ИБП для защиты коммерческого оборудования: начальный и средний уровень

Офисная, а точнее сказать, коммерческая (в самом широком смысле слова) техника год от года становится всё более требовательной к качеству электропитания. Внезапный скачок напряжения или минутный перебой в подаче электроэнергии может обойтись бизнесу чрезмерно дорого: если в результате пропадёт важная информация, выйдут из строя чувствительные приборы, нарушится непрерывность доступа к серверам и информационным ресурсам организации.

О модельных рядах оборудования APC by Schneider Electric для защиты домашних ПК и бытовой техники представитель компании уже рассказывал. Логичным продолжением темы стало интервью об ИБП начального и среднего уровня, предназначенных для офисных компьютеров и иной чувствительной к режиму электропитания коммерческой техники, которое дал Сергей Щербаков, руководитель отдела системных инженеров APC by Schneider Electric.

Какое коммерческое оборудование и от каких угроз защищают ИБП APC by Schneider Electric?

Это рабочие и графические станции в офисных помещениях, серверное оборудование, СХД, элементы сетевой инфраструктуры, которые располагаются рядом с офисами. Нуждаются в защите телеком-оборудование, системы автоматизации, медицинская техника, различные лабораторные приборы, банкоматы, кассовые аппараты, терминалы — всего и не перечислить. Список угроз для подобной нагрузки схож с тем, что уже приводился в материале Андрея Крюкова о защите бытовой техники: всплески энергии, повышенное/пониженное напряжение в сети, отключение электричества... Однако ИБП коммерческого направления отличаются от бытовых тем, что у них есть определённые дополнительные возможности.

Какими могут быть коммерческие ИБП?

Главный признак, по которому они различаются, — это тип переходного процесса, лежащий в основе принципа их действия. На сегодня наиболее распространены три типа ИБП. Самый простой из них — off-line (stand-by) или резервный — чаще всего рассчитан как раз на домашний сегмент. Это довольно дешёвые ИБП, не производящие коррекцию входного напряжения. Пока напряжение на входе остаётся в некоторых заданных пределах, оно просто транслируется на выход, а если за эти пределы выходит, — устройство переводит подключённую нагрузку на питание от батареи. Такой переход занимает сравнительно долгое время, 8–12 мс. Однако оно приемлемо для большинства импульсных блоков питания, которые находят применение в бытовой технике. Мощность резервных ИБП чаще всего ограничена пределом в 1 кВА.

Второй тип — тоже off-line, но уже не резервный, а линейно-интерактивный. Интерактивность ИБП данного типа проявляется в том, что они способны корректировать входное напряжение. Если его величина выходит за пределы заданного коридора, подключаются встроенные трансформаторы, чтобы повысить либо понизить напряжение до приемлемых величин. Это уже более серьёзные устройства — средний уровень функциональности и цены, если можно так выразиться. Именно их часто применяют для защиты коммерческой нагрузки, о которой говорилось выше, — от рабочих станций до банкоматов. Линейно-интерактивные ИБП предлагают дополнительные настройки, разные интерфейсы для подключения к стороннему оборудованию, возможность защиты коммуникационных линий, сухие контакты и т. п. Переход на питание от батареи для них совершается уже заметно быстрее: за 2–6 мс. И мощность таких ИБП может быть значительно выше, чем у резервных, — в нашем модельном ряду до 5 кВА. Как раз о линейно-интерактивных ИБП я в основном и хотел бы рассказать в этот раз.

Упомяну, однако, и третий тип источников бесперебойного питания — on-line. Известно несколько схем таких ИБП, которые преобразуют поступающую из электросети энергию на постоянной основе, но сегодня практически единственная схема, реализуемая в серийных устройствах, — это on-line double conversion с двойным преобразованием. В данном случае вся входящая энергия преобразуется из переменного напряжения в постоянное — это делает выпрямитель. И дальше с шины постоянного тока выходной инвертор осуществляет обратное преобразование — из постоянного напряжения в переменное, в результате чего на выходе вновь появляется синусоидальный сигнал.

ИБП типа on-line действуют в более широком коридоре входных напряжений, чем off-line-модели. Здесь точно выдерживается стабильность выходного напряжения и отсутствует сам факт переключения на батареи в случае перебоя с внешним питанием. В плане устранения различных помех из входной сети эти ИБП существенно лучше, чем off-line. Правда, поскольку on-line-устройство работает постоянно, у него выше риск выхода из строя. Для питания нагрузки в этом случае предусмотрен обходной режим — аварийный байпас, который переводит на себя нагрузку с инвертора при его отказе или перегрузке. По мощности on-line-ИБП APC by Schneider Electric начинаются от 1000 ВА — и покрывают диапазон до 1,5 МВА (это для отдельного устройства, без учёта возможностей параллельной работы).

Как различаются ИБП по качеству выходного сигнала и времени автономной работы?

Качество выходного сигнала определяется функциональностью инвертора. Для простых ИБП, которые применяются дома, при работе от батарей характерна ступенчатая форма (меандр), поскольку там используются простые инверторы.

Для более серьезных моделей за счёт широтно-импульсной модуляции формируется периодический сигнал разной степени близости к гладкой синусоиде. Чем выше качество (и цена) инвертора, тем меньше шаг модуляции по шкале времени и тем точнее сигнал приближается к синусоиде. В нашем модельном ряду ступенчатая аппроксимация, приближенная к синусоиде, характерна для ИБП домашнего/коммерческого сегмента: Back UPS, Smart SC. То, что можно считать чистой синусоидой, демонстрируют уже коммерческие модели: Smart UPS, Smart Online, Symmetra и т. д. Такое напряжение наилучшим образом подходит для чувствительной к качеству питания нагрузки — от телеком-оборудования до медицинской техники.

Различия между ИБП по времени автономной работы также определяются их рыночным позиционированием. Для домашнего сегмента характерно отсутствие моделей, к которым можно было бы штатно подключать внешние батареи. Один или два встроенных аккумулятора ёмкостью 7–9 А•ч в зависимости от типа нагрузки могут, конечно, обеспечить и пару часов работы нагрузки, но разъёма для подключения внешних батарей в конструкции ИБП не предусмотрено. Для сегмента же коммерческого — не для всех, но для ряда моделей — характерно как раз наличие такого разъёма, а также присутствие в ассортименте вендора соответствующих внешних батарейных блоков, которых совместимый ИБП может поддерживать до десяти штук. Это характерно для Smart UPS SMX, Smart UPS RT, Symmetra и других наших серий.

Ещё отмечу, что российским пользователям свойственны изобретательность и смекалка. Проявляются они порой в том, что к самым обычным ИБП иногда подключают заведомо несовместимые внешние батареи — вплоть до аккумуляторов от какого-нибудь КрАЗа на 100 А•ч. Частенько такое практиковалось в южных наших регионах, на берегу Чёрного моря, где надолго могли отключать централизованную подачу электроэнергии. Почему не стоит самостоятельно подключать внешние батареи? Да потому, что если ИБП для этого конструктивно не предназначен, то у него будет инвертор с пассивным теплоотводом, рассчитанный на малое время автономной работы при большой нагрузке. И если вместо штатных батарей на 7–17 А•ч этот инвертор будет получать энергию от танкового аккумулятора, то он, конечно, сможет проработать несколько часов, но на деле довольно быстро перегреется и может выйти из строя. Зарядное устройство в таком ИБП также не предназначено для заряда батарей большой ёмкости — и зарядить нештатный аккумулятор не сможет. Поэтому в модельном ряду есть соответствующая серия ИБП XL, рассчитанная на подключение внешних батарей — и вот там предусмотрены разъёмы для их подключения, принудительное охлаждение инверторов, мощные ЗУ и контроллеры мониторинга внешних батарей.

В каком исполнении доступны коммерческие ИБП APC by Schneider Electric?

В отличие от бытовых моделей, которые выпускаются исключительно в корпусах башенного типа, коммерческие бывают и «башнями», и предназначенными для монтажа в стандартную 19-дюймовую стойку, а также в универсальных корпусах: т. е. при оснащении дополнительными ножками, ушками, салазками и прочими переходниками можно установить либо на пол, либо в ту же стойку. Как правило, для универсальных моделей предусмотрен даже поворот дисплея: он квадратный, его несложно отстегнуть и нужным образом переориентировать.

Расскажите подробнее о различных сериях ваших коммерческих линейно-интерактивных ИБП.

На сегодня у APC by Schneider Electric есть следующие серии такого рода устройств:

• SMV — Easy UPS SMV, это некий начальный уровень; серия относительно недавняя. Здесь представлены модели от 750 до 3000 ВА для нагрузки с коэффициентом преобразования мощности (PF) до 0,7; исключительно в башенном исполнении, без возможности конвертации и без версий для монтажа в стойку. Диапазон допустимого входного напряжения — от 165 до 290 В плюс-минус 5 В. Коммутационные возможности ограничены портами USB и RS-232 для связи с рабочей станцией, на которой будет развёрнуто довольно простое ПО UPSCAPO: только для ОС Windows и с самой базовой функциональностью — диагностика и завершение работы. Зато у ИБП серии SMV имеется разъём встроенных сухих контактов, что нехарактерно не только для устройств бытового сегмента, но и для многих коммерческих. Кроме того, предусмотрен специальный разъём (не Smart Slot, а особый, миниатюрный) для карты SNMP-управления, которую можно приобрести отдельно. На такие ИБП мы даём два года гарантии — как на силовую часть устройства, так и на батарею;

• следующий, уже менее бюджетный сегмент в настоящее время представлен сериями Smart SC и SMC. Первая из них — уже довольно старая разработка, в этом ряду всего три модели (две напольные, 420 и 620, и версия для монтажа в стойку высотой 1U на 450 ВА). Скоро, думаю, её полностью вытеснит серия SMC: в ней уже свыше десятка устройств от 1 до 3 кВА, как башенного типа, так и стоечных, высотой 2U. Диапазон допустимого входного напряжения здесь — от 170 до 300 ВА, максимальный коэффициент мощности нагрузки — 0,7. При прямой коммуникации этих ИБП с компьютером используется более продвинутое ПО PowerChute, однако слотов для коммуникационных карт расширения не предусмотрено. Гарантия — также два года на всё, включая батарею.

• если говорить про более традиционный и самый распространённый вариант коммерческого использования линейно-интерактивных ИБП, то здесь APC by Schneider Electric предлагает серии Smart SMT и SMX. Раньше в этот же диапазон попадали семейства SU/SUA, но сегодня они уже мало актуальны, поэтому рассматривать их не будем. Теперь именно ИБП Smart SMT и SMX обеспечивают для коммерческого применения то, что мы называем полнофункциональной защитой. Принципиально они выделяются тем, что при работе от батарей выдают чистую синусоиду на выходе, а не ступенчатую аппроксимацию, как более бюджетные модели. Другое отличие — высокая энергоэффективность: КПД до 98%. Они оснащены серьёзным LCD-экраном и пятью клавишами управления, что позволяет через удобное меню (даже с выбором языка!) без использования какого-либо дополнительного ПО управлять всеми возможностями ИБП. Smart SMT и SMX бывают в напольном и стоечном исполнении; встречаются и конвертируемые. За исключением самой младшей модели, SMT 750i, все устройства этих серий обладают управляемыми группами выходных розеток. Это даёт возможность, например, дистанционно выключать и перезагружать полезную нагрузку, что очень удобно для отдалённых филиалов. Другой пример использования управляемых групп розеток: при включении ИБП в автоматическом режиме можно подавать напряжение на выходы последовательно, тем самым обеспечивая нужную очерёдность запуска полезной нагрузки. При работе от батареи управляемые розетки позволяют в первую очередь отключать менее критичное оборудование, чтобы дольше проработало более важное, и т. д. В ИБП серий SMT и SMX применены мощные зарядные устройства: время «полного» (до 80%, как это принято учитывать для свинцово-кислотных аккумуляторов) заряда батареи для них — лишь около трёх часов. Предусмотрено непрерывное измерение энергоэффективности самого ИБП и энергозатрат полезной нагрузки — результаты этих замеров выводятся на дисплей и доступны через управляющее ПО. Актуальная и точная информация о текущем потреблении энергии в киловатт-часах позволяет отключать, используя всё те же управляемые группы розеток, ненужную нагрузку (скажем, на ночь) — всё ради энергосбережения.

В чём же тогда разница между сериями SMT и SMX?

Серия SMT не предусматривает возможности подключать внешние батареи, тогда как SMX — вполне: максимум десять внешних батарейных блоков. Причём подключение это интеллектуальное: помимо силового кабеля к батарейному шкафу идёт ещё и информационный, позволяющий вести мониторинг подключённых аккумуляторов, их автоопределение и т. д. По мощностям обе серии охватывают диапазон от 750 до 3000 ВА. По входному напряжению могут настраиваться либо от 151 до 302 В, либо от 140 до 280 В, в зависимости от модели. У наиболее свежих версий SMT есть возможность работы с нагрузкой при коэффициенте преобразования мощности до 0,9. На всех ИБП SMT/SMX присутствует смарт-слот для подключения стандартных коммуникационных карт, которые выпускает APC by Schneider Electric: Web SNMP, ModBus, BackNet, сухие контакты и т. д. Разумеется, предусмотрено и прямое подключение к ПК через USB и/или RS-232 и полнофункциональная работа с ПО PowerChute Business Edition, причём не только под ОС семейства Windows, но и в среде Linux и даже под виртуальными машинами.

Кроме того, для серии SMT начиная с мощности 2200 ВА и для всех SMX добавляется интерфейс аварийного отключения EPO (Emergency Power Off) — на случай аварийных ситуаций вроде пожара. И — важный момент — на обе эти серии идёт трёхлетняя гарантия. Точнее, три года на силовую часть ИБП и два года на батареи. Для устройств обеих этих серий для монтажа в стойку начиная с мощности 1500 ВА существуют внешние панели механических байпасов.

Наконец, в серии SMT уже начали появляться доступные для среднего бизнеса ИБП с литиевыми батареями. Их отличает по меньшей мере вдвое увеличенный срок службы по сравнению со свинцово-кислотными той же ёмкости, а также компактные размеры, малая масса и ощутимо сниженная степень воздействия на окружающую среду, поскольку они не содержат ни свинца, ни кислоты. ИБП с литиевыми батареями сведены в отдельную подсерию SMTL с мощностями от 750 до 1500 ВА: у этих новых аккумуляторов принципиально иной алгоритм заряда, время которого меньше, а ток при этом выше. У APC by Schneider Electric уже есть обширный портфель решений с литиевыми аккумуляторами в сериях on-line ИБП большой мощности; но в том функционально-ценовом диапазоне, который перекрывают линейно-интерактивные устройства, подсерия SMTL пока уникальна.

СПЕЦПРОЕКТ КОМПАНИИ SCHNEIDER ELECTRIC