Динамические ИБП: история одного инженерного апгрейда очень в духе времени

в 7:16, , рубрики: Hitec, Блог компании КРОК, бронепоезд, дата-центр, ДГУ, ДДИБП, дизель, динамический источник, ит-инфраструктура, питание, цод, энергопитание, метки: ,

Сейчас расскажу про эволюцию устройства, изначально предназначенного для обеспечения питания военных дата-центров по всему миру. Вот такой:

Динамические ИБП: история одного инженерного апгрейда очень в духе времени - 1
Новое поколение, «бронепоезд» на жаргоне. Справа наша давняя мечта — решётка, чтобы крыс не засасывало.

Технология родилась примерно в тот же период, что и ядерная бомба, поэтому она простая и понятная, как автомат Калашникова. Берём огромный железный волчок, раскручиваем электромотором. После преодоления инерции покоя тяжеленная железка крутится почти без трения. Отрубается питание — железка начинает сама крутить электромотор, который её запускал, и тем самым преобразует свою кинетическую энергию в электрическую некоторое время, пока не остановится. За это время успевает запуститься дизель.

Старые советские ДДИБП, которые стояли на Байконуре, принципиально не отличаются от своих современных аналогов. Те же волчки, те же дизели. Но есть масса полезных нюансов. Вот о них и о том, как вообще эволюционирует такое «кондовое» железо, и поговорим.

Динамические ИБП: история одного инженерного апгрейда очень в духе времени - 2
Предыдущее поколение

Маховик

ДДИБП состоит из трёх основных частей:

  • Тяжеленного маховика — накопителя энергии, вращающегося на точно выровненной оси. Электромотор раскручивает его и поддерживает вращение.
  • Синхронного генератора, который вращается либо от волчка (постоянно равномерно), либо от сети (в этом случае он становится мотором), либо от работы дизельного двигателя, который запускается сразу после отключения городского питания и через 2–4 секунды «подхватывает» вращение.
  • Дизельного двигателя.

Начиналась история ДДИБП с небольших мощностей. С годами мощности росли, увеличивались габариты, появлялись сложности с перевозкой. Производитель начал отрабатывать технологии перевозки ДДИБП, и машины начали разделять на модули.

Так появилась современная архитектура из трёх модулей, соединяемых через муфты, что очень упростило их доставку. В зависимости от пожеланий заказчика количество соединений между модулями меняется.

Железка имеет ряд совершенно не относящихся к основной технологии улучшений. И эти улучшения несколько меняют профиль использования устройства.

Перекомпоновка

Начну с самого главного. Самый большой геморрой этих систем был в том, что регулярного обслуживания и замены подшипников требовал модуль с маховиком, поскольку он наиболее подвержен механическому износу из-за постоянного движения. Этот модуль, к нашему огромному сожалению, располагался в середине устройства. Складывалось впечатление, что у наших голландских друзей на большей части объектов, видимо, ДДИБП ставятся в помещения типа ангаров и спокойно гудят в углу. И если им надо вытащить средний модуль, они подгоняют кран и выдёргивают его, как морковку из грядки.

В случае России расположение изощрённое: это всегда какая-нибудь нора — очень большая, но по факту нора. Так что нужен балочный кран или какое-то ещё устройство.

Накопитель вообще не ремонтируют на месте, для этого нужно дополнительное оборудование. Обычно привозят и ставят новый, а тот, что был, увозят на завод. И там уже с ним ковыряются всерьёз. Сложность заключается в том, что перед тем как выдернуть, модуль нужно отсоединить с двух сторон. От генератора и от двигателя. Это занимает около 4–5 часов. И потом, после ремонта, нужно обратно всё смонтировать, и это тоже непросто. При сборке нужно отрегулировать положение каждого блока относительно друг друга.
Иногда всё бывает ещё веселее, если дизель-динамический источник поставят в помещение, куда не может подъехать кран…

Для последней машины инженеры продумали такую архитектуру, при которой маховик оказался в крайнем модуле, а не в среднем. Это очень-очень скажется на обслуживании и сократит трудоёмкость работ.

Обслуживание

На одном из наших монтажей заказчик не проводил техническое обслуживание почти два года. В частности, не смазывал устройство в местах вращения. По логике оно должно было выйти из строя через несколько месяцев, но проработало сильно дольше, чем мы бы хотели. Почему? Потому что если бы оно остановилось сразу, мы бы просто смазали и провели мелкую профилактику. Но нет, железка доказала, что слова про военное использование — не пустой звук. И с «хрустом и скрипами» работала ещё полтора года без смазки. Щётки тоже не меняли, они стёрлись просто до мяса, до самого железа основы. Только тогда генератор остановился.

Надо сказать, что индикация отсутствия смазки и отсутствия ТО выглядит в прошлом поколении как маленькая красная лампочка на приборной панели.

В новом поколении система самодиагностики выводит обобщённый результат прямо на кожух:

Динамические ИБП: история одного инженерного апгрейда очень в духе времени - 3

Видите подсветку? Она тут не только для дизайна, но и работает как система индикации результатов самодиагностики. Если бы она мигала красным всё время, наверное, заказчик заметил бы, что с машиной что-то не так.

Это, кстати, общая тенденция — делать индикацию понятной без специальных знаний. Но в данном случае потребность в дизайне была очень важна голландским парням тоже, и поэтому кожух такой интересный на вид. Дело в том, что заказчикам в Европе (и США) важен презентабельный вид машин. Расскажу нашу историю, чтобы было понятнее, о чём речь.

Смонтировали заказчику две машины (основная и резерв), сдача-приёмка, красота, всё подписано. Выглядели они вот примерно так:

Динамические ИБП: история одного инженерного апгрейда очень в духе времени - 4

Заказчик в конце подходит и говорит:
— Мужики, а можно вот тут и тут светодиодную ленту приклеить?
Мы ему:
— Зачем?
— Ну, столько денег вбухано. Завтра журналисты приедут, чиновники. Не поверят, что вот эти коробочки столько стоят. Давайте светодиодов приклейте, чтобы машины космически выглядели.

Мы, конечно, приклеили. И светодиоды, и фотонные отражатели. Но, как легко догадаться, космически они выглядеть от этого не стали. Скорее, как казино. Чиновники посмотрели, понравилось.

А вот новые хай-тековские «бронепоезда» сразу впечатляют.

Возвращаясь к истории с отсутствием обслуживания. Как выяснилось, это важный вопрос не только у нас, но и в Европе, поэтому в новых машинах теперь сделана автоматическая смазка. Да и обслуживать теперь куда меньше всего: щётки исключили.

Ещё раньше кабели втыкались в несколько десятков разных мест на корпусе и все имели разные разъёмы. Теперь всё одной косой в одну точку, очень легко и приятно. Монтаж в итоге стал как лего: всё отрабатывается на заводе, на месте просто щёлк-щёлк — и собрал.

Экологичность

В Европе очень важно быть экологичным и экономным. Соответственно, может, это и политический ход со стороны инженеров, но точно очень продуманный. Они переработали систему охлаждения: раньше механическая крыльчатка потребляла мощность постоянно независимо от нагрузки. Теперь охлаждение делается электроприводом так, что можно менять мощность в соответствии с температурным режимом и нагрузкой. Если на улице холодно, а устройство стоит в контейнере снаружи здания — ДДИБП больше не будет зря крутить вентилятором.

Много мелких переделок в двигателе. Дроссель «перевернули», другим сечением намотали. Двигатели теперь тоже очень экономичные. Тут всё просто: производитель ДДИБП покупает движки у тех, кто их делает. А двигателистов постоянно ставят в условия, что надо повышать экологичность.

Внешние условия

Система:

Эффективность до 97%
Уровень радиопомех класс А (EN 55.011)
Степень защиты IP21 или выше
Рабочая высота < 150 м над уровнем моря
Внешняя температура 5–40 ◦C (41–104 F)

На примерно тридцатый год эксплуатации голландские инженеры узнали, что в воздухе в других странах может быть мошка, довольно много пыли и другие неприятные вещи. В Европе просто нет столько грязи, сколько у нас после посыпания дорог солью и песком. Теперь, соответственно, в системе вентиляции стоят фильтры.

Фильтры входящего дизеля были на машинах давно, но мы всё равно ставим отдельные сепараторы на каждом монтаже. Наше родное ДТ обычно не уступает по качеству иностранному, но голландские инженеры ещё не знают, как можно запросто хапнуть кусок воды из-за того, что обслуживающий персонал или поставщик сэкономит 3 копейки. Поэтому парадоксальный вопрос о том, не зальют ли туда какой-то левак, решается уже нами.

Естественно, кожух. Он больше эстетический, нежели функциональный, но и шум снижает.

Ну и конечно, решётка безопасности на торце. У них она наверняка несёт какую-то важную эстетическую функцию и защищает руки персонала. У нас она решила одну очень важную и давнюю задачу: теперь входящий поток воздуха не создаёт внутри машины крысиную дисперсию.

Ремонт

У меня уже больше 5 лет опыта эксплуатации таких машин, и могу сказать, что и старые, и новые Хай-теки очень хорошо ремонтируются, причём часто даже без замены модулей. Всё продумано, надёжно, с хорошим запасом по прочности. Последнее было сюрпризом, потому что мы привыкли, что если на европейской железке заявлен срок бесперебойной работы, то инцидент случается на следующей неделе после окончания этого срока.

У нас в офисе у самих 4 таких ДДИБП уже несколько лет, просто завезли и поставили. Но на другой городской объект монтировали мы их с огромным интересом. На площадку их надо было передавать краном, а рядом всё было закрыто стройкой. В итоге один кран цеплял устройство с борта, передавал второму строительному, а он уже отдавал нашему третьему, которым делался монтаж. Водители ждали разгрузки из-за всех согласований очень долго, а мы кормили их пиццей и носили обогреватели.

Итог

Если вам нужно нормальное электропитание без скачков и перебоев — от 1 МВт ДДИБП не имеют равных. Обычно их ставят на ЦОДы, часто — в промышленности, на критичных производствах, в ситуационные и экстренные центры.

В общем, всё то, что имеет высокие требования к неразрывности питания. Если ваше железо переживает полусекундный разрыв без того, чтобы брикнуться или за 20–30 секунд без питания ничего страшного не случится, то платить за ДДИБП столько не надо — проще обойтись обычной ДГУ в этом диапазоне.

Вот так это выглядит: переключение

Ссылки

Автор: КРОК

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля