ИБП или дизельный генератор: что выбрать для резерва на объекте

ИБП и ДГУ закрывают разные части резервирования. Область применения ГОСТ IEC 62040-3-2024 описывает ИБП через основную функцию: «обеспечение непрерывности питания нагрузки». Дизельная установка в терминах стандарта на ИБП даёт резервное электропитание: внешний источник, «предназначенный для замены первичного электропитания/энергоснабжения в случае отказа первичного электропитания». Сравнивают их по четырём признакам: время перехода, длительность работы, состав нагрузок и качество питания.

Действует ГОСТ IEC 62040-3-2024: приказ 1246-ст от 18.09.2024, введён с 01.02.2025; ГОСТ IEC 62040-3-2018 заменён. Определения и примечания по ИБП ниже приведены по тексту официального издания редакции 2018 года. По дизельной части действуют ГОСТ ISO 8528-5-2017 и ГОСТ ISO 8528-12-2011. Второй написан для аварийного питания служб безопасности: больницы, высотные здания, помещения с большим скоплением людей. Разбор серии собран в статье про серию ГОСТ ISO 8528.

Сколько времени занимает переход на резерв?

ГОСТ ISO 8528-12-2011 вводит время переключения tco: «промежуток времени с момента возникновения аварийного режима в стационарной сети до момента подключения к аварийному источнику электроснабжения системы обеспечения безопасности». Таблица 1 делит агрегаты на четыре класса, таблица 2 даёт примеры. Отправная точка у всех классов одна: сетевое напряжение снижается более чем на 10 % от номинального значения.

Пункт 8.5 разделяет роли жёстко: отключение сети длительностью менее 0,5 с не должно вызывать пуска двигателя. Исключение - агрегаты бесперебойного питания и агрегаты с быстрым включением. Короткие просадки закрывает батарея.

Единой нормы на время пуска дизеля в серии 8528 нет. Раздел 11 ГОСТ ISO 8528-5-2017 перечисляет влияющие факторы и заключает: «Пусковые характеристики устанавливают по соглашению между потребителем и изготовителем электроагрегата». ГОСТ Р 55437-2013 определяет горячий резерв через «минимальное время, установленное в стандарте или технических условиях на двигатели конкретного типа» (п. 3.13). Пункт 6.3.19 ГОСТ 33115-2014 адресует это время к ГОСТ 10032, который в России силу утратил. Цифру запрашивают у изготовителя и вписывают в опросный лист, а сумму выдержек контроллера разбирает материал про АВР для дизельного генератора.

У ИБП счёт на миллисекунды. Schneider Electric для линейно-интерактивных серий Smart-UPS связывает время перехода с уставкой чувствительности: 2-4 мс, 6-8 мс или 8-10 мс. Для серий с двойным преобразованием сказано прямо: времени перехода нет. По определению стандарта у такого ИБП «выходное напряжение и частота не зависят от их входного напряжения и частоты».

Какие нагрузки требуют бесперебойности?

Отбор ведут по допустимому перерыву каждого приёмника. Доли секунды критичны для серверов, сетевого оборудования, контроллеров АСУ ТП и аппаратуры связи. Перерыв на пуск переносят приёмники с механической инерцией и тепловой ёмкостью: холодильные камеры, насосы, вентиляция, компрессоры.

Пункт 7.1 ГОСТ ISO 8528-12-2011 требует указать в требованиях к мощности «кратковременные пиковые нагрузки» от лифтов, насосов, вентиляторов, светильников и нелинейных устройств. Приёмники по допустимым перерывам разобраны в статье про категории надёжности, лечебные помещения - в материале про ДГУ для больницы.

Сколько держит батарея и сколько держит топливо

Автономный режим ИБП стандарт описывает так: входное питание отключено или вышло за требуемые пределы, всё питание идёт от системы накопления энергии. Примечание к классификации в ГОСТ IEC 62040-3 называет типовой ориентир времени работы на накопленной энергии: «обычно от 5 до 30 мин».

У дизельной установки единица измерения другая. Пункт 8.3 ГОСТ ISO 8528-12-2011 требует от аварийного агрегата класса 3 работы без дозаправки 8 ч, от класса 4 - 24 ч при номинальной мощности. Вместимость штатного бака должна давать не менее 2 ч. Там же стоит монтажное требование: дно бака располагают не менее чем на 0,5 м выше топливного насоса двигателя, если изготовитель не установил иное.

У ТСС АД-200С-Т400 мощность 200 кВт (250 кВА), бак 380 л, расход 46 л/ч при 75 % нагрузки, автономная работа 8,3 ч. Деление 380 на 46 даёт 8,26 ч. Типоразмер собран на странице ДГУ 200 кВт, пересчёт - в статье про расход топлива.

Схема «ИБП плюс ДГУ»: что требуется от генератора

Генератор в связке питает выпрямители ИБП и заряд батарей, поэтому его подбирают с запасом. Руководство Vertiv Liebert ITA на 5 и 6 кВА даёт прямую строку: «the generator capacity should be 1.5 times ~ 2 times of the UPS rated capacity». Нагрузку ИБП то же примечание рекомендует держать менее 30 % мощности генератора. Коэффициент взят из руководства на конкретную модель, нормой он не является.

Вклад заряда считают по уставкам зарядного устройства. У Delta Ultron IPT на 100 кВА (90 кВт) напряжение подзаряда 544 В, максимальный ток заряда 38 А, заводской 25 А. Произведение 38 × 544 даёт 20 672 Вт, около 20,7 кВт сверх мощности инвертора; при заводской уставке выходит 13,6 кВт. Это пример, не норма.

Качество питания задают классами характеристик. Таблица 4 ГОСТ ISO 8528-5-2017 для классов G1-G3 задаёт скорость изменения регулируемой частоты от 0,2 до 1 %/с. Пункт 7.3 ГОСТ ISO 8528-12-2011 требует для аварийных агрегатов предельных значений класса применения G2. Таблица 3 добавляет пределы для классов 3 и 4 по времени переключения. Статизм по частоте 5 и 4 %, диапазон частоты 1,5 и 0,5 %, установившееся отклонение напряжения ±2,5 и ±1 %, время восстановления напряжения 4 с.

Ступени набора п. 7.1 того же стандарта связывает с турбонаддувом: при таком двигателе «должно быть обеспечено увеличение нагрузки в несколько ступеней». При больших ступенях стандарт требует повышать номинальную мощность агрегата или увеличивать массу маховика. Методика расчёта нагрузок - в статье про расчёт мощности, особенности машинного зала - в материале про ДГУ для ЦОД.

Как настроить ИБП на приём питания от генератора?

1. Пустите генератор без нагрузки ИБП, включите ввод ИБП, после выхода на устойчивый режим включайте нагрузки по одной. Порядок даёт руководство Liebert ITA.
2. Заведите сигнал о работе генератора. У Liebert APM Plus для этого служит вход GEN_MODE, в списке сигналов есть строка On Generator.
3. У Delta Ultron IPT назначьте входному сухому контакту событие Generator Status. Без этого шага часть уставок в меню не появится.
4. Ограничьте ток заряда уставкой Reduce Charging While on DG: она «limited to this value when the generator is turned on».
5. Задайте System Sequential Start и Input Power Walk-in Slew Rate: первая разносит приём нагрузки, вторая задаёт скорость перевода питания с батарей на вход.
6. Сверьте скорость слежения за частотой. У Liebert ITA это 0,2 Гц/с по умолчанию и 1 Гц/с опцией, у генератора диапазон задан таблицей 4.
7. Исключите самотест батарей на генераторе: Liebert APM Plus выполняет его при условии «generator not connected».
8. Проверьте входное окно ИБП: у Delta Ultron IPT это 324-477 В и 40-70 Гц.

Уставки меняет аттестованный персонал по руководству изготовителя; работы в щите и на вводах выполняет персонал с группой по электробезопасности.

Задача на объекте: ИБП, ДГУ и связка

Только ИБП закрывает время безаварийного останова, только ДГУ оставляет перерыв на пуск и приём нагрузки. Один приёмник с допустимым перерывом в доли секунды делает схему двухступенчатой.

Частые ошибки при сравнении ИБП и ДГУ

• Время пуска берут «по опыту». Нормы на него в серии 8528 нет: пусковые характеристики согласуют с изготовителем.
• Ссылаются на ГОСТ 10032 и ГОСТ IEC 62040-3-2018. Первый в России силу утратил, второй заменён редакцией 2024 года.
• Мощность генератора считают по текущей загрузке ИБП. Заряд батарей добавляет к расчёту отдельные киловатты.
• Сигнал о работе генератора в ИБП не завели. Ограничение тока заряда и разнесение ступеней при этом недоступны.
• Автономность батарей считают часами. Ориентир стандарта для накопленной энергии составляет от 5 до 30 мин.
• Класс по времени переключения в задании не указан, хотя раздел 12 требует наносить его в маркировочную табличку.
• Коэффициент запаса 1,5-2 переносят с малого ИБП на систему любой мощности без проверки руководства.
• Пробные пуски не регламентированы. Пункт 11.3.2 требует от аварийного агрегата ежемесячного прогона 60 мин при нагрузке не менее 50 %.
• Резервный агрегат подбирают с перегрузкой 10 %. Примечание к п. 6.3.2 ГОСТ 33115-2014 этого не разрешает.

Лист сверки резерва перед выпуском технического задания

1. Перечень приёмников составлен, у каждого указан допустимый перерыв питания.
2. Класс по времени переключения выбран по таблице 1 ГОСТ ISO 8528-12-2011.
3. Граница между зоной ИБП и зоной ДГУ проведена по конкретным щитам и линиям.
4. Время готовности агрегата к приёму 100 % нагрузки получено от изготовителя письменно.
5. Автономность задана в часах для дизеля и в минутах для ИБП, источник дозаправки определён.
6. Мощность генератора посчитана по шильдику ИБП с добавкой заряда батарей и прочих нагрузок.
7. Класс применения и пределы по напряжению и частоте указаны со ссылкой на пункт стандарта.
8. Ступени набора нагрузки и выдержки между ними согласованы с изготовителем агрегата.
9. Уставки ИБП под генератор перечислены: сигнал состояния, ограничение заряда, разнесение ступеней.
10. Регламент проверок утверждён, журналы хранят не менее 2 лет, график работ закрывает ТО ДГУ.