Разработка кабельной системы
Структурированная кабельная система: понятие и общие характеристики, внутренняя структура и взаимодействие элементов, оценка преимуществ и недостатков, история развития и значение на современном этапе. Принципы и этапы проектирования данной системы.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 26.09.2013 |
Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
В коридорах и помещениях здания планируется установка подвесного потолка с высотой свободного пространства 35 см. Стены помещений изготовлены из обычного кирпича и отделаны гипсокартоном. Каких-либо дополнительных каналов в полу и стенах, которые могут быть использованы для прокладки кабелей, строительным проектом здания не предусмотрено. Перечень технических помещений, выделенных под кроссовые и аппаратную, приведен в табл. 2.1.
Кроссовая четвёртого этажа расположена в одном помещении с аппаратной из соображений экономии кабеля.
Таблица 2.1. Технические помещения
Номер помещения |
Назначение |
Площадь |
||
Фактическая |
По норме |
|||
103 |
Кроссовая |
9,10 |
8,4 |
|
202 |
Кроссовая |
9,10 |
8,4 |
|
302 |
Кроссовая |
9,10 |
8,4 |
|
402 |
Аппаратная |
36,60 |
14 |
Создаваемая СКС должна обеспечивать функционирование оборудования ЛВС, и телефонной сети здания, то есть на каждом рабочем месте монтируется по две телекоммуникационные розетки. Дополнительно предусматривается соединение учрежденческой АТС с входным 100-парным кроссом городской телефонной сети.
Помимо телекоммуникационных розеток на рабочем месте монтируются две силовые розетки, подключенные к сети гарантированного электроснабжения, и одна силовая розетка, подключенная к сети бытового электроснабжения.
В соответствии с требованиями заказчика блоки розеток устанавливаются на высоте 1 м над уровнем пола.
2.3 Архитектурная стадия проектирования
Для прокладки кабелей горизонтальной подсистемы на этажах вдоль коридора за подвесным потолком устанавливаются лотки. Расстояние от верхней кромки лотка до капитального потолка равно 25 см.
В рабочих помещениях прокладка кабеля выполняется в декоративных коробах марки IBOCO TA-GN 80x40. Кроме того используется ещё два вида короба:
- Короб марки IBOCO TA-GN 200x60 для прокладки проводов в кроссовых и аппаратной;
- Перфорированный короб марки IBOCO T1-E 60x60 G для прокладки проводов в вертикальных каналах между щитками этажей.
УАТС, серверы и центральное оборудование ЛВС следует размещать в помещении аппаратной, то есть использовать принцип многоточечного администрирования.
2.4 Телекоммуникационная стадия проектирования
Данные о количестве информационных и силовых розеток в каждом помещении занесены в табл. 2.2. Напомним, что на каждом рабочем месте предусматривается по две информационные и три силовые розетки, которые объединяются в единый блок.
Таблица 2.2. Количество розеток в СКС
Этаж |
Количество раб. Мест |
Информационные розетки категории 5 |
Силовые розетки |
||
Чистые |
Бытовые |
||||
0 |
6 |
12 |
12 |
6 |
|
1 |
23 |
46 |
46 |
23 |
|
2 |
27 |
54 |
54 |
27 |
|
3 |
18 |
36 |
36 |
18 |
|
4 |
40 |
80 |
80 |
40 |
Тип розеточных модулей определяется с учетом требований по пропускной способности, конфигурации рабочего места и выбранного способа крепления. В данном конкретном случае удобно использовать двухпортовые розеточные модули.
Проектирование горизонтальной подсистемы
В процессе проектирования горизонтальной подсистемы осуществляется:
- выбор типа и категории телекоммуникационных розеток;
- выбор типа и категории кабеля с расчетом его количества;
- проектирование точек перехода (при необходимости их применения).
Выбор типа и категории телекоммуникационных розеток
Выбор типа телекоммуникационных розеток (ТР) однозначно определяется типом среды передачи сигнала.
В соответствии со стандартом ISO/IEC 11801 на каждом рабочем месте минимум одна ТР должна подключаться к кабелю категории 3 или выше. Остальные розетки обслуживают кабель категории 5 или оптический кабель. С целью обеспечения универсальности кабельной системы рекомендуется применять все электрические розетки только категории 5.
На выбор типа телекоммуникационных розеток существенное влияние оказывает их конструктивное исполнение и возможность реализации того или иного способа крепления в точке установки.
В соответствии с требованиями технического задания ЛВС необходимо обеспечить скорость обмена рабочих станций с сетью 100 Мбит/с, поэтому и с целью универсальности СКС выбираем розетки категории 5.
На рабочем месте используем розеточные модули с двумя телекоммуникационными розетками.
Расчет горизонтального кабеля
Выбор типа и категории
Выбор типа и категории кабеля горизонтальной подсистемы зависит от решений определяющих тип среды передачи сигнала.
Согласно стандарту ISO/IEC 11801 для организации горизонтальной подсистемы СКС могут быть использованы симметричный электрический и оптический кабели.
Категория симметричных кабелей из витых пар определяется с учетом табл. 1.2. в зависимости от максимальной частоты передаваемого сигнала. На ранних этапах развития техники СКС в нашей стране достаточно часто использовалась практика доведения до рабочего места одного кабеля категории 5 и одного кабеля категории 3. Первый из них предназначался для подключения компьютера, второй - телефонного аппарата. Применение такого варианта построения горизонтальной подсистемы позволяет несколько снизить общую стоимость СКС за счет меньшей цены кабеля и розетки категории 3 и полностью отвечает действующим редакциям стандартов. Тем не менее такая схема не рекомендуется, так как нарушает принцип универсальности и ограничивает функциональную гибкость. На практике ведущие системные интеграторы в подавляющем большинстве случаев прокладывают до рабочего места два кабеля категории 5 и устанавливают соответствующие розетки.
В случаях двухпортовых рабочих мест некоторая экономия затрат на формирование горизонтальной подсистемы достигается применением сдвоенных кабелей, которые позволяют довести до рабочего места за один цикл протяжки сразу два четырехпарных элемента. Массовое внедрение этого решения сдерживается как некоторым неудобством протяжки такого кабеля за счет его несимметричной формы, так и отсутствием сдвоенных конструкций в производственной программе многих фирм-производителей кабельной продукции.
Многопарные или многоэлементные кабели прокладываются непосредственно до рабочих мест только при использовании упомянутых выше шести- и двенадцатипортовых розеточных модулей. Во всех остальных случаях необходимо проектировать точки перехода. Доведение витых пар многопарного кабеля до индивидуальных розеток без точек перехода не допускается.
Стандарты запрещают запараллеливание пар электрических кабелей и применение муфт для их сращивания. При необходимости использования кабельной разводки СКС для обеспечения работы сетевого оборудования, подключаемого по схеме многоточки, следует применять соответствующие адаптеры.
Анализируя всё вышесказанное и сопоставляя это с требованиями технического задания выбираем кабель категории 5 для обоих информационных розеток каждого рабочего места. Сдвоенный кабель не применяем потому как на российском рынке наблюдается деффицит такого рода кабеля и информационных розеток допускающих подключение такого кабеля. Оптоволокно не выбираем из экономических соображений.
Для включения информационных розеток рабочего места в единую информационную систему Банка предполагается использовать 4-х парный медный кабель «витая пара» категории 5 (UTP 5 cat.) фирмы Pirelli. Данный кабель полностью удовлетворяет всем требованиям стандартов ANSI/EIA/TIA-568-A и ISO/IEC 11801 для кабельных систем.
Цветная маркировка, кроссировка, а также физические характеристики кабеля приведены ниже.
Рис. 2.1. Кроссировка кабеля UTP 5 cat
Таблица 2.3. Цветовая маркировка кабеля UTP 5 cat
пары |
Цвета пары |
|
1 |
Белый / Синий |
|
2 |
Белый / Оранжевый |
|
3 |
Белый / Зеленый |
|
4 |
Белый / Коричневый |
Кабель прокладывается от кроссовой к каждому отдельно взятому информационному разъему. Длина каждого отдельного сегмента кабеля от кроссового поля технического помещения до информационного разъема не должна превышать 90 м.
Суммарная длина патч-кордов на обоих оконечностях системы не должна превышать 10 м. Минимальный радиус изгиба кабеля 7 см. Максимально допустимое натяжение 7.2 кг.
Законченная горизонтальная кабельная система этажа представляет собой топологию типа «звезда», центром которой является кроссовая.
Таблица 2.4. Физические характеристики кабеля UTP 5 cat
Наименование характеристики |
Значение |
|
Толщина, мм |
0,51 |
|
Количество пар, шт. |
4 |
|
Масса, кг/1000 м |
34,5 |
|
Внешний диаметр, мм |
5,6 |
В процессе прокладки каждый кабель маркируется идентичным образом на концах с помощью меток кабеля, на которых указывается уникальный для него идентификационный код следующего типа:
<номер рабочего помещения>-<номер рабочего места>-<тип розетки>
В поле <номер рабочего помещения> указывается номер рабочего помещения в Здании, в поле <номер рабочего места> указывается номер рабочего места в рабочем помещении. Поле <тип розетки> указывает на то, какая функция при проектировании была возложена на данную информационную розетку (компьютерная или телефонная), и может принимать два значения - `к' и `т'.
Например, код вида 10-2-к говорит о том, что данный кабель ведет к рабочему месту, находящемуся в помещении номер 10, под номером 2; к компьютерной розетке.
Каждая информационная розетка имеет идентификационный код такого же вида. Кроме того этот код вынесен на патч-панели в техническом помещении, для повышения удобства и гибкости управления и изменения существующей СКС.
Расчет количества
При расчете длины горизонтального кабеля учитываются следующие очевидные положения. Каждая телекоммуникационная розетка связывается с коммутационным оборудованием в кроссовой этажа одним кабелем. В соответствии со стандартом ISO/IEC 11801 длина кабелей горизонтальной подсистемы не должна превышать 90 м. Кабели прокладываются по кабельным каналам. Принимаются во внимание также спуски, подъемы и повороты этих каналов.
Существует два метода вычисления количества кабеля для горизонтальной подсистемы:
- метод суммирования;
- эмпирический метод.
Метод суммирования заключается в подсчете длины трассы каждого горизонтального кабеля с последующим сложением этих длин. К полученному результату добавляется технологический запас величиной до 10%, а также запас для выполнения разделки в розетках и на кроссовых панелях. Достоинством рассматриваемого метода является высокая точность. При отсутствии средств автоматизации, а также при проектировании СКС с большим количеством портов такой подход оказывается чрезмерно трудоемким. Он может быть рекомендован для использования только в случае наличия у разработчика специализированных программ автоматического проектирования (например, пакета AutoCad или CADdy), когда рутинные операции учета всех спусков, поворотов и т.д., а также подсчета общей длины каждого проброса выполняются средствами вычислительной техники.
Эмпирический метод реализует на практике положение известной центральной предельной теоремы теории вероятностей и, как показывает опыт разработки, дает хорошие результаты для кабельных систем с числом рабочих мест свыше 30. Его сущность заключается в применении для подсчета общей длины горизонтального кабеля, затрачиваемого на реализацию конкретной кабельной системы, обобщенной эмпирической формулы.
Единственным существенным ограничением метода является необходимость предположения того, что рабочие места распределены по площади обслуживаемой территории равномерно. В случае нарушения этого условия рабочие места объединяются в группы, в которых с большей или меньшей точностью выполняется принцип равномерного распределения. Для каждой такой группы расчет выполняется отдельно. Этот прием позволяет свести задачу проектирования к предыдущему случаю. Несложно убедиться в том, что при дальнейшем дроблении групп вплоть до одиночного кабеля эмпирический метод переходит в метод суммирования.
На основании сделанных предположений средняя длина L кабельных трасс принимается равной:
Lav =(L max+ L min)*0,5*Ks + X, (2.1)
где Lmax и Lmin - длина кабельной трассы от точки ввода кабельных каналов в кроссовую до телекоммуникационной розетки соответственно самого близкого и самого далекого рабочего места, рассчитанная с учетом особенностей прокладки кабеля, всех спусков, подъемов, поворотов, межэтажных сквозных проемов (при их наличии) и т.д.;
Ks - коэффициент технологического запаса - 1,1 (10%);
X - запас для выполнения разделки кабеля. Со стороны рабочего места он принимается равным 30 см. Со стороны кроссовой этот параметр зависит от ее размеров и численно равен расстоянию от точки входа горизонтальных кабелей в помещение кроссовой до самого дальнего коммутационного элемента опять же с учетом всех спусков, подъемов и поворотов.
Далее рассчитывается общее количество Ncr кабельных пробросов, на которые хватает одной катушки кабеля:
Ncr=Lcb/Lav, (2.2)
где Lcb - длина кабельной катушки (стандартные значения 305 м, 500 м и 1000 м), причем результат округляется в меньшую сторону до ближайшего целого.
На последнем шаге получаем общее количество кабеля Lc, необходимое для создания кабельной системы:
Lc = Lcb*Nto/Ncr (2.3)
где Nto - количество телекоммуникационных розеток.
Так как в нашем случае места распределены не очень равномерно, а кроме того на каждом из этажей их число небольшое то мы используем метод суммирования. При этом необходимо учесть, что вертикальный спуск кабеля берётся равным 3 м. Подсчёт информационного кабеля удобно выполнить в программе AutoCAD 2000, в которой и создавались планы разводки кабеля к рабочим местам.
Общая длина кабеля необходимая на горизонтальную подсистему получилась равной = 9800 м.
Проектирование подсистемы внутренних магистралей
Кабели подсистемы внутренних магистралей связывают между собой помещения кроссовых и аппаратную. По этим кабелям передаются в основном сигналы сетевой аппаратуры ЛВС и телефонные сигналы учрежденческой АТС. В соответствии с принятым в системе принципом использования двухпортовых телекоммуникационных розеток на рабочих местах и с учетом отсутствия этажных выносов учрежденческой АТС следует ожидать передачи по магистральным кабелям сигналов значительного числа телефонных разговоров. Исходя из этого и согласно принятому многоточечному администрированию принимается следующая идеология построения подсистемы внутренних магистралей:
- для организации подсистемы внутренних магистралей, обслуживающей работу ЛВС, используется электрический кабель категории 5 25-парный.
Рассчитаем емкость кабелей в парах. Проектируемая кабельная система имеет высокую степень интеграции: две информационные розетки с соответствующим количеством горизонтальных кабелей на рабочее место. Поэтому на каждое рабочее место во внутренней магистрали здания следует предусмотреть 4 пары категории 5. Используя известные значения рабочих мест на каждом этаже, высоты этажей (4 м) и запаса для разделки кабеля (3 м с каждого конца), рассчитываем длину трасс внутренних магистральных кабелей. Результаты расчетов заносим в табл. 2.5.
Таблица 2.5. Таблица магистральных соединений
Маркировка |
Начало |
Конец |
Кол-во инф. розеток |
Кол-во необходимых пар |
Тип кабеля |
Кол-во пар кабеля |
Кол-во кабелей |
Длина трассы (м) |
Всего |
|
КМ014 |
103 |
402 |
58 |
232 |
Кат. 5 |
25 |
10 |
26 |
260 |
|
КМ024 |
202 |
402 |
54 |
216 |
Кат. 5 |
25 |
10 |
22 |
220 |
|
КМ034 |
302 |
402 |
36 |
144 |
Кат. 5 |
25 |
6 |
18 |
108 |
|
КМ044 |
402 |
402 |
80 |
320 |
Кат. 5 |
25 |
14 |
4 |
56 |
Суммируя полученные значения, находим, что с учетом технологического запаса в 10% потребуется 708 метра 25-парного кабеля категории 5.
Подсистема кабелей оборудования
Под кабелями оборудования в данном случае понимаются коммутационные, оконечные и монтажные шнуры, с помощью которых к СКС подключается активное сетевое оборудование, установленное в помещениях кроссовых и аппаратных. В процессе проектирования этой подсистемы осуществляется выбор:
- метода подключения сетевого оборудования к кабельной системе;
- типа и категории кабелей оборудования, а также производится расчет количества этих элементов.
Выбор метода подключения сетевого оборудования к кабельной системе
Основное назначение рассматриваемой подсистемы - подключение активного сетевого оборудования (коммутаторов и повторителей ЛВС и т.д.) к кабельной системе. Такое подключение может выполняться в любой кроссовой кабельной системы. В кроссовой верхнего уровня (КВМ и КЗ) к СКС подключается центральное сетевое оборудование (центральный коммутатор, УАТС, контроллеры системы сигнализации и другие аналогичные устройства, тогда как КЭ обслуживают активное сетевое оборудование, которое работает только на ограниченную группу пользователей (обычные и коммутирующие концентраторы рабочих групп, выносные блоки телефонных станций и т.д.).
Подсистема кабелей оборудования, как и подсистема кабелей рабочего места, не входит в область действия стандарта ISO/IEC 11801, так как на конструкцию компонентов этих подсистем сильное влияние оказывают конкретные приложения. Поэтому проектирование на данном этапе проводится с учетом рекомендаций фирм-производителей активного оборудования и стандартов на используемое приложение.
Тем не менее стандарт содержит ряд ограничений относительно длины и пропускной способности кабелей оборудования. Так, общая длина кабелей рабочего места, кабелей оборудования и коммутационных шнуров (кроссировочного провода) горизонтальной подсистемы не должна превышать 10 м. В случае если сетевое оборудование подключается к кабельной системе в кроссовой здания или территории, длина кабелей оборудования не должна быть более 30 м.
Активное сетевое оборудование можно подключить к кабельной системе тремя основными способами:
- коммутационным соединением;
- коммутационным подключением;
- с помощью связи между кроссами.
При коммутационном соединении активное сетевое и коммутационное оборудование должно располагаться рядом друг с другом. Каналы передачи информации образуются коммутацией между разъемами на корпусе активного распределительного устройства и разъемами коммутационного оборудования с помощью коммутационных шнуров соответствующего типа.
Отличительной чертой коммутационного подключения является «фиксированное» отображение портов активного оборудования на дополнительную коммутационную панель, выполняемое с помощью так называемого монтажного шнура или обычного оконечного шнура при условии использования коммутационных панелей специального вида. Рассматриваемое решение требует примерно вдвое большего количества коммутационных панелей по сравнению с первым. Основными его преимуществами являются:
- сведение практически до нуля вероятности повреждения электрического порта дорогостоящего сетевого оборудования в процессе эксплуатации за счет минимизации количества переключений на нем;
- существенная «разгрузка» лицевых панелей коммутационного поля от шнуров, что улучшает как его эстетические характеристики, так и удобство чтения маркировки.
Связь между кроссами может рассматриваться как развитие предыдущего метода на часто встречающийся на практике случай монтажа коммутационного и сетевого оборудования в нескольких шкафах и широко применяется при построении СКС с большим количеством портов. Этот метод также позволяет обеспечить независимость от типа разъемов на корпусах активных распределительных устройств. Подключение осуществляется многопарным симметричным кабелем, один конец которого разделывается на кроссовой или коммутационной панели кабельной системы, а второй - разводится на выходной кроссовой панели активного распределительного оборудования. Каналы передачи информации образуются коммутацией в каждом из этих коммутационных устройств.
При выборе способа подключения сетевого оборудования рекомендуется пользоваться двумя основными правилами:
- для активного сетевого оборудования ЛВС наиболее предпочтительным является коммутационное соединение, если это позволяет сделать масштаб кабельной системы;
- для остальных приложений следует использовать связь между кроссами.
Так как всё активное сетевое оборудование в нашем случае располагается в аппаратной то выбираем метод подключения - коммутационным соединением.
Проектирование административной подсистемы
Разработка административной подсистемы является наиболее сложным этапом проектирования СКС. В процессе этой работы решаются следующие задачи:
- Определение функциональных секций кроссовых и аппаратных;
- Расчет емкости каналов передачи информации;
- Определение типа коммутационного оборудования;
- Разработка планов размещения оборудования в помещениях кроссовых и аппаратных;
- Расчет количества конструктивных единиц коммутационного оборудования;
- Расчет количества коммутационного оборудования;
- Определение типов и количества коммутационных шнуров.
В проектируемой СКС количество телекоммуникационных розеток, которые предполагается использовать для обеспечения функционирования телефонной системы, совпадает с количеством розеток для подключения ЛВС. На основании этого в качестве коммутационного оборудования используем панели типа 110.
Из-за большого количества обслуживаемых кабелей в аппаратной будем использовать смешанный способ размещения оборудования - на стене и в шкафу. В кроссовой все оборудование может быть размещено в шкафу. Другим возможным вариантом является применение открытой 19-дюймовой стойки.
В кроссовых для коммутации кабелей горизонтальной подсистемы с кабелями внутренней подсистемы будем использовать метод коммутационного соединения. В аппаратной подключение активного оборудования ЛВС производится так же методом коммутационного соединения.
Расчет количества отдельных функциональных элементов производится исходя из того, что на одном 100-парном кроссовом блоке 110 разделываются 24 горизонтальных кабеля или четыре многопарных кабеля. Результаты расчетов коммутационного оборудования сведены в табл. 2.6.
Таблица 2.6. Состав оборудования кроссовой
Цветовая кодировка |
Назначение |
Кол-во кабелей |
Пар в кабеле |
Всего пар |
Пар в канале |
Каналов |
Тип комм-го обор. |
Кол-во устройств |
|
Кроссовая: 1 этаж |
|||||||||
Голубая |
Гориз. кабели |
58 |
4 |
232 |
4 |
58 |
100-парные блоки 110 |
3 |
|
Белая (кат 5) |
Внутренняя магистраль |
10 |
25 |
250 |
4 |
58 |
100-парные блоки 110 |
3 |
|
Кроссовая: 2 этаж |
|||||||||
Голубая |
Гориз. кабели |
54 |
4 |
216 |
4 |
54 |
100-парные блоки 110 |
3 |
|
Белая (кат 5) |
Внутренняя магистраль |
10 |
25 |
250 |
4 |
54 |
100-парные блоки 110 |
3 |
|
Кроссовая: 3 этаж |
|||||||||
Голубая |
Гориз. кабели |
36 |
4 |
144 |
4 |
36 |
100-парные блоки 110 |
2 |
|
Белаяь(кат 5) |
Внутренняя магистраль |
6 |
25 |
150 |
4 |
36 |
100-парные блоки 110 |
2 |
|
Кроссовая: 4 этаж |
|||||||||
Голубая |
Гориз. кабели |
80 |
4 |
320 |
4 |
80 |
100-парные блоки 110 |
4 |
|
Белая (кат 5) |
Внутренняя магистраль |
13 |
25 |
325 |
4 |
80 |
100-парные блоки 110 |
4 |
|
Аппаратная: 4 этаж |
|||||||||
Голубая |
Кабели 1 этажа |
58 |
4 |
232 |
4 |
58 |
Патч панели RJ-45 |
1x48 портов1x16 портов |
|
Голубая |
Кабели 2 этажа |
54 |
4 |
216 |
4 |
54 |
Патч панели RJ-45 |
1x48 портов1x16 портов |
|
Голубая |
Кабели 3 этажа |
36 |
4 |
144 |
4 |
36 |
Патч панели RJ-45 |
1x48 портов |
|
Голубая |
Кабели 4 этажа |
80 |
4 |
320 |
4 |
80 |
Патч панели RJ-45 |
2x48 портов |
|
Зеленая |
Кабели ГТС |
1 |
100 |
100 |
1 |
100 |
Патч панели RJ-45 |
2x48 портов1x16 портов |
Площадь помещений кроссовых даже несколько превышает рекомендуемую, поэтому оборудование может быть размещено в закрытых монтажных шкафах. В кроссовых используем настенные 19 дюймовые шкафы. В аппаратной используем шкаф напольный 42U.
Расчет количества и определение длины оконечных и коммутационных шнуров
На рабочих местах для подключения персональных компьютеров к телекоммуникационным розеткам применяются оконечные шнуры с вилками модульных разъемов. Всего в СКС для подключения рабочих станций к ЛВС предполагается использовать 228 розеток. Могут быть использованы шнуры длиной 2 метра. Часть шнуров (около 10%) может иметь большую длину, например 5 м. Всего потребуется 200 шнуров длиной 2 м и 28 шнуров длиной 5 м.
Оконечные шнуры для подключения телефонных аппаратов обычно поставляются в комплекте с телефонными аппаратами и в спецификацию не включаются.
В кроссовых используются четырехпарные шнуры с вилками типа 110 для подключения горизонтального кабеля к вертикальному через кросс-панели 110, - всего 912 шнуров;
В помещении аппаратной используются оконечные шнуры для подключения УАТС и для подключения рабочих мест к сетевому оборудованию ЛВС.
Для подключения ЛВС потребуются монтажные шнуры с вилками модульных разъемов с обоих сторон. Их длина зависит от расстояния между монтажным шкафом и кроссовым полем. Максимальная длина монтажного шнура достигает 10 м. Предусмотрим для этой цели 100 шнуров длиной 10 м и 128 шнуров длиной 5 м.
Все коммутационные панели и активное сетевое оборудование, устанавливаемое в кроссовых, монтируется в 19-дюймовых шкафах высотой 42 U. Для улучшения условий охлаждения предусматривается вентиляторная полка.
3. Проектирование силовой кабельной системы
3.1 Силовые кабельные системы в здании
Силовая проводка здания, предназначенная для подводки электропитания к компьютерному оборудованию, должна быть функционально отделена от силовой кабельной проводки общего назначения.
Исходные данные для расчета:
- номинальная мощность силового компьютерного рабочего места (две розетки) -300Вт;
- номинальная мощность силового бытового рабочего места (одна розетка) - 500 Вт;
Для силовой сети используем силовой кабель 3х2.5 мм2 с медными жилами. Распределение рабочих мест силовых сетей по группам представлено ниже.
3.2 Выделенная компьютерная силовая кабельная система
На каждом рабочем месте выделенной компьютерной силовой кабельной системы будет установлено либо две силовых евророзетки L/83129 немецкого стандарта производства фирмы Legrand серии Gallon для монтажа в короб, либо две силовых евророзетки L/74130 немецкого стандарта серии Mosaic 45 для монтажа в коробки в пол.
Распределение силовых компьютерных рабочих мест по группам
Распределение силовых компьютерных рабочих мест по группам показано в табл. 11.
Таблица 3.1. Распределение силовых компьютерных рабочих мест по группам
Номер группы |
Номера комнат данной группы рабочих мест |
Количество рабочих мест в группе |
Уст. мощность данной группы, Р уст. (кВт) |
|
Первый этаж |
||||
1 |
101 (Банкомат) |
1 |
0,7 |
|
2 |
102, 104 |
5 |
1,5 |
|
3 |
107, 108 |
7 |
2,1 |
|
4 |
109 |
3 |
0,9 |
|
5 |
105 |
4 |
1,2 |
|
6 |
106, 107 |
3 |
0,9 |
|
7 |
001,002,003 |
6 |
1,8 |
|
Второй этаж |
||||
1 |
206 |
8 |
2,4 |
|
2 |
207 |
3 |
0,9 |
|
3 |
201 |
4 |
1,2 |
|
4 |
205 (Колонна) |
4 |
1,2 |
|
5 |
205 |
3 |
0,9 |
|
6 |
203 |
3 |
0,9 |
|
7 |
204 |
2 |
0,6 |
|
Третий этаж |
||||
1 |
301 |
4 |
1,2 |
|
2 |
303, 305 |
3 |
0,9 |
|
3 |
304 (Колонна) |
4 |
1,2 |
|
4 |
305, 306 |
3 |
0,9 |
|
5 |
304 (Колонна) |
4 |
1,2 |
|
Четвертый этаж |
||||
1 |
Стойка активного обор. |
8 |
2,4 |
|
2 |
402 (Сервера) |
6 |
1,8 |
|
3 |
407 |
4 |
1,2 |
|
4 |
406 |
4 |
1,2 |
|
5 |
405 |
4 |
1,2 |
|
6 |
404 |
9 |
2,7 |
|
7 |
403 |
4 |
1,2 |
|
8 |
401 |
9 |
2,7 |
Расчет состава компонент компьютерной силовой кабельной системы
1) Распет необходимого количества силовых розеток и подрозетников:
Общее количество силовых розеток компьютерной силовой кабельной системы составляет 354 шт., из них 270 шт. - L/83129 серии Galion для монтажа в короб, и 84 шт. - в комплекте с колоннами.
Для монтажа розеток в короб требуется:
- 2-х постовых рамок Galion L/30370 для крепления розеточных разъемов вдоль профиля короба 80х40: 270 шт.;
2) Расчет необходимого количества кабеля:
Расчет количества кабеля для компьютерной силовой сети производим с использованием программы проектирования AutoCad2000:
- для проводки силового кабеля к рабочим местам потребуется 9800 м трёхжильного кабеля;
Расчёт однолинейных схем
Однолинейная расчётная схема представляет собой схему распределения рабочих мест по группам с указанием потребляемой мощности и выбором необходимых автоматов.
Расчёт однолинейных схем производится согласно следующим этапам:
1) Рабочие места разбиваются на группы
- Количество рабочих мест в группе не должно превышать 10 шт.;
- Группа обычно образуется рабочими местами находящимися в одной отдельной комнате;
- Банкоматы и стойки активного оборудования должны входить в отдельную группу.
2) Расчёт тока в группе.
- Складываются номинальные мощности всех рабочих мест в группе;
- Расчитывается ток группы, путём деления номинальной мощности группы на напряжение питания (220 В);
3) Выбор устройства защитного отключения (УЗО).
- Суммарный ток утечки сети с учётом присоединяемых стационарных и переносных электроприёмников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинального тока УЗО.
- УЗО на группу выбирается из условия: номинальный ток УЗО должен превышать суммарный ток группы на 30%.
Однолинейные схемы с расчётом мощности тока и выбором автоматов представлены в приложении 1.
В качестве примера проведём расчёт однолинейной схемы третьего этажа.
1) Рабочие места разбиваются на группы в соответствии с таблицей 3.1.
- Количество групп = 5;
- Установочная мощность групп:
- 1 гр. 1.2 кВт;
- 2 гр. 0.9 кВт;
- 3 гр. 1.2 кВт;
- 4 гр. 0.9 кВт;
- 5 гр. 1.2 кВт;
- Суммарная мощность = 5.4 кВт.
2) Расчёт тока в группе.
- Рассчитывается ток группы, путём деления номинальной мощности группы на напряжение питания (220 В);
- 1 гр. 1.2 кВт/220 В = 5.45 А;
- 2 гр. 0.9 кВт/220 В = 4.09 А;
- 3 гр. 1.2 кВт/220 В = 5.45 А;
- 4 гр. 0.9 кВт/220 В = 4.09 А;
- 5 гр. 1.2 кВт/220 В = 5.45 А;
- Суммарный ток групп = 24.54 А
3) Выбор устройства защитного отключения (УЗО).
- 1 гр. 20 А;
- 2 гр. 16 А;
- 3 гр. 20 А;
- 4 гр. 16 А;
- 5 гр. 20 А;
- УЗО на группу:
Суммарный ток групп = 24.54 А, следовательно УЗО на группу необходимо выбрать на 40 А.
3.3 Система бесперебойного питания
В России требования к качеству электрической энергии стандартизованы. ГОСТ 23875-88 дает определения показателям качества электроэнергии, а ГОСТ 13109-87 устанавливает значения этих показателей. Этим стандартом установлены значения показателей в точках подключения потребителей электроэнергии. Для пользователя это означает, что он может требовать от энергоснабжающей организации, чтобы установленные нормы соблюдались не где-то в энергосистеме, а непосредственно в его розетке.
Наиболее важные показатели качества электроэнергии - это отклонение напряжения от номинального значения, коэффициент несинусоидальности напряжения, отклонение частоты от 50 Гц.
Согласно стандарту в течение не менее 95% времени каждых суток фазное напряжение должно находиться в диапазоне 209-231 В (отклонение 5%), частота в пределах 49.8-50.2 Гц, а коэффициент несинусоидальности не должен превышать 5%.
Остальные 5 или менее процентов времени каждых суток напряжение может изменяться от 198 до 242 В (отклонение 10%), частота от 49.6 до 50.4 Гц, а коэффициент несинусоидальности должен быть не более 10%. Допускаются также более сильные изменения частоты: от 49.5 Гц до 51 Гц, но общая длительность таких изменений не должна превышать 90 часов за год.
Таблица 3.2. Виды сбоев электропитания
Вид сбоя электропитания |
Причина возникновения |
Возможные следствия |
|
Пониженное напряжение, провалы напряжения |
Перегруженная сеть, неустойчивая работа системы регулирования напряжения сети, подключение потребителей, мощность которых сравнима с мощностью участка электрической сети |
Перегрузки блоков питания электронных приборов и уменьшение их ресурса. Отключение оборудования при недостаточном для его работы напряжении. Выход из строя электродвигателей. Потери данных в компьютерах. |
|
Повышенное напряжение |
Недогруженная сеть, недостаточно эффективная работы системы регулирования, отключение мощных потребителей |
Выход из строя оборудования. Аварийное отключение оборудования с потерей данных в компьютерах. |
|
Высоковольтные импульсы |
Атмосферное электричество, включение и отключение мощных потребителей, запуск в эксплуатацию части энергосистемы после аварии. |
Выход из строя чувствительного оборудования. |
|
Электрический шум |
Включение и отключение мощных потребителей. Взаимное влияние работающих неподалеку электроприборов. |
Сбои при выполнении программ и передаче данных. Нестабильное изображение на экранах мониторов и в видеосистемах. |
|
Полное отключение напряжения |
Срабатывание предохранителей при перегрузках, непрофессиональные действия персонала, аварии на линиях электропередач. |
Потери данных. На очень старых компьютерах - выход из строя жестких дисков. |
|
Гармонические искажения напряжения |
Значительную долю нагрузки сети составляют нелинейные потребители, оснащенные импульсными блоками питания (компьютеры, коммуникационное оборудование). Неправильно спроектирована электрическая сеть, работающая с нелинейными нагрузками, перегружен нейтральный провод. |
Помехи при работе чувствительного оборудования (радио и телевизионные системы, измерительные комплексы и т.д.) |
|
Нестабильная частота |
Сильная перегрузка энергосистемы в целом. Потеря управления системой. |
Перегрев трансформаторов. Для компьютеров само по себе изменение частоты не страшно. Нестабильная частота является лучшим индикатором неправильной работы энергосистемы или ее существенной части. |
Система бесперебойного электропитания на все здание в целом
Учитывая, что здание находится в месте, имеющем достаточно хорошо развитую инфраструктуру энергообеспечения, систему гарантированного электроснабжения (СГЭ) целесообразно построить с применением современных технологий, исключающих возможность сбоев и пропадание электроэнергии.
К зданию подводятся два независимых городских ввода от разных городских подстанций. Для автоматического переключения при отказе одного из вводов предусмотрен автомат включения резерва (АВР). Кроме того, на время переключения входных линий или пропадания электропитания все компьютерное оборудование здания запитьгвается через ИБП для предотвращения сбоев в работе всей компьютерной системы, включая центральное сетевое оборудование, системы связи, системы безопасности, сетевые концентраторы, серверы, рабочие станции и периферийное оборудование.
В наиболее критичных компонентах комплекса (серверы, активное оборудование ЛВС и др.) предполагается использовать дополнительные автономные системы бесперебойного электропитания.
Принципы организации системы
В рассматриваемом проекте СГЭ повышение надежности достигается за счет использования параллельного комплекса ИБП на базовом уровне защиты.
Для создания СГЭ решено применить ИБП фирмы CHLORIDE, работающие по технологии «true-online». Данное решение обосновано высокой степенью стабилизации напряжения и обеспечением защиты от прослушивания по сети электропитания.
Решения по построению параллельного комплекса ИБП, предлагаемые фирмой CHLORIDE, являются уникальными в секторе мощных ИБП в мире и заключаются в следующем:
* возможно объединение до 6 аппаратов серии EDP90 одной модели, таким образом, общая выходная мощность комплекса может достигать 3000 кВА (6 блоков по 500 кВА каждый);
* построение параллельного комплекса может производиться как по централизованному принципу (с выделением статического переключателя обходной цепи в виде объединительного блока), так и по децентрализованному (модульному) принципу - без объединительного блока (см. рис. 3.1.). Другие фирмы-производители мощных ИБП реализуют, как правило, только одну из этих схем параллельного комплекса;
Рис. 3.1. Модульная и централизованная схемы построения СГЭ
* централизованная структура обладает более высокой надежностью (при обеспечении условия избыточности), однако требует установки объединительного кабинета в соответствии с прогнозируемым значением суммарной выходной мощности комплекса. Модульная структура позволяет наращивать комплекс постепенно, добавляя новые блоки к уже установленным (при этом практически не требуется модификация оборудования или его замена);
* управление комплексом как централизованной, так и модульной структуры производится по принципу распределенной логики, т.е. без центрального управляющего звена. Таким образом, микропроцессорные блоки синхронизации работы параллельного комплекса в каждом ИБП полностью равноправны и отключение либо выход из строя одного из ИБП не приводит к потере работоспособности комплекса в целом.
Объединение нескольких блоков ИБП CHLORIDE в параллельный комплекс, как правило, имеет целью решение следующих задач:
* После установки одного блока СГЭ определенной мощности увеличивается количество технических систем, требующих защищенного питания. Как следствие, необходимо увеличить мощность СГЭ, что достигается подключением еще одного блока ИБП такой же мощности. Все ИБП в таком комплексе работают на общую нагрузку, разделяя выходную мощность.
* По техническим условиям эксплуатации оборудования необходимо гарантировать его энергоснабжение даже в случае отказа одного из блоков ИБП. В таком случае необходимо построить параллельный комплекс по схеме с горячим аппаратным резервированием (избыточностью). Такая схема позволяет также производить техническое обслуживание и ремонт любого блока ИБП не только без отключения нагрузки, но и с сохранением стабильно высоких показателей качества электроэнергии на выходе комплекса (см. функциональные схемы на рис. 3.2).
Рис. 3.2. Диаграммы функционирования параллельных комплексов ИБП
В таблице 3.3 приведены статистические характеристики надежности параллельных комплексов, построенных по централизованному и модульному принципу на базе ИБП серии EDP90 производства фирмы CHLORIDE.
Таблица 3.3. Статистические характеристики надежности параллельных комплексов
Число параллельных ИБП |
Коэффициентизбыточности |
Централизованная система |
Модульная система |
|||
без резервноговвода |
с резервнымвводом |
без резервного ввода |
с резервнымвводом |
|||
1 |
0 |
24,000 |
208,000 |
24,000 |
208,000 |
|
2 |
1 |
116,000 |
293,000 |
97,000 |
195,000 |
|
3 |
1 |
116,000 |
293,000 |
83,000 |
145,000 |
Сравнение числовых показателей средней наработки на отказ (в часах) наглядно показывает следующее:
* наличие резервного ввода существенно повышает надежность комплекса в целом. Однако, необходимо иметь в виду, что при подключении нагрузки к резервному вводу ее питание производится от нестабилизированной сети;
* модульная система при прочих равных условиях обладает меньшим уровнем надежности. Положительным свойством такой системы является, как отмечалось выше, ее меньшая стоимость и гибкость наращивания.
* На рис. 3.3 приведена схема подключения силовой кабельной проводки здания к питающему силовому оборудованию.
Рис. 3.3. Система обеспечения бесперебойного электропитания
Суммарная нагрузка по потреблению «чистого» электропитания Банка составляет 69,6кВт/120кВА. Нагрузка рассчитана исходя из следующих данных (табл. 3.4.):
Таблица 3.4. Суммарная нагрузка по потреблению «чистого» электропитания Банка
Подсистема |
Нагрузка одного элемента |
Количество |
Общая нагрузка |
|
Компьютеры |
300 Вт |
118 |
35,4кВт |
|
Банкомат |
1000 Вт |
1 |
1 кВт |
|
Серверы, УАТС |
500 Вт |
6 |
3 кВт |
|
Активное оборудование ЛВС |
100 Вт |
6 |
0,6 кВт |
|
Принтеры |
100 Вт |
16 |
1,6 кВт |
|
Системы безопасности |
10 кВт |
1 |
10 кВт |
|
Лифт |
8 кВт |
1 |
8 кВт |
|
Аварийное освещение |
10 кВт |
1 |
10 кВт |
|
ИТОГО |
69,6 кВт |
Для защиты нагрузки указанной мощности решено использовать комплексную систему, состоящую из АВР, рассчитанного на ток нагрузки до 300 А и имеющего время переключения 10-30 мс, источника бесперебойного питания марки Chloride EDP90/600 - состоящего из 3-х ИБП мощностью по 60 кВА и батареи с временем автономной работы 15-20 минут. Данное время является оптимальным для обеспечения возможности останова и сохранения данных основной массы пользователей КИВС и обеспечения возможности длительной работы для некоторых пользователей.
АВР - это необслуживаемое устройство, предназначенное для коммутации одного выходного питающего фидера на один из двух входных городских фидеров. АВР имеет микропроцессорное управление и позволяет устанавливать время переключения на резервную линию в диапазоне 10-30 мс.
ИБП серии EDP90/600 - это семейство трехфазных ИБП, изготовленных по технологии «on-line». Источники бесперебойного питания серии EDP90 спроектированы для стабилизации питающей сети и для подачи электроэнергии на нагрузку при помощи герметичных необслуживаемых батарей.
Функционирование ИБП
Данный ИБП имеет предназначен для защиты различного оборудования в условиях нестабильного электропитания с низкими показателями качества электроэнергии. ИБП рассчитан на круглосуточную работу без контроля персонала.
Источники бесперебойного электропитания серии EDP 90 выполняются по технологии «on-line» (двойного преобразования) и обеспечивают надежное и качественное энергоснабжение потребителей в условиях нестабильной электросети. Функционирование ИБП контролируется встроенным микропроцессором. Обобщенная схема ИБП показана на рис. 3.4.
Ручной переключатель резервной линии
Рис. 3.4. Структура ИБП серии EDP90
Характеристики ИБП CHLORIDE EDP 90/600 приведены в таблице 3.5.
Таблица 3.5. Характеристики ИБП CHLORIDE EDP 90/600
Номинальная мощность (кВА, PF=O.8, tОКР=40oC): |
60 |
|
Номинальная мощность (кВА, PF=O.8, tОКР=25oC): |
66 |
|
Вход: |
||
Напряжение |
380/400/415 В, три фазы, |
|
допуск по напряжению |
±15%, (-25% без разряда батарей) |
|
Частота |
50/60 Гц |
|
допуск по частоте |
±5% |
|
Выход: |
||
Напряжение |
220/380/400/415 В, три фазы + нейтраль |
|
Стабильность по напряжению |
||
- (стабильная работа) |
±1% |
|
- мгновенное 100% изменение нагрузки |
±5% |
|
Стабильность по частоте |
||
- при синхронизации с резервным вводом |
±0.75% (программируетсядо ±6%) |
|
- внутр. синхронизация |
±0.05% |
|
Перегрузочная способность инвертора |
125% в течение 10 мин 150% в течение 1 мин |
|
Уровень гармонических искажений при 100% линейной нагрузке |
<3% |
|
Уровень гармонических искажений при 100% нелинейной нагрузке |
<5% |
|
Крест-фактор нагрузки (Iпик/Iдейств) |
до 3:1 |
|
Время переключения инвертор / резервный ввод |
не более 0.5 мс |
|
Уровень шума при 100% нагрузке |
62 dBA/lм |
|
Максимальная рассеиваемая тепловая мощность |
5.76 кВт |
Назначение основных блоков ИБП рассмотрено ниже.
Выпрямитель/зарядное устройство ИБП преобразует входное переменное напряжение в постоянное, используемое для работы инвертора и заряда аккумуляторных батарей. Выпрямитель построен по тиристорной технологии и имеет быстродействующие защитные устройства на каждой входной фазе. Для снижения нелинейных искажений во входной сети выпрямитель может быть выполнен по 12-импульсной схеме и дополнен входным фильтром гармонических искажений.
ИБП комплектуется герметичными свинцово-кислотными аккумуляторными батареями с длительным сроком службы, соответствующими по классификации EUROBAT группе «10+», т.е., имеющими срок службы более 10 лет. Применяемые батареи имеют российские сертификаты безопасности и соответствия, при их установке не требуется выполнение специальных требований по вентиляции помещений и защите персонала.
Возможно использование как герметичных, так и негерметичных (обслуживаемых) свинцово-кислотных аккумуляторов, а также никель-кадмиевых аккумуляторов. Характеристики режимов заряда и разряда автоматически устанавливаются микропроцессорным блоком контроля ИБП в зависимости от типа используемых аккумуляторов, их температуры, а также длительности разряда. При длительном (более 1 часа) заряде минимально допустимое напряжение повышается до 1.75 В/элемент, при продолжительности разряда более 10 часов - до 1.80 В/элемент. Такая регулировка обеспечивает предотвращение глубокого необратимого разряда батарей и их сульфатацию.
Выпрямитель позволяет при понижении входного напряжения до -25% от номинального значения не использовать энергию аккумуляторных батарей, тем самым значительно увеличивая срок службы.
Зарядное устройство автоматически производит тест состояния аккумуляторов. Периодичность теста может быть изменена пользователем. Перед выполнением теста производится проверка текущих параметров функционирования остальных систем ИБП, с тем чтобы гарантировать надежную работу оборудования при возникновении аварии электропитания во время теста.
Выпрямители/зарядные устройства нескольких ИБП могут быть объединены для параллельной работы с одним батарейным комплексом.
Инвертор ИБП серии EDP90 построен по транзисторной технологии с широтно-импульсной модуляцией и микропроцессорным управлением. Выходные параметры инвертора контролируются одновременно и независимо по трем фазам для обеспечения высокостабильных показателей качества. В автоматическом режиме производится синхронизация инвертора с входным напряжением (при условии, что частота входного напряжения находится в допустимых пределах). При выходе параметров входной сети за пределы допуска синхронизация осуществляется с помощью внутреннего кварцевого генератора (точность не хуже 0.05%).
Инвертор обладает высокой перегрузочной способностью и может обеспечивать нагрузку мощностью 125% от номинального значения в течение 10 минут, 150% - в течение 1 минуты. При условии поддержания температуры воздуха на уровне не более +25°С номинальная выходная мощность инвертора автоматически увеличивается на 10%.
Электронный статический ключ представляет собой полупроводниковое быстродействующее коммутационное устройство, рассчитанное на непрерывную работу. Выходные параметры непрерывно и независимо друг от друга контролируются по всем фазам. Каждая фаза защищена отдельным быстродействующим защитным устройством.
Статический ключ обеспечивает бесперебойное переключение нагрузки на резервную линию при возникновении любого из следующих условий:
* перегрузка по выходу;
* выход постоянного напряжения за пределы допуска (вследствие неисправности выпрямительного устройства, выхода параметров входного напряжения за допуск, разряда аккумуляторов);
* неисправность инвертора;
* выход температуры за допустимые пределы.
Блок управления статического ключа обеспечивает практически мгновенное (менее 0.5 мсек.) переключение нагрузки в режиме синхронизации. При отсутствии синхронизации длительность переключения составляет не более 20 мсек.
При переключении нагрузки на резервную линию блок управления делает попытку обратного переключения на инвертор каждые 5 секунд - при условии исчезновения аварийной ситуации, вызвавшей это переключение.
Синхронное переключение нагрузки на резервную линию или на инвертор может производиться также по команде с панели управления ИБП.
Состояние основных компонентов системы отображается на мнемонической диаграмме и буквенно-цифровом дисплее (две строки по 20 символов) встроенной панели управления. Диаграмма показывает состояние «включено / выключено / неисправность» выпрямителя, аккумуляторной батареи, инвертора, статического переключателя. На дисплее (на английском, итальянском, французском, немецком, испанском языках) отображается следующая информация:
Выпрямитель / Зарядное устройство / Аккумуляторная батарея: значение тока, напряжения, состояние неисправности, время автономной работы (при питании от батарей). Инвертор: состояние неисправности, значение напряжения и частоты по фазам. Резервный ввод: состояние неисправности, значение напряжения и частоты по фазам. Нагрузка / Статический переключатель: состояние неисправности, значение тока, частоты, процент нагрузки по фазам, величина пик-фактора по фазам, общее время работы нагрузки от инвертора и резервного ввода, число пропаданий электропитания в питающей сети и общая длительность работы от батарей. Возможен просмотр истории состояния системы во время аварии (за 10 секунд до начала и 1 секунда после окончания с шагом 0.1 сек).
Появление неисправности сопровождается звуковым сигналом, который может быть отключен с панели. ИБП может быть отключен с помощью кнопки на пульте управления.
Информация о состоянии системы может отображаться на удаленном пульте управления и контроля, а также на ПЭВМ по последовательной линии связи (интерфейс RS232) и по линии связи AS400.
Режимы работы ИБП
На входе ИБП с двойным преобразованием энергии находится выпрямитель, который должен подзаряжать батарею ИБП и снабжать инвертор ИБП постоянным напряжением.
Инвертор преобразует весь поток мощности из напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока.
Байпас - это специальная линия, которая позволяет в случае необходимости питать нагрузку напрямую от электрической сети. Для переключения на работу через байпас служит статический (т.е. не имеющий движущихся элементов) переключатель. Поэтому этот байпас часто называют статическим байпасом.
ИБП с двойным преобразованием энергии может работать в трех режимах
Работа от сети
Если в сети есть «нормальное» напряжение, то вся мощность, потребляемая нагрузкой, проходит через выпрямитель ИБП. Выпрямитель преобразует напряжение электрической сети в стабилизированное напряжение постоянного тока. Оно используется для заряда батареи и для питания инвертора.
Инвертор преобразует напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока, которым и питается нагрузка.
Работа от батареи
Выпрямитель ИБП с двойным преобразованием выдает стабилизированное напряжение постоянного тока. Т.е. независимо от величины напряжения переменного тока на входе выпрямителя напряжение постоянного тока на его выходе сохраняется постоянным. Естественно, напряжение остается стабильным только если входное напряжение не выходит из некоторого диапазона допустимых напряжений. Этот диапазон называется диапазоном входных напряжений ИБП.
Диапазон входных напряжений ИБП с двойным преобразованием не остается постоянным. Его величина (или вернее его нижняя граница) зависит не только от конкретной модели ИБП, но и его нагрузки.
Если напряжение сети становится меньше нижней границы диапазона входных напряжений (т.е. выпрямитель уже не может стабилизировать напряжение), напряжение постоянного тока на выходе выпрямителя уменьшается и становится ниже напряжения заряженной батареи ИБП. Никакого переключения не происходит. Просто инвертор начинает частично питаться от батареи, а батарея начинает разряжаться. При дальнейшем уменьшении напряжения или если напряжение пропадает совсем, инвертор начинает полностью питаться от батареи. ИБП перешел на режим работы от батареи.
Работа ИБП от батареи продолжается некоторое время, определяемое зарядом батареи и нагрузкой. После того, как батарея разрядится до напряжения примерно 1.7 В на элемент, инвертор ИБП будет отключен автоматикой, защищающей батарею от необратимого переразряда.
Если напряжение на входе ИБП снова поднимется до нормального, выпрямитель опять начнет заряжать батарею и питать инвертор
Режим работы через статический байпас
Основные элементы ИБП с двойным преобразованием при работе от сети постоянно находятся под нагрузкой. При выходе из строя инвертора, подача напряжения к нагрузке прервалась бы и ИБП не только не выполнил бы своего предназначения, но даже сам из-за своей поломки мог бы стать причиной потери данных в подключенных к нему компьютерах или отключения каких-либо подключенных к нему важных устровйств.
Для того, чтобы этого не происходило, в ИБП введена еще одна линия электроснабжения нагрузки - статический байпас.
При выходе из строя инвертора или его перегрузке, срабатывает переключатель (размыкается линия «инвертор-нагрузка» и замыкается линия «байпас-нагрузка») и нагрузка продолжает питаться от сети.
В таблице 3.6. приведена спецификация оборудования СГЭ.
Таблица 16. Спецификация оборудования СГЭ
Источник бесперебойного питания |
||
Система батарейная CHLORIDE EDP 90/600 PARALLEL, вход / выход 380 В, 50 Гц, 3 фазы, мощность 60 кВА. |
3 |
|
Батарейный комплекс с аккумуляторными батареями сроком службы более 5 лет на время автономной работы при нагрузке 120 кВА - 19 мин. |
Подобные документы
Расчёт горизонтальной и магистральной подсистем, перечень их оборудования. Структурированная кабельная система офисных помещений на основе оптоволоконного кабеля OM3 с использованием оборудования фирмы Nexans. Схемы размещения оборудования в шкафах.
курсовая работа [5,2 M], добавлен 10.01.2010Понятие и назначение структурированных кабельных систем, их применение в компьютерных и телефонных коммуникациях. Разработка проекта для построения структурированной кабельной системы коммерческой фирмы. Логическая схема построения компьютерной сети.
курсовая работа [46,1 K], добавлен 26.10.2010Понятие структурированной кабельной системы. Типовые механические и эксплуатационные характеристики современных кабелей внешней и внутренней прокладки. Расчёт общих потерь энергии в волоконном световоде. Расчет масс элементов волоконно-оптического кабеля.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 22.11.2015Основные принципы и особенности оснащения ОГУЗ "Наркологический диспансер" структурированной кабельной системой (СКС) MentalNet. Общая характеристика СКС, ее назначение, цели создания, перечень основных требований, тестирование и техника безопасности.
курсовая работа [549,1 K], добавлен 01.06.2010Системы связи малого радиуса действия, их внутренняя структура и принципы взаимодействия отдельных элементов, сферы и особенности применения: строительство, охрана. Их характеристика, принцип действия, оценка достоинств и недостатков, условия применения.
контрольная работа [20,9 K], добавлен 03.12.2014Особенности и порядок оснащения гимназии структурированной кабельной системой (СКС) SchoolNet. Общая характеристика, назначение, цели создания, требования к структуре и функционированию, правила техники безопасности, порядок приемки и контроля СКС.
курсовая работа [446,6 K], добавлен 01.06.2010Системы связи: GPS, Глонасс для обнаружения местонахождения, их сравнительное описание и функциональные особенности, оценка преимуществ и недостатков, условия использования. Система контроля движение для пациентов. Безопасность данных пользователя.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 16.06.2015Назначение и характеристики составных элементов объекта. Способы устранения недостатков системы "Умный дом". Определение элементов и связей между ними. Разработка структурной и иерархической схемы устройства. Работа подсистемы безопасности и управления.
курсовая работа [184,8 K], добавлен 23.08.2016Структура проектируемого железнодорожного участка линии связи. Выбор аппаратуры связи, системы кабельной магистрали и распределение цепей по четверкам. Расчет влияний тяговой сети постоянного тока на кабельную линию связи, защита кабеля и аппаратуры.
курсовая работа [510,3 K], добавлен 05.02.2013Понятие и функциональные особенности, а также внутренняя структура и взаимосвязь элементов системы автоматики печи, требования к ней. Функции системы, реализованной через подсистемы. Основные контролируемые и регулируемые параметры, их анализ и значение.
отчет по практике [538,4 K], добавлен 07.06.2015