CyberPower Systems Inc.

Обеспечить надёжность работы ИТ-оборудования в нефтегазовой отрасли, от которой до сих пор в ключевой степени зависит российский бюджет, — важнейшая задача. Решают её при помощи систем гарантированного электропитания; в частности, промышленных ИБП. Их же собственная надёжность напрямую зависит от качества аккумуляторных батарей, уверенно контролировать которое позволяют средства управления аккумуляторами (battery management system, BMS).

По оценке аналитической компании MarketsandMarkets, на интервале от 2016-го до 2022 г. ожидается рост мирового рынка BMS со среднегодовым темпом 20,5%, — до 7,25 млрд долл. США. И хотя в заметной степени столь высокие темпы прироста обусловлены развитием электрического и гибридного автотранспорта, влияние тяжёлых и индустриальных систем бесперебойного энергоснабжения на него также велико.

Батарейная надёжность

Для подобного рода систем, применяемых не только в нефтегазовой отрасли, особенно важна надёжность. Есть разница в масштабе последствий между выходом из строя автомобильной аккумуляторной батареи — и отказом промышленного ИБП, который должен был питать секцию ЦОДа.

Чем надёжнее оборудование, тем ниже издержки при его эксплуатации и меньше вероятность незапланированных расходов. Американский институт Понэмона ещё в 2013 г. оценил сумму убытков, которые в среднем несёт типичный ЦОД вследствие самых различных напастей.

Так вот, сразу после сбоя в работе самого ИТ-оборудования и киберпреступности третьей по значимости статьёй издержек (и немалых, — почти в 700 тыс. долл. в год) стал именно отказ систем бесперебойного электропитания. Исследовав причины таких отказов, эксперты института Понэмона установили: чаще всего ИБП не срабатывает должным образом из-за выхода из строя либо аккумуляторных батарей (29% случаев), либо конденсаторов во внутренних цепях ИБП (25%).

На деле первопричина обоих этих типов отказов одна и та же: чрезмерно долгое время реальной эксплуатации устройства. Исследователи подсчитали: аккумуляторные батареи ИБП индустриального класса в ЦОДах при паспортном сроке эксплуатации 5-8 лет фактически служили почти вдвое дольше — теряя при этом вследствие неизбежной деградации свои рабочие свойства.

Логические цепи таких ИБП при возникновения аварийной ситуации срабатывают штатно и переключают нагрузку на батареи. Но те, успев уже потерять до 20% своей первоначальной ёмкости и до 50% исходно гарантированного времени автономной работы, не в состоянии оказываются обеспечить функционирование защищаемого оборудования ЦОДа. В итоге — потеря данных, убытки, непредвиденные расходы, срыв сроков контрактов и т. п.

Неблагоприятные условия эксплуатации — чрезмерно высокая температура, вибрации, пониженное давление — заставляют аккумуляторы деградировать быстрее. До 5% аккумуляторных батарей, согласно всё тем же экспертам института Понэмона, выходят из строя ещё на протяжении гарантийного срока.

В состав действительно мощного ИБП входят до нескольких сотен батарей, и отказ любой из них ведёт к повышению нагрузки на оставшиеся, включённые в схему перекрёстного резервирования аккумуляторных групп. Такое перераспределение нагрузки приводит к ускоренному исчерпанию ресурса всё ещё работоспособных АКБ, и в конечном итоге, опять-таки, — к внезапному отказу всего большого ИБП в целом.

Такая уязвимость аккумуляторов — данность, обусловленная законами физики и химии, с которой ничего поделать нельзя. Зато можно тщательно контролировать состояние каждой АКБ с тем, чтобы выход её из строя не был внезапным; чтобы заблаговременно извещать администратора инженерной инфраструктуры ЦОДа о приближении того или иного элемента системы энергобезопасности к критическому пределу.

Мониторинг с эквалайзингом

Именно такую задачу и решают современные системы управления аккумуляторами, BMS. Разработали их изначально для литий-ионных батарей, более сложных и дорогих, чем свинцово-кислотные. Однако BMS с успехом можно использовать и для оптимизации работы более привлекательных по цене свинцово-кислотных аккумуляторов: для них также важен непрерывный мониторинг уровня заряда и текущего физического состояния (напряжения, температуры, внутреннего сопротивления батареи).

CyberPower предлагает свою систему контроля и управления, которая состоит из контроллера BM100 и датчиков BM100-12V (для свинцово-кислотных аккумуляторов ёмкостью от 5 до 200 А*ч). Она в автоматическом непрерывном режиме обрабатывает полученные с батарейных датчиков данные и на их основании производит балансировку рабочих параметров АКБ, удерживая их в оптимальных рамках.

Широкий диапазон поддерживаемых мощностей позволяет применять это решение и для ИБП различной мощности, и для возобновляемых систем электропитания, и на солнечных либо ветровых электростанциях, а также практически в любых контурах энергоснабжения с особо строгими требованиями к надёжности.

BMS под брендом CyberPower способна контролировать основные параметры каждой АКБ в обслуживаемой группе: текущие значения напряжения, температуры, внутреннего сопротивления батареи. При этом есть возможность задействовать систему выравнивания заряда, — эквалайзинг напряжения всех контролируемых аккумуляторов в группе с возможностью погашения до 1,5 А на каждой АКБ. Сведение напряжений к единому уровню обеспечивает равномерность накопления/расходования заряда в батареях и существенно продлевает срок их эксплуатации с сохранением штатных характеристик.

Контур мониторинга BMS CyberPower рассчитан на снятие показателей одним устройством максимум с четырех групп АКБ, каждая из которых включает от 1 до 40 батарей (суммарно — до 160 АКБ от одного контроллера BM100). При фиксации отклонений параметров от номинальных значений система автоматически известит сервисную службу о необходимости ручного вмешательства и укажет обслуживающему персоналу, какой именно батарее следует уделить внимание.

Применять BMS CyberPower возможно с любыми типами ИБП. Основной блок системы штатно укомплектован SNMP-адаптером, что позволяет без затруднений интегрировать устройство в общую сеть. Подключение системы к батарейным группам также не представляет сложности, поскольку все датчики в одной группе последовательно соединяются с основным блоком по единому общему четырёхжильному шлейфу. Дополнительная нагрузка на сеть электропитания у BM100 минимальна: основное устройство потребляет менее 2,5 Вт, а каждый из подключённых датчиков — менее 0,17 Вт.

Последовательное подключение батарейных датчиков усиливает помехозащищённость и снижает стоимость как отдельного датчика, так и всей системы в целом. Внешние же датчики системы позволяют вести мониторинг внутреннего сопротивления АКБ, физических условий, в которых функционируют аккумуляторные батареи, в первую очередь температуры и влажности в данном помещении, и соответствующим образом корректировать оценку продолжительности службы АКБ.

Контроллер ВМ100 можно использовать как самостоятельное устройство либо совместно с источником бесперебойного питания. Он допускает дистанционное конфигурирование и мониторинг через SNMP практически из любой точки мира. Все перечисленные особенности системы вместе обеспечивают ощутимое продление срока службы АКБ — в среднем на срок от 6 до 24 месяца, что для свинцово-кислотных аккумуляторов более чем солидно.

Применяя BMS компании CyberPower, заказчик получает возможность значительно повысить надежность своей энергосистемы за счёт усиления одного из наиболее уязвимых её элементов — АКБ. Получая данные мониторинга об отдельных батареях и группах, концентрируя внимание сервисной службы лишь на заблаговременно выявленных проблемных АКБ, заказчик избегает внезапных аварий и существенно снижает издержки от простоя оборудования, а также прочие сопутствующие убытки. Последний момент особенно важен, хотя при оценке стоимости систем бесперебойного энергоснабжения его часто упускают из вида. Дистанционный мониторинг каждой батареи с формированием детального отчёта позволяет избавиться от таких дорогостоящих расходов по графе «сервисное обслуживание», как проезд специалиста до места установки.

Располагая предварительной информацией о снижении ёмкости конкретной батареи, компенсируя нехватку заряда, система позволяет производить замену отдельной АКБ с сохранением работоспособности всего батарейного массива. И обеспечивает тем самым заказчику немалую экономию средств, которым в нынешней непростой экономической ситуации он совершенно точно найдёт лучшее применение.

Cyber Power Systems Inc.

119049, Россия, Москва, Донская ул. 4, стр. 3

Тел.: +7 (495) 783-9445

Email: pr@cyberpowersystems.ru

www.cyberpower.com/ru/ru


На правах рекламы

Версия для печати (без изображений)   Все предложения