа корозивни елементи, които с времето могат да понижат експлоатационните параметри на трансформатори, платки и присъединявания. За да се ограничат въздействията на тези елементи, частите и окабеляването на индустриалните UPS системи обикновено или са покрити с нискореактивен уплътнителен материал, който ги предпазва от неблагоприятната среда, или са оборудвани със специален въздушен филтър.

За разлика от това, условията в центровете за данни например са много по-благоприятни. Повечето от тези съоръжения разчитат на системи за прецизно охлаждане, които поддържат стойностите на температурата и влажността в тесни граници. Това гарантира, че оборудването ще функционира с оптимална ефективност. За такива случаи разходите за UPS за индустриални приложения могат да бъдат пренасочени към добавяне на други функции, например по-добър мониторинг на експлоатационните параметри, резервираност и по-ниски оперативни разходи благодарение на по-висока ефективност.

Транспортиране и монтаж

Всяко индустриално предприятие е различно, което затруднява стандартизирането на процедурата по планиране и доставка на индустриални UPS системи. Предварителната подготовка е от съществено значение за гарантиране на надеждно транспортиране и инсталация на тези системи. UPS оборудването се доставя на клиента в транспортна опаковка и за позиционирането му на определеното за целта място може да е необходим мотокар, кран, палетна количка или комбинация от тях. В някои случаи може да е необходимо подсилване на пода, за да може да издържи на натоварването от теглото на системата.

За сравнение, UPS системите за IT приложения обикновено се инсталират в центъра за данни. Тези съоръжения може да се различават по размер, но като цяло са с доста предсказуема конфигурация, което улеснява в голяма степен транспортирането и монтажа на UPS системите и стандартизирането на практиките в това направление. Също така, тези UPS системи обикновено са по-леки и разполагат с колелца, улесняващи позиционирането им.

Физически достъп

При UPS системите и за индустриални, и за търговски приложения достъпът до оборудването и физическата сигурност са изключително критични. В индустриална среда непрекъсваемото захранване може да бъде разположено на няколко различни локации в зависимост от конфигурацията на предприятието. Някои оператори предпочитат локална UPS система (в близост до машината, чието функциониране трябва да се защити при прекъсване на електроподаването), а други – централизирана система. И в двата случая по-голяма част от обслужващия оборудването персонал предпочита достъп до UPS системата от предната й страна. Това позволява ремонтиране, инспектиране и осъществяване на превантивна поддръжка, без да се налага отстраняването на странични или задни панели на системата.

UPS системите от IT клас обикновено се подреждат в мрежа. Тази конфигурация спомага за разпределението и на кондициониран въздух, и на електроенергия. Повечето такива системи са подчинени на концепцията за централизираност, поради което достъпът за обслужващия персонал е от предната и от задната страна на оборудването.

И в двете среди физическата сигурност следва да се поддържа чрез заключване на панелите, ползвани за осигуряване на достъп за обслужващите екипи. Освен това, панелите трябва да са с панти, за да се предотврати падането им, което би могло да доведе до престой вследствие на задействане на прекъсвач или окъсяване на проводници под напрежение.

Експлоатация

По отношение на топологията, експлоатацията на UPS системи и за индустриални, и за ИТ приложения е идентична. И двата типа системи например се предлагат като онлайн варианти с двойно и делта преобразуване. UPS системите от индустриален клас обикновено работят в нерезервиран режим. Модулите им са по-малки, тъй като индустриалните приложения, нуждаещи се от кондиционирана електроенергия, са само част от общия товар. Сред компонентите, изискващи защита с цел предотвратяване на загубата на данни, са измервателна техника, оборудване за процесен контрол и някои основни програмируеми логически контролери.

В IT среда преминаването към байпасно захранване за продължителни периоди от време не е стандартна процедура, която който и да е мениджър би одобрил, защото рискът е прекалено голям. Техниците, обслужващи тези системи, работят на модулен принцип, изолирайки секции от оборудването и подменяйки ги с резервни, поддържани в наличност на място компоненти. Това обикновено редуцира престоя и позволява по-бързото връщане на системата в експлоатация, понижавайки риска от допускане на човешка грешка и прекъсване на работата на центъра за данни.

Капацитет на батериите

При центровете за данни има строго изискване за възстановяване на захранването в случай на прекъсване на електроподаването от мрежата. В повечето случаи тези изисквания се изпълняват от генераторни системи в режим на готовност. Ако електроподаването спре, поемането на товара от генераторите ще отнеме по-малко от минута. Този кратък период без електрозахранване се покрива от батериите на UPS системата, които обикновено са специфицирани за продължителност на работа от до 10 минути. В случаите, когато няма генератор, батериите осигуряват захранване за много по-дълъг период – от половин час до 2 часа в зависимост от големината на товарите. За разлика от това, капацитетът на батериите за индустриални приложения често трябва да е много по-голям, тъй като времето, в което може да се наложи захранването да се осигурява от UPS системата, варира от 1 до 8 часа и повече.

Поддръжка

UPS системите от индустриален клас обикновено се поддържат от техници на доставчика им, докато при UPS системите за центрове за данни се наблюдава тенденция на преминаване към обслужване от потребителя. Това се осъществява чрез модулизиране на системата, позволяващо подмяната на неизправните модули и изпращането им за поправка. Все повече резервирани системи позволяват подмяната на неизправни модули да се извършва дори без необходимост от преминаване към байпасно захранване.

Отстраняването на неизправности при индустриалните UPS системи се извършва на ниво компонент. Това изисква време, като в индустриални условия преминаването към байпасно захранване се толерира повече, отколкото при центровете за данни.

Експлоатационен живот

Предвид тежките условия, на които са подложени индустриалните UPS системи, вътрешните им компоненти трябва да бъдат специфицирани така, че да могат да се справят с допълнителните натоварвания. При експлоатация в типична индустриална среда тези системи демонстрират среден период от време между отказите (MTBF) от над 100 000 часа. Дори и с прилагането на практики за консервативен дизайн, компоненти, които са особено податливи на отказ в тези тежки условя, са охлаждащите вентилатори, постояннотоковите и променливотоковите кондензатори. Потребителите на индустриални UPS системи, например електроцентрали, обикновено специфицират сервизен живот на това оборудване между 20 и 30 години. UPS системите, използвани в нефтохимическата индустрия се характеризират с експлоатационен живот от между 10 и 15 години.

Изискванията за експлоатационния живот на индустриалните UPS системи са доста различни в сравнение с тези за IT среда. Центровете за данни търпят непрекъснати промени с надграждането на остарялото IT оборудване. Поради тази причина UPS системите обикновено остаряват само 5 години след въвеждането си в експлоатация, тъй като не са проектирани да издържат на динамичността на съвременните центрове за данни. Доставчиците на UPS системи за IT приложения, които познават пазара си много добре, концентрират проектантските си усилия върху това да направят продуктите си по гъвкави и адаптируеми към промените в дейта центровете.