Система электроснабжения считается одной из наиболее сложных и ресурсоемких, а потому требует особого внимания. В ее состав входят следующие основные системы:
система общего электроснабжения;
система бесперебойного электроснабжения;
система гарантированного электроснабжения;
питающая, распределительная и групповая сети;
система заземления.
Надежность бесперебойной работы здания (дома) напрямую зависит от конфигурации, состава и эксплуатационных характеристик системы электроснабжения. В этом отношении систему электроснабжения можно сравнить разве что с системой обеспечения климата, от надлежащего функционирования которой зависит непрерывность предоставления сервисов смежных систем. Кроме того, как климатическая, так и электрообеспечивающая системы выделяются среди других инженерных систем объемом оборудования, уровнем сложности проектных и монтажных работ, взаимным влиянием отдельных подсистем и их элементов друг на друга.
Например, для достижения третьего и четвертого уровней надежности по классификации международного стандарта TIA-942 необходимо обеспечить бесперебойное и/или гарантированное электроснабжение целого ряда инженерных систем, в том числе систем постоянного отвода горячего воздуха из зон концентрации устройств высокой плотности. А это, в свою очередь, сказывается на потребности в объеме поставок электроэнергии. Поэтому при проектировании и монтаже систем электроснабжения необходимо учитывать как расположение основного оборудования и узлов инженерных коммуникаций, так и качественные, функциональные и конструктивные характеристики потребителей электроэнергии.
Если эта задача будет решена корректно, то заказчик получит бесперебойно работающую систему электроснабжения, которая, к тому же, обеспечит ему максимально возможную отдачу от инвестиций в целом. Стоит подчеркнуть, что при проектировании надо не только учитывать сиюминутные выгоды, но уметь видеть и перспективу. Например, при создании отказоустойчивых систем энергоснабжения основное оборудование и жизненно важные инженерные системы имеют разные потребности, поэтому для последних имеет смысл создать выделенную систему бесперебойного электроснабжения. В этом случае чувствительные к характеристикам входной сети блоки питания компьютеров будут защищены от переходных процессов, возникающих при автоматическом перераспределении нагрузки между основными и резервными элементами переключения или в результате аварии одного из потребителей инженерных систем. Такое решение позволяет безопасно производить плановые регламентные работы по обслуживанию компонентов системы электроснабжения. Это, конечно, ведет к усложнению конфигурации и укрупнению (а, следовательно, и удорожанию) отдельных элементов системы энергоснабжения, но существенно повышает защищенность основного оборудования от воздействия неблагоприятных факторов.
Практика показывает, что это полезное правило порой недооценивают не только неискушенные заказчики, но и те, кто имеет многолетний опыт эксплуатации самых различных систем, будь то ИТ или телекоммуникационная отрасль. В результате такая экономия оборачивается длительными простоями и финансовыми потерями — как прямыми, так и косвенными. И это лишь один из моментов, которыми по тем или иным причинам пренебрегают будущие владельцы и исполнители проектов. Поэтому имеет смысл представить краткий обзор элементов системы электроснабжения и разобраться, где экономия оправдана, а где имеет и обратный эффект.
СИСТЕМА ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Система внешнего электроснабжения уже при планировании объекта должна отвечать двум основным критериям:
необходимое количество электроэнергии гарантированно предоставляется там, где это требуется;
электроэнергия отвечает стандартам качества и соответствует заданному уровню надежности.
Однако в нашей стране реальная ситуация весьма неоднозначна. Системы электроснабжения начали вводиться в строй достаточно давно, поэтому о соблюдении идеальных параметров качества говорить не приходится. К тому же в Украине, как, впрочем, и в мире, всё острее ощущается дефицит электроэнергии.
Электроснабжение, которое предоставляет энергоснабжающая компания, целесообразно получать через два независимых ввода, подключенных к разным подстанциям, в идеале — к различным питающим центрам. Практика показывает, что при таком подходе удается значительно повысить уровень надежности, что самым благоприятным образом сказывается на непрерывности предоставления сервисов и конкурентоспособности заказчика. Однако получение двух вводов зачастую сопряжено с серьезными трудностями, поэтому нередко заказчик отказывается от подключения ко второму дублирующему центру электроснабжения, о чем, как правило, жалеет после инцидента.
Ещё один момент, касающийся внешнего электроснабжения, связан с потребностью поддерживать непрерывное предоставление сервисов и бесперебойную работу приложений. Иными словами, в любой нештатной ситуации приложения должны стабильно функционировать на протяжении определенного промежутка времени. Это условие выполняется только в том случае, когда весь комплекс инженерных систем (и система электроснабжения в первую очередь) соответствует требованиям надежности, установленным заказчиком для приложений.
Задача решается введением системы приоритетов, в рамках которой все приложения подразделяются на несколько групп в соответствии с определенными критериями надежности и непрерывности работы. .
СИСТЕМА ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Анализ внутренних систем электроснабжения будет нелишним начать с напоминания о том, что их конструктивные и функциональные параметры, а также требования к резервированию определяются уровнем надежности всей системы. Так, если заказчик заинтересован в обеспечении наивысшего уровня и на основании этого принял решение о построении системы уровня надежности TIER IV, то степень резервирования элементов системы электроснабжения должна быть не ниже 2(N+1). При этом, учитывая уровень сложности систем и плотность их размещения в относительно небольшом помещении, такое соотношение влечет за собой увеличение стоимости всего проекта.
Заказчику полезно ознакомиться с некоторыми основными составляющими проекта, что поможет избежать необоснованных затрат на этапе проектирования и оснащения системы. Пожалуй, наиболее важным моментом является необходимость разработки внутренних корпоративных стандартов на основные элементы инженерной системы, в частности, на компоненты системы внутреннего электроснабжения. Большинство компаний, в том числе работающих в Украине, это понимают, поэтому в мире широко распространена практика подготовки главным энергетиком документа, где оговариваются требования к структуре и отдельным элементам системы электроснабжения организации, в том числе тип проектируемых решений, требования к уровню надежности, перечень рекомендуемых производителей оборудования. Документ утверждается руководством заказчика и служит ориентиром при создании новых объектов. Такой подход существенно упрощает работу по подготовке проектных решений и сокращает число острых моментов при дальнейшем развитии инфраструктуры заказчика, а также при модернизации морально устаревших элементов и участков сети.
АВР.В системе электроснабжения должна быть реализована возможность переключение нагрузки с основного оборудования на резервное и обратно без малейших скачков электроэнергии. Для решения этой задачи предлагаются разные варианты АВР — и по типам переключения, и по принципу действия. Такое разнообразие позволяет обеспечить корректное завершение транзакций даже в тех случаях, когда на закрытие приложения в силу его сложности и инертности требуется длительное время — вплоть до нескольких часов. Исполнитель этого раздела проекта может разработать модель деградации системы и составить спецификацию на переключатели согласно с заданной заказчиком моделью приоритетов. А значит, и стоимость закупок в данном случае окажется оптимальной.
Главный распределительный щит (ГРЩ). Это мощный и дорогой элемент внутренней системы электроснабжения, и экономия на комплектующих для него недопустима. ГРЩ строится с расчетом на максимальную нагрузку системы и вводится в эксплуатацию однократно. Впоследствии вносить какие-либо изменения в документацию и/или конфигурацию ГРЩ крайне нежелательно.
Ключевыми требованиями к ГРЩ являются максимальная надежность энергоснабжения и устойчивость к воздействию внешних факторов, использование стандартных базовых элементов, физическая доступность, соответствие единым для электросистем уровням качества и надежности, возможность централизованного контроля, продуманные схемы проведения ремонтных работ.
Электрощитовое оборудование и электрораспределительная сеть. Электрораспределительная сеть — самый большой (по территориальному охвату) контур системы энергоснабжения, что существенно затрудняет проверку ее целостности и исправности отдельных сегментов. Поэтому в международной практике при строительстве современных высоконадежных систем для облегчения контроля, эксплуатации и монтажа электрораспределительной сети предпочтение всё чаще отдается шинопроводам. В Украине эта тенденция еще только наметилась, поскольку опыта строительства уровня TIER III/TIER IV накоплено пока немного, а заказчики по-прежнему считают использование кабельной инфраструктуры более выгодным: на первый взгляд, она и стоит дешевле, и строится без жесткой привязки к графику выделения электрических мощностей городом. Что касается стоимости, то с ростом мировых цен на медь эта разница все более нивелируется.
Между тем, шинопровод обладает рядом бесспорных достоинств. Во-первых, его использование весьма удобно для построения электрораспределительной сети и изменения числа подключенных устройств. Точки подключения расположены на нем с заданным интервалом, а в спецификацию шинопровода могут быть включены стандартные электроустановочные изделия с учетом потребностей. Благодаря этому операция подключения/отсоединения оборудования занимает считанные минуты. Во-вторых, как при неполном заполнении, так и при максимально возможном числе точек подключения шинопровод занимает значительно меньше места в серверном зале. В-третьих, материал, из которого изготовлен шинопровод, не горюч. Таким образом, при сопоставлении всех «за» и «против», общие затраты на создание и эксплуатацию шинопроводов оказываются более низкими.
Система бесперебойного электроснабжения (СБЭ). Это один из немногих элементов системы электроснабжения, который изначально проектируется и строится «на вырост». Иными словами, применяемые при создании СБЭ решения и устройства должны позволять и дальше развивать и наращивать инфраструктуру. Чрезвычайно выгодным и удобным является применение модульных устройств. Текущее обслуживание, плановые профилактические работы, горячая замена одного или нескольких функциональных модулей выполняются при этом без нарушения установленного режима штатной эксплуатации и резервирования.
Групповая сеть. Розетки. От этой важной мелочи нередко зависит качество работы оборудования, подключенного к системе. Дело в том, что в процессе эксплуатации заказчику не раз придется производить замену морально устаревших устройств или устанавливать новые программно-аппаратные комплексы. Поэтому, приступая к строительству, надо отдавать себе отчет в том, что телекоммуникационные устройства и вычислительная техника имеют разные типы электрических разъемов (терминалов). А это значит, что при планировании замены оборудования, или заказе новых устройств необходимо либо заранее позаботиться о том, чтобы поставляемые блоки питания оборудования соответствовали корпоративному стандарту, либо спланировать распределение оборудования таким образом, чтобы разъемы подключения оборудования и типы розеток, установленных в данной зоне, соответствовали друг другу. В противном случае устройства физически не удастся подключить к системе электроснабжения без дополнительных усилий и затрат.
КАК СЭКОНОМИТЬ НА ПРОЕКТЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.
Как уже говорилось, система электроснабжения относится к числу наиболее затратных и сложных разделов (около 30% от общего бюджета на строительство). Причем величина целевых затрат зависит и от ожидаемого уровня надежности, и от нагрузочной способности, и от используемого оборудования, и от плотности инженерных коммуникаций, а также от целого ряда других параметров.
