Электронные и динамические установки

Как на практике применять статические и динамические ИБП

Когда идет речь о защите электропитания дата-центров, обычно упоминаются ИБП с двойным преобразованием. Но при построении крупных центров обработки данных (ЦОД) приходится выбирать между ИБП статическими и динамическими. Рассказываем, в чем их особенности, как они работают и в каких ситуациях применяются.

Источники бесперебойного питания характеризуются мощностью, конструктивным исполнением и типом. Но есть еще один критерий: архитектура, определяющая их разделение на статические и динамические.

К первым относятся ИБП off-line, line-interactive, on-line, с двойным преобразованием, с дельта-преобразованием и с маховиком-генератором. Три последних решения – это трехфазные статические ИБП для крупных дата-центров. Обычно их имеют в виду, когда говорят о статических решениях. К динамическим относят генераторные/аккумуляторные и ИБП с силовым модулем.

Отличия и особенности

Чтобы разобраться в особенностях работы разных типов ИБП, начнем с определений.

Статическими (СИБП) называют ИБП, в конструкции которых нет движущихся элементов (вентиляторы – не в счет). Чаще всего в дата-центрах используют ИБП с двойным преобразованием, в которых есть выпрямитель и инвертор. Первый преобразует переменный ток в постоянный, а второй выполняет обратную функцию так, чтобы на выходе получился сигнал чистой синусоидальной формы.

При отключении электроэнергии или длительных помехах в сети защищаемое оборудование питается от аккумуляторных батарей постоянного тока. Как правило трехфазные модели обеспечивают от 5 до 30 минут автономной работы. За это время можно переключиться на резервные источники энергии или правильно завершить работу.

Если качество электроэнергии высокое, многорежимный ИБП (среди современных моделей таких большинство) переходит в экономичный режим работы и обеспечивает КПД до 99 %. При кратковременных помехах он переключается в обычный режим – с двойным преобразованием – и КПД понижается до 95–96 %.

Трехфазные ИБП Delta Electronics Ultron серии HPH для ЦОД

Динамическими (ДИБП), дизель-роторными или ротационными называют ИБП, которые для передачи питания на нагрузку используют вращающиеся элементы – например, маховики. Их используют как временное хранилище энергии и включают, когда в сети исчезает электропитание. Пока есть стабильное напряжение, он раскручивается и накапливает энергию, а в критических ситуациях работает как электрогенератор. Аккумуляторных батарей в такой системе нет – это позволяет рационально использовать площадь дата-центров и экономить на эксплуатационных затратах.

Виды статических ИБП

Девять из десяти трехфазных ИБП в типичном ЦОД – это статические решения с двойным преобразованием. Они поддерживают нагрузку от 10 кВт до 1,6 мВт и работают автономно до четверти часа.

ИБП с дельта-преобразованием – усовершенствованные линейно-интерактивные источники бесперебойного питания. Их главное преимущество в высоком КПД, но достигается он при совпадении двух условий: стабильном напряжении и полной загрузке ИБП.

В неидеальных условиях эффективность работы этих ИБП ниже, чем у систем on-line, работающих в реальных условиях. Частично этот недостаток компенсируется способностью масштабироваться и низкими расходами на эксплуатацию.

ИБП с маховиком-генератором направляют энергию потребителям через инвертор, и у них нет батарей, которые ее накапливают. Таких ИБП в ЦОД не более 3 %, время защиты тоже небольшое: от 15 до 30 сек.

Виды динамических ИБП

Генераторные/аккумуляторные динамические решения оснащены вертикально установленным мотором-генератором. У такой установки компактные размеры (это явный плюс), но механические компоненты и другие конструктивные особенности усложняют, а значит, повышают расходы на техническое обслуживание. Внутри находятся батареи, которые подзаряжаются при наличии стабильного напряжения в сети. Когда появляются проблемы, питание выводится на мотор, соединенный с генератором.

В динамических ИБП с силовым модулем есть встроенный или внешний (подключенный) дизель-генератор. Плюс такого решения в том, что оно рассчитано на высокие – мегаваттные – нагрузки. В обычном режиме электроэнергия поступает потребителям через фильтр. Но если появляются проблемы с электропитанием, маховик подает энергию на мотор-генератор. Нескольких секунд их работы хватит, чтобы запустить дизельный двигатель.

Область применения

Динамические ИБП – нишевый продукт. Они хорошо зарекомендовали себя в ситуациях с частыми короткими бросками тока и при большом количестве гармоник. ДИПБ оптимальны для защиты спутниковых станций и станций телевещания с мощными усилителями, а также на режимных объектах с высоким уровнем секретности. Они встречаются в системах, обслуживающих параллельно моторы с регулярным включением и отключением. Иногда используют динамические ИБП с силовым модулем в мегаваттных ЦОД.

Статические ИБП распространены больше – ими оснащают дата-центры мощностью 20–200 кВт и в 95 % – с мощностью до 500 мВт. Если взять обычный ИБП для обычного дата-центра, то в 99 % случаев это будет статическое решение.

Замена модуля в статическом ИБП

Особенности техобслуживания

Независимо от типа все ИБП нуждаются в техническом обслуживании, чтобы поддерживать их высокую готовность и стабильную работу. Механические компоненты в основе ДИПБ обслуживать сложнее, чем электронные.

  • Раз в неделю: проверить температуру обмоток и подшипников, состояние батареи стартера, подогрева охлаждающей жидкости.
  • Раз в месяц: оценить состояние угольных щеток (они быстро изнашиваются), протестировать переключение системы в аварийный режим.
  • Раз в год: проверить байпас и выключить ИБП, почистить его, заменить масло и проверить стабилизатор частоты.
  • Раз в 5 лет: заменить подшипники и проверить механизм свободного хода.

Сравните: статическим ИБП хватит ежегодного осмотра. При этом в условиях нормальной эксплуатации они служат в среднем на 50 % дольше, чем динамические. Но учтите, что специального техобслуживания требуют аккумуляторные батареи внутри СИБП, особенно свинцово-кислотные.

Разделение на статические и динамические ИБП используют давно, но ситуации, когда нужно сделать выбор между ними, практически не возникают. У ДИБП узкий сегмент потребителей, высокие требования к обслуживанию и малый срок службы. На их фоне СИБП выглядят универсальным решением для абсолютного большинства дата-центров мощностью менее мегаватта.

Источник



Выбираем электронную ударную установку

Автор

Первые серийные электронные барабаны начали появляться в середине 70-х как эксперимент и не очень напоминали настоящие инструменты. Девайсы в духе Syndrum были попыткой совместить электронные звуки с живым грувом. Ситуация изменилась, когда в 1978 году на рынок вышла компания Simmons — первопроходцы в производстве цифровых установок. Электронные ударные стали все больше походить на настоящие, а после значительного спада популярности в 90-е наметился тренд в сторону скрупулезной имитации живых барабанов.

Электронные ударные установки

И хотя акустическую установку вряд ли удастся когда-нибудь полностью заменить, электронные сеты уже никогда не вытеснить из сектора ударных. Тем более, электроника может помочь с теми задачами, которые с классическим инструментом решать довольно сложно или невозможно в принципе.

Зачем вообще нужна электронная установка

Предназначение электронных установок

Поговорим про задачи: для чего точно стоит покупать цифровую установку.

  1. Самое очевидное — чтобы играть с командой для других людей в тех местах, где с живой установкой точно будут проблемы. Это и бары/пабы/кафе с плохой акустикой, и шоурумы, и корпоративы в разнообразных банкетных залах, где настоящая установка просто снесет слушателей и их салаты.
  2. Для студийной работы. Электроника использовалась в профессиональной работе еще в эпоху Simmons (вспоминаем альбом Фила Коллинза No Jacket Required и релизы INXS), и уж тем более применяются сейчас: взять Омара Хакима, который записывал альбомы Мадонне, Джей Ло и Daft Punk, и многое из этого материала — не выходя из своего дома.
  3. Для индивидуальных занятий. Не у каждого есть своя студия, а в квартире поставить акустическую установку равно самоубийству. Кроме того, в модули электронных сетов встроены разнообразные учебные функции. Для домашних занятий электронная установка практически незаменима.
  4. Для развлечения детей и кидалтов. Закономерное развитие человека после сотен часов в Guitar Hero. С точки зрения увлекательности электронные установки базового уровня — как раз нечто среднее между игрушкой и настоящим инструментом. Модули подороже снабжаются банками самых разных звуков, встроенными песнями и aux-входом под плееры, поэтому подарок увлечет надолго.
  5. Для создания гибридной установки. Модный способ маркетологов обозначить акустический инструмент с электронными элементами. Кроме шуток, это стандарт для профессиональных поп-проектов и масштабных шоу. Помимо очевидных возможностей вроде запуска плейбеков и электронных эффектов, барабанщик может ступить на путь onemanband’ов и заменить собой участников ансамбля.
  6. Записать партию по MIDI. Практически все современные интерфейсы могут записывать сыгранное в DAW, значит вы можете без проблем сделать дубль своей партии в общий проект команды, редактировать его и пользоваться какими угодно сэмплами.

Есть еще пара моментов, которые толкают купить электронную установку, а не акустический вариант. Во-первых, электронная установка — это удобно. Она не занимает много места, в модуль заранее встроены функции, которые могут увлечь и разнообразить занятия. С электронной установкой гораздо проще сделать занятия эффективнее. Если речь идет не о серьезных тяжеловесных инструментах в духе Roland TD-30, то электронную установку легко сложить и переносить между площадками. К тому же, ее не нужно настраивать, следить за износом пластиков и прочих расходников, и куда проще держать в рабочем состоянии. Но у электронных девайсов есть свои ограничения и недостатки.

Что сделать с электронной установкой не удастся:

Для чего не подходят электронные ударные

  1. Научиться извлекать звук из живого инструмента. Как бы вы ни старались, научиться правильному звукоизвлечению в полной мере можно только на акустической установке. Даже кевларовые пластики не могут до конца передать тактильные ощущения и отскок, которые есть при игре на настоящих барабанах.
  2. Научиться играть с динамикой. Естественно, современные электронные установки убедительно и в деталях имитируют динамический диапазон настоящих барабанов. Но здесь работает тот же принцип, что и в электронных фортепиано — рано или поздно вам придется обратиться к инструменту-первоисточнику, если вы хотите развиваться.
  3. Работать с акустикой помещения и балансом голосов в команде. Игра в ансамбле становится очень комфортной: вы сразу же получаете удобоваримый звук, никого не глушите и можете быстро разнообразить доступные тембры парой кликов на модуле. Но так вы никогда не поймете ничего о естественной реверберации помещения или о том, когда стоит уйти на задний план и отдать место в динамическом диапазоне остальным участникам команды, а когда выйти вперед и играть форте.
  4. Настраивать голоса и в принципе обращаться с инструментом. У простоты всегда есть оборотная сторона. То как барабанщик настраивается, какого тона добивается от каждого голоса и как именно объединяет свои барабаны в один инструмент – неотъемлемая часть индивидуального стиля. Частично этому можно научиться на электронном сетапе верхнего и среднего ценового сегмента: поэкспериментировать с высотой тона, степенью глушения и типом «пластика». Но будьте уверены, если вы не уделяли время тому, чтобы научиться настройке барабанов, вы не сможете просто взять и сделать себе собственный звук. То же относится и в целом к стилистике звучания.
  5. Понять как играют на настоящих тарелках. Если пэды с точки зрения игры еще могут напоминать акустические барабаны, то с тарелками ситуация хуже. Резиновые пэды тарелок, к сожалению, не имеют ничего общего с настоящими крешами, райдами и хетами. Рок, поп, хип-хоп и электроника не так требовательны к нюансам игры на тарелках, но малейший уход в сторону джаза или соула уже потребует соответствующих умений. Постепенно на рынок приходят гибридные решения в духе Zildjian Gen16, но пока что это очень дорого и не подойдет начинающему или стесненному в средствах исполнителю.
Читайте также:  Ситилинк установка кондиционеров отзывы

Естественно, это не значит, что в сторону электронных установок не стоит и смотреть. Очень часто подобные тезисы становятся отмазками для тех, кто просто не в состоянии прозвучать на электронном инструменте. Такие персонажи, впрочем, и за акустикой обычно выглядят довольно бледно. Важно понимать, что электронная установка — это не универсальное решение, не панацея, а инструмент, который лучше всего подойдет для решения определенного круга задач.

Мы условно разделили цифровые барабаны на несколько категорий, которые соответствуют запросам музыкантов. Рассмотрим их подробнее.

Инструменты для развлечений

Электронные ударные для развлечений

Сюда входят настольные установки. В них есть встроенный модуль с базовыми функциями и несколькими банками звуков, а также динамик. В некоторых моделях есть педали для хэта и бас-барабана.

Кому подойдет

Это как раз хороший пример детского инструмента или подарка взрослому, уставшему от Guitar Hero. Не стоит ожидать от подобных девайсов реализма, студийного качества или способности заменить живую установку. Но вот в качестве первого ударного инструмента для детей, такие девайсы могут подойти, тем более, что маленького ребенка за обычную установку элементарно не усадить. Чтобы играть, понадобится просто поставить инструмент на удобный стол, установить батарейки и вручить исполнителю палочки.

На что обратить внимание

Проверьте качество сборки, чувствительность к velocity (громко-тихо), есть ли в комплекте педали и вход AUX для подключения плеера или телефона с любимыми песнями.

Примеры

Базовый уровень

Электронные ударные для базового уровня

Это установки, которые подходят начинающим барабанщикам для игры дома. Форм-фактор таких инструментов примерно одинаков. Расстановка голосов уже походит на акустическую установку: в комплекте тарелки (хэт-креш-райд), пэды под малый барабан, бас-барабан, два навесных и один напольный том. Пэды крепятся на раму, под левую руку вынесен модуль.

Кому подойдет

У таких установок три основных преимущества: они занимают мало места, посадка и постановка рук почти идентичны настоящей установке, а модуль комплектуется сугубо учебными функциями. Соответственно, это решение для тех, кто успел позаниматься на тренировочном пэде 3-6 месяцев и понял, что увлечение стало серьезным.

На что обратить внимание

В первую очередь, на раму. Нужно сесть за инструмент, попробовать отрегулировать его под себя и понять, подходит ли его эргономика вам — на выбор базового инструмента этот фактор должен влиять больше всего. Далее, нужно посмотреть на конструкцию пэдов. Пока речь идет о только начинающем барабанщике, большее значение имеет не наличие двухзонных датчиков (например, для игры римшотов), а сам материал. Предпочтение стоит отдавать установкам с кевларовыми пластиками (mesh heads), отскок от которых больше походит на отскок палки от настоящего барабана. Если для вас критично место, которое будет занимать установка, обратите внимание на самые компактные решения, например модель Roland TD-1 или Millenium HD-50. Если вы готовы выделить чуть больше места и готовы терпеть чуть больший уровень шума, выбирайте тот инструмент, который требует дополнительной педали для бас-барабана. Штатные педали все-таки имеют другую механику, а вам потом придется корректировать технику ног.

Не стоит забывать, что с этого уровня придется позаботиться об источнике звука: придется купить наушники или напольный монитор.

Примеры

Ученический уровень

Электронные ударные для учеников

Если музыкант стабильно занимается несколько лет, рано или поздно ему понадобится расширить палитру звуков и функционал звукового модуля. Скорее всего, такой ученик уже плотно знаком с акустической установкой и начинает на практике понимать возможности живых барабанов. Это самое время обновить домашний электронный сет.

Кому подойдет

Тем, кто смог наработать азы техники на ударной установке и кому теперь не хватает нюансов звучания.

На что обратить внимание

На то, как работают триггеры. Тарелки должны реагировать на игру в купол и плоскость, а малый барабан — на игру в обод. Обратите внимание на пэд бас-барабана. Поиграйте несколько фраз на педали, чтобы понять, насколько отскок будет вам удобен. Протестируйте модуль на предмет учебных функций, которые помогут вам прогрессировать и эффективнее заниматься. Особенно полезна функция записи в реальном времени: чем больше вы записываетесь и анализируете свой материал, тем быстрее растете. Также стоит посмотреть, насколько удобно связать установку с компьютером. Когда вы пересаживаетесь играть за установку этого сегмента, наступает самое время осваивать секвенсоры и программирование партий.

Примеры

Профессиональный уровень

Электронные ударные для профессионалов

С этими установками вполне можно записывать материал в студии, играть с коллективом на репетиции и даже выступать на площадках. Звук все больше и больше напоминает звучание акустической «кухни». Модули таких цифровых установок — сами по себе очень серьезная машина, и даже со стандартными пресетами вы можете очень достойно прозвучать в любой ситуации.

Кому подойдет

Это отличный вариант для кавер-бэндов, для заведений с живыми концертами и неподготовленной акустикой, а также для проведения лайвов в радиоэфире.

На что обратить внимание

На продвинутый функционал модуля и насколько просто в нем разобраться. Оцените потенциал готовых пресетов, какими эффектами можно обработать выходной сигнал перед посылом на PA-систему. Прослушайте примеры эмуляции реверба помещения и проверьте модуль на расширяемость – какой пользовательский контент можно в него загружать. Заодно полезно понять, хватит ли голосов установки под ваши задачи, и что нужно будет докупать (например, Roland TD17 не комплектуется стойкой для хэта).

Примеры

Барабаны джедаев. Именно такие применяются при записи альбомов Мадоннам. Здесь модуль напоминает космический корабль, как по сложности, так и по возможностям. Посмотрите это видео, чтобы понять, насколько серьезные это инструменты:

Кому подойдет

Тем, кто зарабатывает на жизнь записью барабанов в студии.

На что обратить внимание

На быстроту и удобство кастомизации, и особенно — на эмуляцию реверба помещения и различных схем расстановки микрофонов. Проверьте, хватит ли вам для работы входов/выходов.

Примеры

Гибридные решения

Чаще всего, гибридная установка — это концертная история. Она хороша тем, что расширяет возможности акустических барабанов, а также тем, что дает барабанщику контроль над происходящим на сцене. Именно через барабанные контроллеры удобнее всего и проще запускать плейбеки и семплы — система, в которой подклады залиты в контроллер и запускаются ударом палочки, заведомо стабильнее и надежнее, чем любое управление электроникой через ноутбук.

А устройства наподобие Alesis SamplePad Pro или Roland SPD-SX еще и можно использовать автономно, без установки. Вот пример:

Кому подойдет

Тем, кто активно концертирует с поп-проектами и постоянно работает с кавер-бендами.

На что обратить внимание

Сначала – на свою задачу. Допустим, вы просто играете на барабанах под клик и вам нужно дополнить фактуру подкладами. Тогда будет достаточно одного Roland SPD-1W. Напротив, если коллектив играет исключительно своими силами, а вы хотите заменить собой перкуссиониста, присмотритесь к Alesis SamplePad. А к Roland SPD-SX и Alesis SamplePad Pro стоит обратиться, когда вы отвечаете за звучание коллектива в более широком смысле — например, когда на сцене играет живой хип-хоп, а вы запускаете все семплы и плейбеки. Отдельно отметим интересное решение с некоторыми возможностями синтеза звука — Clavia Drum 3P. После того, как вы определились с задачей, обратите внимание на удобство использования, внутреннюю память, количество слотов для плейбеков и поддерживаемые расширения. Не забудьте озаботиться креплениями и стойками, а также коммутацией.

Читайте также:  Установка стоп при дцп

Источник

Техника и технологии

В этом решении кинетический накопитель энергии механически не связан с валом ротора синхронного мотор-генератора, что позволяет легко заменять оборудование, выполнять ремонт или сервисное обслуживание. Кроме того, в данном случае ось кинетического накопителя может быть установлена вертикально, что позволяет применить различные магнитные подвески и системы, минимизирующие трение внутренних частей устройства. Да и скорость вращения ротора маховика в этом случае может быть намного выше, чем при горизонтальном размещении оси кинетического накопителя энергии (от 20 до 50 тысяч об/мин), что увеличивает эффективность таких устройств, позволяя накопить больше энергии при тех же размерах и массе кинетического накопителя энергии.

Динамический ИБП Piller такого типа имеет следующие преимущества:

· обеспечивает нормальную работу при 100-% перекосе фаз нагрузки;

· единичный ИБП обеспечивает «чистое» электропитание активной и реактивной нагрузки мощностью от 150 до 1100 кВА;

· отсутствуют проблемы, связанные с ограниченной мощностью силовых полупроводниковых элементов;

· осуществляется гальваническая развязка входа и выхода ИБП;

· обеспечивается возможность питания нагрузки с большой реактивной мощностью;

· возможно наращивание мощности ИБП посредством их параллельного включения;

· за счет применения динамического блока вместо статических силовых полупроводников срок службы ИБП составляет более 20 лет;

· электрическая машина мотор-генератор поглощает высшие гармоники, реактивные и пусковые токи нагрузки.

Роторные накопители кинетической энергии

Важно не просто создать хороший роторный накопитель энергии (рис.6), но и обеспечить его соосность с ротором синхронного мотор-генератора. Для решения этой задачи каждый мировой производитель использует собственное решение.

Так, компания Euro Diesel выполнила свой кинетический накопитель энергии «двухслойным». Внутренний ротор представляет собой маховик, который находится на одном валу с ротором мотор-генератора и вращается, как и последний, со скоростью 1500 об/мин. Внешний ротор, вращающийся со скоростью 3000 об/мин, связан с внутренним электромагнитной связью. Поскольку внешний ротор накопителя находится на большем расстоянии от оси вращения и скорость его вращения выше, то очевидно, что именно эта часть устройства накапливает основной запас кинетической энергии.

При пропадании напряжения в сети внешний ротор начинает отдавать энергию внутреннему ротору, поддерживая, тем самым, работу синхронного генератора, формирующего выходное напряжение, поступающее в нагрузку.

Несколько иначе реализован накопитель энергии в ИБП Hitec Power Protection. Здесь кинетический накопитель энергии также имеет два ротора. Но к ротору синхронного мотор-генератора подключен внешний (наружный) ротор, который вращается со скоростью 1500 об/мин. Основную энергию накапливает внутренний ротор, скорость вращения которого составляет 4500 об/мин.

До состояния готовности накопитель раскручивается примерно за 10 мин. Такое время необходимо, чтобы довести скорость вращения внешнего и внутреннего роторов до нужных оборотов.

В продуктах обоих производителей приняты меры для того, чтобы частота вращения базового ротора накопителя энергии, механически соединенного с ротором мотор-генератора, при переходе накопителя в режим отдачи энергии оставалась как можно более стабильной. При этом тормозиться должен основной ротор кинетического накопителя энергии, который не связан механически с ротором мотор-генератора. Решается эта задача за счет управления токами возбуждения ротора маховика, вращающегося с частотой 1500 об/мин инаходящегося на одном валу с ротором синхронного мотор-генератора.

Двигатели и системы запуска

К решению задачи обеспечения гарантированного запуска дизельного двигателя производители подходят очень ответственно, что привело к появлению различных технических приспособлений и ноу-хау. Прежде всего, используемые для динамических ИБП дизельные установки существенно отличаются от дизельных двигателей, применяемых в дизель-генераторах. Производители дизель-роторных ИБП выпускают самостоятельно, как правило, только роторные накопители энергии и выполняют окончательную сборку и проверку устройства. Дизельные же установки и синхронные мотор-генераторы производятся сторонними производителями. Например, компания Euro Diesel использует дизельные установки Cummins, Deutz (при мощности до 800 кВА), а также MTU и Mitsubishi (при мощности от 800 кВА и выше).

При этом изготовители применяют и дизели с повышенной надежностью. Например, в двигателях, выпускаемых компанией Mitsubishi по заказу производителя дизель-роторных ИБП Hitec Power Protection, используются двойной стартер, предварительный подогрев и самотечная система подачи топлива, специальная муфта сцепления свободного хода.

В решениях Euro-Power применяются две системы запуска дизеля: традиционная (через стартер) и через многократное кратковременное включение сцепления, обеспечивающее передачу вращающего момента с центрального вала роторного накопителя на вал дизель-машины.

Ремонт и обслуживание

Ремонт и техническое обслуживание – важные вопросы, которые нужно решить при эксплуатации дизель-роторных ИБП. Ведь любая механическая система требует постоянного внимания персонала. Вращающиеся части кинетического накопителя энергии и синхронного мотор-генератора требуют смазки подшипников. В современных решениях эта работа выполняется без остановки системы, однако через некоторое время изношенные детали все равно придется менять. И тогда без вывода из эксплуатации дизель-роторного ИБП уже не обойтись. Кроме того, раз в год необходимо произвести осмотр и обслуживание дизельной установки.

Постоянного внимания требуют практически все элементы системы. Например, стартовые аккумуляторы, отвечающие за запуск дизельной установки, которым приходится работать в тяжелых температурных условиях.

Каждые 10 лет производится полная замена аккумулирующего ротора кинетического накопителя. За этот срок примерно два раза меняются подшипники. Это требует проведения трудоемких и затратных работ, сравнимых с капитальным ремонтом двигателя. И если такую процедуру даже для автомобиля не выполняют за один день, то что уж говорить об установке мощностью, скажем, 1 МВт. Подобный ремонт – это не просто замена деталей. Это сложный комплекс работ по балансировке, измерению, настойке и запуску системы в эксплуатацию. Ясно, что они не могут быть выполнены быстро и дешево.

В связи с этим, прежде чем приобретать дизель-роторный ИБП, необходимо получить ответ на вопрос относительно стоимости выполнения всех профилактических и плановых работ по обслуживанию такого ИБП, принимая во внимание, во что обойдутся аналогичные работы при наличии традиционного ИБП, у которого фактически нужно лишь регулярно менять АКБ. И это при том, что даже при мощности 1 МВА стоимость дизель-роторного ИБП выше, чем традиционного статического.

Области применения

Динамические ИБП находят применение в различных сферах. Это дата-центры и банки, больницы и торгово-развлекательные центры, аэропорты и стадионы, операторы связи и военные, нефтегазовая сфера, а также многие другие отрасли экономики и человеческой деятельности.

Кроме традиционных трехфазных систем электропитания напряжением 400 В дизель-роторные ИБП находят применение для резервирования сетей электроснабжения 3, 6, 10 кВ. Такие системы можно устанавливать на входе трансформаторных подстанций, и это уже серьезные решения промышленного масштаба.

Подобные системы используются для построения СГЭ заводов с конвейерными линиями. Нагрузка на таких производствах носит реактивный характер. В этом случае альтернативой статическим ИБП являются дизель-роторные системы, успешно выполняющие функции компенсаторов реактивной мощности.

Величина нагрузки для большинства проектов, реализованных с использованием дизель-роторных ИБП находится в большинстве случаев в пределах от 1 МВА до нескольких десятков мегаватт, причем чаще всего используются агрегаты мощностью порядка 2,5 МВА. Практически повсеместно при этом используется параллельное соединение необходимого количества дизель-роторных ИБП с резервированием по схеме 2N или N+1.

В мировой практике реализовано уже несколько тысяч проектов СГЭ с применением дизель-роторных ИБП. Например, только компания Hitec установила около 1600 таких установок. Но надо отметить, что в настоящее время область применения динамических ИБП пока еще достаточно узка (в основном, крупные ЦОД мощностью несколько МВт), а спрос на них пока невелик.

Одной из проблем, препятствующих развитию рынка динамических ИБП, эксперты Frost & Sullivan называют отсутствие достаточного числа предложений в диапазоне мощностей 200. 500 кВА, в котором их основные конкуренты, статические ИБП, представлены в широком ассортименте. Кроме того, они отмечают недостаточно агрессивный маркетинг со стороны поставщиков динамических ИБП и дефицит информации о преимуществах и особенностях применения этих продуктов.

Дизель-роторные ИБП могут использоваться для питания как критичной, так и некритичной нагрузки (рис.7).

Первая подключается через динамический ИБП, а вторая – напрямую от входной сети электроснабжения. При пропадании входного напряжения, когда дизельная установка еще не запустилась, некритичная нагрузка обесточена. В это время критичная нагрузка обеспечивается электропитанием за счет энергии кинетического накопителя. Когда же дизельный агрегат выходит на рабочий режим, обеспечиваются напряжением питания некритичные потребители.

Динамические ИБП против статических систем

Как любое решение, дизель-роторные ИБП имеет свои преимущества и недостатки. К их достоинствам относится, например, то, что, как уже отмечалось, для обеспечения их нормальной работы не требуются системы кондиционирования. Такие установки быстро заряжаются (для раскрутки маховика требуется несколько минут), поэтому могут выдерживать многократные отключения электроэнергии в течение небольшого промежутка времени.

Читайте также:  Набор для установки сальников клапанов

Важным фактором является необязательность наличия аккумуляторных батарей. В результате не только уменьшается площадь, необходимая для размещения ИБП (по данным производителей, на 35. 60%), но и достигается прямая экономия. Батареи стоят немалых денег, к тому же требуют постоянной замены, помещения и специальных условий хранения.

При многократных отключениях внешнего электропитания дизель-роторные ИБП – фактически безальтернативное решение. Зачастую мощность традиционных, статических ИБП рассчитывается таким образом, чтобы ее хватило для поддержания работы оборудования в течение 10. 15 мин. Но если на протяжении короткого отрезка времени (менее часа) напряжение в сети пропадет несколько раз подряд хотя бы на 4. 5 мин, то аккумуляторы могут просто не успеть зарядиться. Динамическим ИБП в силу их конструктивных особенностей такая угроза не страшна.

Достоинства дизель-роторных систем начинают проявляться на мощностях, приближающихся к 1 МВА. Причем речь идет не только и не столько о питании ИТ-оборудования. Скорее, наоборот, динамические системы могут эффективно применяться в промышленности, особенно если нагрузка носит реактивный характер или если возможны короткие замыкания в системе (дизель-роторные ИБП выдерживают 10-кратное превышение тока короткого замыкания).

Несмотря на то, что просчитываемая выгода от применения динамических ИБП начинается с нагрузки порядка 1 МВА, производители выпускают подобное оборудование в диапазоне мощностей от 100 до 2500 кВА. Сравнивая классические СГЭ, в состав которых входят статические ИБП на мощность 1 МВА и дизель-генератор на 1,6 МВА, с динамическими решениями на 1 МВА, эксперты отмечают, что начиная с пятого года эксплуатации суммарная стоимость владения для динамического ИБП становится меньше, а к десятому году такой ИБП оказывается в 1,5 раза выгоднее.

Проведем сравнительный анализ статических и динамических ИБП на примере построения СГЭ для ЦОД.

По мнению специалистов, использование дизель-роторных ИБП целесообразно, когда требуется обеспечить мощность от 200 кВА и выше. С учетом окупаемости и рентабельности бизнеса владельцев дата-центров эксперты рекомендуют применять динамические ИБП для обеспечения ЦОД мощностью от 1 МВА и более. Очевидно, что эта величина является минимальным шагом для наращивания, что потребует значительных первичных инвестиций, не соответствующих увеличению мощности серверного оборудования.

Например, для ЦОД мощностью в 1 МВА потребуется обеспечить резервирование за счет использования двух дизель-роторных ИБП по 1 МВА каждый (схема 1+1). Когда энергопотребление дата-центра начнет расти, нужно будет установить дополнительный ИБП мощностью 1 МВА, чтобы сохранить резервируемость (схема 2+1). В случае со статическими ИБП ситуация иная: на рынке они представлены в широком диапазоне мощностей, поэтому этот параметр можно наращивать постепенно.

По оценкам экспертов, эффективность дизель-роторных ИБП начинает появляться в расчетах ТСО на семь лет при мощности, превышающей 1 МВт на серверную нагрузку.

При отсутствии капитальных затрат на аккумуляторные батареи в случае использования динамических ИБП потребитель должен быть готов к расходам на ремонт дизельных двигателей и другие сопутствующие издержки на эксплуатацию (топливо, расходные материалы и др.).

По сравнению с классическими ИБП, которые предусматривают резервирование с помощью ДГУ, дизель-роторные требует гораздо более частых запусков дизеля, поскольку время поддержки нагрузки кинетическими накопителями энергии значительно меньше, чем АКБ.

В случае возникновения чрезвычайных ситуаций практически не остается времени на размышления, необходимо ли запускать дизель. Частое количество запусков требует большого количества дизельного топлива, для которого необходимы дополнительные емкости для хранения. Такие хранилища нуждаются в повышенных мерах безопасности, таких, как возможность резервного сброса дизельного топлива в случае аварии. Это тоже влияет на общую стоимость решения.

Необходимо также обратить внимание на такой параметр, как время восстановления системы в случае отказа. По оценкам специалистов при соответствующей конфигурации ЗИП любая авария в статических ИБП может быть устранена за 8 ч. Минимальный срок для полного восстановления дизель-роторного ИБП составляет 24 ч.

При этом вероятность возникновения неожиданных аварий при использовании дизель-роторных ИБП значительно выше в сравнении с использованием аккумуляторных батарей. Это объясняется тем, что химические элементы в составе батарей и происходящие химические процессы в значительной степени поддаются контролю (например, с помощью специальных систем мониторинга). Кроме того, АКБ меняют планово в процессе их эксплуатации. Это позволяет заблаговременно осуществлять превентивные действия для предупреждения неисправностей. В случае с дизель-роторным ИБП возможно скачкообразное возникновение аварии, поскольку поведение механической системы практически невозможно спрогнозировать.

Поскольку динамический ИБП – кинетическая конструкция с наличием большого количества подвижных частей, она требует ровного фундамента и тщательных выравниваний горизонтов при установке. Зачастую оптимально отвести под дизель-роторный ИБП отдельное здание, в котором должны быть кран-балки для проведения сборочно-разборочных работ и эксплуатационного обслуживания ИБП.

Одно из преимуществ динамических ИБП состоит в том, что это оборудование поставляется «под ключ» в виде готового решения. В случае со статическими ИБП требуются проектирование ДГУ и разработка схемы его взаимодействия с аккумуляторными батареями. К дизель-роторному ИБП нужно лишь подвести питание (вход) и обеспечить подачу напряжения на нагрузку (выход). За качественное выполнение остальной работы отвечает производитель оборудования.

В отличие от статических ИБП, дизель-роторные оптимально использовать для электропитания кондиционеров. Компрессоры кондиционеров характеризуются очень высокими стартовыми токами, которые статические источники бесперебойного питания не всегда могут обеспечить.

Аккумуляторные батареи требуют соблюдения строгого режима эксплуатации – не более +25°C и постоянного кондиционирования воздуха. С другой стороны, в этом вопросе немаловажную роль играет человеческий фактор. Ведь температура помещения, в котором установлен динамический ИБП, может достигать +40°C и даже выше (поскольку оно не оборудовано системой кондиционирования). При этом дизель-роторные ИБП периодически требуют проведения профилактических работ по техобслуживанию. Далеко не каждый сотрудник согласится провести даже ограниченное время в помещении при +40°C, вполне приемлемых для дизель-роторных ИБП.

Важным аспектом при использовании любого решения является наличие нормативно-правовой документации. К сожалению, необходимого пакета документов на дизель-роторные ИБП в Украине пока нет, а это значит, что при ввозе в страну такого оборудования и прохождении таможни могут возникнуть трудности.

Результаты комплексного сравнения СГЭ на базе динамических и статических ИБП приведены в таблице.

Источник

Светодинамические установки на светодиодах

Наверное, нет на свете человека, который не был бы знаком со светодинамической установкой (СДУ). Просто не многие придают значение, что это такое, а между тем самая простая светодинамическая установка — это новогодняя гирлянда, мигающая по заданному циклу. Кто не помнит школьных дискотек с мигающей светомузыкой? Мигающая иллюминация ночного города, так же относится к светодинамическим установкам. Светодинамические установки нашли самое широкое применение в оформлении банкетных залов, дискотек, рекламных щитов, подсветках зданий и во многих других местах жизнедеятельности человека. Но практически все светодинамические установки прошлого поколения имели один недостаток – применение в качестве светящегося элемента ламп накаливания. А это, как известно – большие финансовые расходы.

Но с появлением светодиодов и светодиодных матриц с большой яркостью свечения, все кардинально изменилось. Благодаря быстродействию светодиодов удалось получить большое количество световых эффектов, которых добиться с лампами накаливания просто невозможно. И, конечно, немаловажный фактор – экономичность светодиодных установок, как по потребляемой электроэнергии, так и по долговечности. Ресурс свечения светодиода достигает до 100 тыс. часов непрерывного свечения.

Самый простой пример светодинамической установки на светодиодах появляющиеся на площадях или скверах, или просто на улицах установки в виде трубостойки, на котором крепится «корона» из гибких световых шнуров — дюралайтов. При свечении такой установки имитируется праздничный салют или брызги огней, фейерверки и т.д.

Для управления такой светодинамической установкой могут использоваться три варианта управления: первый вариант — простая логика с жесткой привязкой к световому эффекту, например – «бегущие огни». Второй вариант – управление, собранное на интегральных микросхемах с применением ПЗУ, достоинство этого варианта в большом количестве программируемых световых эффектов. Третий вариант – применение микроконтроллера, где можно задать алгоритм работы СДУ – смена световых эффектов в цикличном порядке или в хаотическом, смена или отключение каналов и др.

Подключается СДУ к сети 220 В, 50Гц. Имеет защиту от короткого замыкания канала управления и защиту от перенапряжения. Потребляемая мощность таких установок не превышает 200 Вт. Эксплуатируется в широких температурных режимах – от +40 до -60 градусов. Может применяться и в комплексе с уличным освещением. В этом случае первичное управление (включение) происходит от фотореле или реле времени автоматики уличного освещения. В местах совместных установок СДУ с уличным освещением желательно уменьшить количество фонарей. Это позволит получить наилучший эффект визуального восприятия светового эффекта СДУ.

Привлекают светодинамические установки, конечно детей, но и взрослым праздничная иллюминация, создаваемая СДУ, поднимет настроение.

Прочая и полезная информация baner_1.1baner_2

Источник

Adblock
detector