Распределение электроэнергии: подстанции, необходимое оборудование, условия распределения, применение, правила учета и контроля

подстанции, необходимое оборудование, условия распределения, применение, правила учета и контроля

Каким образом происходит распределение электроэнергии и ее передача от основного источника питания к потребителю? Данный вопрос достаточно сложный, так как источником является подстанция, которая может находиться на значительном расстоянии от города, но при этом энергия должна доставляться с максимальным КПД. Этот вопрос стоит рассматривать более детально.

Общее описание процесса

Как говорилось ранее, начальным объектом, откуда начинается распределение электроэнергии, на сегодняшний день является электрическая станция. В наше время существует три основных типа станции, которые могут снабжать потребителей электричеством. Это может быть тепловая электрическая станция (ТЭС), гидроэлектростанция (ГЭС) и атомная электрическая станция (АЭС). Помимо этих основных типов, есть также солнечные или ветровые станции, однако они используются для более локальных целей.

Эти три типа станция является и источником и первой точкой распределения электроэнергии. Для того чтобы осуществить такой процесс, как передача электрической энергии, необходимо значительно увеличить напряжение. Чем дальше находится потребитель, тем выше должно быть напряжение. Так, увеличение может доходить до 1150 кВ. Повышение напряжения необходимо для того, чтобы снизилась сила тока. В таком случае также падает и сопротивление в проводах. Такой эффект позволяет передавать ток с наименьшими потерями мощности. Для того чтобы повышать напряжение до нужного значения, каждая станция имеет повышающий трансформатор. После прохождения участка с трансформатором, электрический ток при помощи ЛЭП передается на ЦРП. ЦРП – это центральная распределительная станция, где осуществляется непосредственное распределение электроэнергии.

Общее описание пути тока

Такие объекты, как ЦРП, находятся уже в непосредственной близости от городов, сел и т. д. Здесь происходит не только распределение, но и понижение напряжения до 220 или же 110 кВ. После этого электроэнергия передается на подстанции, расположенные уже в черте города.

При прохождении таких небольших подстанций напряжение понижается еще раз, но уже до 6-10 кВ. После этого осуществляется передача и распределение электроэнергии по трансформаторным пунктам, расположенным по разным участкам города. Здесь также стоит отметить, что передача энергии в черте города к ТП осуществляется уже не при помощи ЛЭП, а при помощи проложенных подземных кабелей. Это гораздо целесообразнее, чем применение ЛЭП. Трансформаторный пункт – это последний объект, на котором происходит распределение и передача электроэнергии, а также ее понижение в последний раз. На таких участках напряжение снижается до уже привычных 0,4 кВ, то есть 380 В. Далее оно передается в частные, многоэтажные дома, гаражные кооперативы и т. д.

Если кратко рассмотреть путь передачи, то он примерно следующий: источник энергии (электростанция на 10 кВ) – трансформатор повышающего типа до 110-1150 кВ – ЛЭП – подстанция с трансформатором понижающего типа – трансформаторный пункт с понижением напряжения до 10-0,4 кВ – потребители (частный сектор, жилые дома и т. д.).

Особенности процесса

Производство и распределение электроэнергии, а также процесс ее передачи обладает важной особенностью – все эти процессы являются непрерывными. Другими словами, производство электрической энергии совпадает по времени с процессом ее потребления, из-за чего электрические станции, сети и приемники связаны между собой таким понятием, как общность режима. Данное свойство вызывает необходимость организации энергетических систем, чтобы более эффективно заниматься производством и распределением электроэнергии.

Здесь очень важно понимать, что представляет собой такая энергетическая система. Это совокупность всех станций, линий электропередач, подстанций и других тепловых сетей, которые соединены между собой таким свойством, как общность режима, а также единым процессом производства электрической энергии. Кроме того, процессы преобразования и распределения на данных участках осуществляются под общим управлением всей этой системы.

Основная рабочая единица в таких системах – это электроустановка. Это оборудование предназначено для производства, преобразования, передачи и распределения электроэнергии. Получение данной энергии осуществляется электрическими приемниками. Что касается самих установок, то в зависимости от рабочего напряжения, они делятся на два класса. Первая категория работает с напряжением до 1000 В, а вторая, наоборот, с напряжением от 1000 В и выше.

Кроме того, имеются также специальные устройства для получения, передачи и распределения электроэнергии – распределительное устройство (РУ). Это электроустановка, которая состоит из таких конструкционных элементов, как сборные и соединительные шины, аппараты для коммутации и защиты, автоматика, телемеханика, приборы для измерения и вспомогательные устройства. Данные агрегаты также делятся на две категории. Первая – это открытые аппараты, которые могут эксплуатироваться на открытом воздухе, и закрытые, применяющиеся только при расположении внутри здания. Что касается эксплуатации в черте города таких устройств, то в большинстве случаев используется именно второй вариант.

Одним из последних рубежей системы передачи и распределения электроэнергии является подстанция. Это объект, который состоит из РУ до 1000 В и от 1000 В, а также силовых трансформаторов и других вспомогательных агрегатов.

Рассмотрение схемы распределения энергии

Для того чтобы более детально рассмотреть процесс производства, передачи и распределения электроэнергии, можно взять в пример структурную схему снабжения электрической энергией города.

В таком случае процесс начинается с того, что генераторы на ГРЭС (государственная районная электростанция) вырабатывают напряжение 6, 10 или 20 кВ. При наличии такого напряжения передавать его на расстояние более чем 4-6 км не экономично, так как будут большие потери. Для того чтобы значительно уменьшить потерю мощности, в линию передачи включается силовой трансформатор, который предназначен для повышения напряжения до таких значений, как 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 кВ. Значение выбирается в зависимости от того, насколько далеко находится потребитель. После этого следует пункт понижения электрической энергии, который представлен в виде понижающей подстанции, находящейся в черте города. Напряжение уменьшается до 6-10 кВ. Здесь стоит добавить, что такая подстанция состоит из двух частей. Первая часть открытого типа рассчитана на напряжение 110-220 кВ. Вторая часть – закрытая, включает в себя устройство распределения электроэнергии (РУ), рассчитанное на напряжение в 6-10 кВ.

Участки схемы поставки электроэнергии

Помимо тех устройств, что были перечислены ранее, в систему снабжения энергией входят также такие объекты, как питающая кабельная линия – ПКЛ, распределительная кабельная линия – РКЛ, кабельная линия с напряжением в 0,4 кВ – КЛ, распределительное устройство вводного типа в жилом доме – ВРУ, главная понижающая подстанция на заводе – ГПП, шкаф распределения электроэнергии или же щитовое устройство ЩУ, размещаемое в цехе завода, и рассчитанное на 0,4 кВ.

Также в схеме может присутствовать такой участок, как центр питания – ЦП. Здесь важно отметить, что этот объект может быть представлен в виду двух разных устройств. Это может быть распределительное устройство вторичного напряжения на понижающей подстанции. Кроме того, в его состав будет также входить прибор, который будет выполнять функции регулировки напряжения и последующей поставки его к потребителям. Второй вариант исполнения – это трансформатор, для передачи и распределения электроэнергии, или же распределительное устройство генераторного напряжения непосредственно на электрической станции.

Стоит отметить, что ЦП всегда соединяется с распределительным пунктом РП. Линия, которая соединяет эти два объекта, не имеет распределения электрической энергии по всей своей длине. Такие линии обычно называют кабельными.

На сегодняшний день в энергосети может использоваться такое оборудование, как КТП – комплектная трансформаторная подстанция. Она представляет собой несколько трансформаторов, распределительное или же вводное устройство, рассчитанное на работу с напряжением в 6-10 кВ. Также в комплект входит распределительное устройство на 0,4 кВ. Все эти приборы соединены между собой токопроводами, а поставляется комплект в уже готовом либо в готовом для сборки виде. Прием и распределение электроэнергии может также происходить на на высоких конструкциях или же на опорах линий электропередачи. Такие конструкции называются либо столбовыми, либо мачтовыми трансформаторными подстанциями (МТП).

Первая категория электрических приемников

На сегодняшний день имеется три категории электроприемников, которые отличаются между собой степенью надежности.

К первой категории электрических приемников относятся те объекты, при нарушении электроснабжения которых возникают достаточно серьезные проблемы. К последним относят следующее: угроза жизни человеку, сильные ущерб народному хозяйству, повреждение дорогого оборудования из основной группы, массовый брак продукции, разрушение устоявшегося технологического процесса получения и распределения электроэнергии, возможное нарушение в работе важных элементов коммунального хозяйства. К таким электроприемникам относятся здания с большим скоплением людей, к примеру, театр, универсам, универмаг и т. д. Также к этой группе принадлежит и электрифицированный транспорт (метро, троллейбус, трамвай).

Что касается снабжения электроэнергией данных сооружений, то они должны обеспечиваться электричеством от двух источников, которые независимы друг от друга. Отключение от сети таких построек допускается лишь на срок, в течение которого будет запускаться резервный источник питания. Другими словами, система распределения электроэнергии должна предусматривать быстрый переход от одного источника на другой, в случае аварийной ситуации. Независимым источником питания в данном случае считается тот, на котором сохранится напряжение даже в том случае, если на других источниках, питающих один и тот же электроприемник, оно пропадет.

К первой категории также относятся устройства, которые должны питаться сразу от трех независимых источников. Это особая группа, работа которой должна быть обеспечена в бесперебойном режиме. То есть не допускается отключение от электропитания даже на время включения аварийного источника. Чаще всего к такой группе относят приемники, выход из строя которых влечет за собой возникновение угрозы для жизни человека (взрыв, пожар и т. д.).

Вторая и третья категория приемников

Системы распределения электроэнергии с подключением второй категории электрических приемников включают в свой состав такое оборудование, при отключении питании которого возникнет массовый простой рабочих механизмов и промышленного транспорта, недоотпуск продукции, а также нарушения деятельности массового количества людей, проживающих как в черте города, так и за ее пределами. К такой группе электроприемников относятся жилые дома выше 4 этажа, школы и больницы, силовые установки, отключение питания которых не повлечет за собой выход из строя дорогостоящего оборудования, а также другие группы электрических потребителей с общей нагрузкой от 400 до 10 000 кВ.

В качестве источников энергии данной категории должны выступать две независимые станции. Кроме того, отключение от основного источника питания этих объектов допускается до тех пор, пока дежурный персонал не запустит в работу резервный источник, или же это не сделает дежурная бригада рабочих ближайшей электроснабжающей станции.

Что касается третьей категории приемников, то к ним принадлежат все оставшиеся устройства, которые могут питаться всего от 1 источника питания. Кроме того, отключение от сети таких приемников допускается на время ремонта или замены поврежденного оборудования на срок не более суток.

Принципиальная схема снабжения и распределения электрической энергии

Контроль распределения электроэнергии и ее передачу от источника к приемнику третьей категории в черте города легче всего осуществлять, применяя радиальную тупиковую схему. Однако такая схема обладает одним существенным недостатком, который заключается в том, что при выходе одного любого элемента системы из строя без электроэнергии будут оставаться все приемники, подключенные к такой схеме. Так будет продолжаться до тех пор, пока не будет заменен поврежденный участок цепи. Из-за данного недостатка применять такую схему включения не рекомендуется.

Если говорить о схеме подключения и распределения энергии для приемников второй и третьей категории, то здесь можно использовать кольцевую принципиальную схему. При таком подключении, если произойдет сбой в работе одной из линии электропередачи, можно восстановить электроснабжение всех приемников, подключенных к такой сети в ручном режиме, если отключить питание от основного источника и запустить резервный. Кольцевая схема отличается от радиальной тем, что у нее имеются специальные участки, на которых в отключенном режиме находятся разъединители или же выключатели. При повреждении основного источника питания их можно включить, чтобы восстановить подачу, но уже от резервной линии. Также это будет служить хорошим преимуществом в том случае, если на основной линии необходимо провести какие-либо ремонтные работы. Перерыв в электроснабжении такой линии допускается на срок около двух часов. Этого времени хватает для того, чтобы отключить поврежденный основной источник питания и подключить к сети резервный, чтобы он осуществлял распределение электроэнергии.

Есть еще более надежный способ подключения и распределения энергии – это схема с параллельным включением двух питающих линий или же введение автоматического подключения резервного источника. При наличии такой схемы поврежденная линия будет отключаться от общей системы распределения при помощи двух выключателей, расположенных с каждого конца линии. Снабжение же электричеством в таком случае будет осуществляться во все еще бесперебойном режиме, но уже по второй линии. Такая схема актуальна для приемников второй категории.

Схемы распределения для первой категории приемников

Что касается распределения энергии для питания приемников первой категории, то в данном случае необходимо подключение от двух независимых центров питания одновременно. Кроме того, в таких схемах часто используется не один распределительный пункт, а два, а также всегда предусмотрена система автоматического включения резервного питания.

Для электрических приемников, которые принадлежат к первой категории, автоматика переключения на резервное питание устанавливается на вводно-распределительных устройствах. При такой системе подключения распределение электрического тока осуществляется при помощи двух силовых линий, каждая из которых характеризуется напряжением до 1 кВ, а также подключаются к независимым трансформаторам.

Другие схемы распределения и питания приемников

Для того чтобы максимально эффективно распределять электроэнергию по приемникам второй категории, можно использовать схему с максимальной токовой защитой одного или двух РП, а также схему с автоматическим включением резервного питания. Однако здесь есть определенное требование. Использовать эти схемы можно лишь в том случае, если затраты материальных средств на их обустройство не вырастут более чем на 5%, по сравнению с обустройством ручного перехода на резервный источник питания. Кроме того, обустраивать такие участки необходимо таким образом, чтобы одна линия могла принять на себя нагрузку со второй, с учетом кратковременной перегрузки. Это необходимо, так как при выходе из строя одной из них распределение всего напряжения перейдет на оставшуюся одну.

Существует довольно распространенная лучевая схема подключения и распределения. В таком случае один распределительный пункт будет питаться от двух разных трансформаторов. К каждому из них подводится кабель, напряжение в котором не превышает 1000 В. На каждом из трансформаторов также устанавливается по одному контактору, который предназначен для того, чтобы в автоматическом режиме переключить нагрузку с одного силового агрегата на другой, если на каком-либо из них пропадет напряжение.

Если подводить итог о надежности сети, то это одно и наиболее важных требований, которое необходимо соблюдать, чтобы распределение энергии не прерывалось. Чтобы достичь максимального показателя надежности, нужно не только использовать наиболее подходящие схемы снабжения для каждой категории. Важно также правильно подбирать марки кабелей, а также их толщину и сечение с учетом их нагрева и потерями мощности при протекании тока. Немаловажно также соблюдать правила технической эксплуатации и технологию проведения все электромонтажных работ.

Исходя из всего выше сказанного, можно сделать вывод, что устройство приема и распределения электроэнергии, а также поставка от источника к конечному потребителю или приемнику – это не такой уж и сложный процесс.

Передача электроэнергии от электростанции к потребителю

От непосредственных источников генерации к потребителю электрическая энергия проходит множество технологических пунктов. При этом и сами ее носители в виде линий с проводниками имеют существенное значение в данной инфраструктуре. Они во многом и формируют многоуровневую и сложную систему передачи электроэнергии, где потребитель является завершающим звеном.

Откуда берется электроэнергия?

На первом этапе общего процесса энергообеспечения происходит генерация, то есть выработка электричества. Для этого используются специальные станции, которые производят энергию из других ее источников. В качестве последних может использоваться тепло, вода, солнечный свет, ветер и даже земля. В каждом случае применяются станции-генераторы, преобразующие природную или искусственно выработанную энергию в электричество. Это могут быть и традиционные атомные или тепловые электростанции, и ветряные мельницы с солнечными батареями. Для передачи электроэнергии большей части потребителей применяются всего три вида станций: АЭС, ТЭС и ГЭС. Соответственно, атомные, тепловые и гидрологические установки. На них генерируется порядка 75–85% энергии во всем мире, хотя в силу экономических и особенно экологических факторов нарастает тенденция к сокращению данного показателя. Так или иначе, именно эти основные электростанции производят энергию для дальнейшей ее передачи потребителю.

Сети для передачи электрической энергии

Транспортировку выработанной энергии осуществляет сетевая инфраструктура, представляющая собой совокупность разного рода электроустановок. Базовая структура передачи электроэнергии потребителям включает трансформаторы, преобразователи и подстанции. Но ведущее место в ней занимают линии электропередач, которые непосредственно связывают электростанции, промежуточные установки и потребителей. При этом и сети могут различаться между собой – в частности, по назначению:

• Общественные сети. Снабжают бытовые, промышленные, сельскохозяйственные и транспортные объекты.
• Сетевые коммуникации для автономного энергообеспечения. Обеспечивают питание автономных и мобильных объектов, к которым относятся самолеты, суда, энергонезависимые станции и т. п.
• Сети для энергоснабжения объектов, выполняющих отдельные технологические операции. На том же производственном объекте помимо основного снабжения электричеством может предусматриваться линия для поддержания работоспособности конкретного оборудования, конвейера, инженерной установки и т. д.
• Контактные линии энергоснабжения. Сети, предназначенные для доставки электроэнергии напрямую движущимся транспортным средствам. Это касается трамваев, локомотивов, троллейбусов и др.

Классификация сетей передачи электроэнергии по размеру

К наиболее крупным относятся магистральные сети, связывающие источники генерации энергии с центрами потребления в масштабах стран и регионов. Такие коммуникации характеризуются высокими показателями мощности (в размере гигаватт) и напряжения. На следующем уровне находятся региональные сети, которые представляют собой ответвления от магистральных линий и, в свою очередь, сами имеют отхождения более мелкого формата. По таким каналам осуществляется передача и распределение электроэнергии городам, районам, крупным транспортным узлам и удаленным месторождениям. Хотя и сети такого калибра могут похвастаться высокими мощностными показателями, главное, их преимущество заключается не в объемном снабжении энергетическими ресурсами, а в дальности транспортировки.

На следующем уровне идут районные и внутренние сети. Они же по большей части и выполняют функции распределения энергии между конкретными потребителями. Районные каналы питаются прямо от региональных, обслуживая городские квартальные зоны и поселковые сети. Что касается внутренних сетей, то они распределяют энергию в пределах квартала, села, завода и более мелких объектов.

Подстанции в сетях электроснабжения

Между отдельными отрезками линий транспортировки электроэнергии устанавливаются трансформаторы в формате подстанций. Их основная задача заключается в повышении напряжения на фоне снижения силы тока. А также существуют и понижающие установки, сокращающие показатель выходного напряжения в условиях наращивания силы тока. Необходимость такой регуляции параметров электроэнергии на пути к потребителю обуславливается потребностью в компенсации потерь на активном сопротивлении. Дело в том, что передача электроэнергии осуществляется по проводам с оптимальной площадью сечения, которая определяется исключительно отсутствием коронного разряда и силой тока. Невозможность контроля других параметров и приводит к потребности в дополнительном регулирующем оборудовании в виде того же трансформатора. Но есть и еще одна причина, по которой должно повышаться напряжение за счет подстанции. Чем выше этот показатель, тем дальше, может быть, расстояние передачи энергии с сохранением высокого мощностного потенциала.

Особенности цифровых трансформаторов

Современная разновидность подстанций, допускает возможность цифрового управления. Так, стандартный трансформатор этого типа предусматривает включение следующих компонентов:

• Оперативно-диспетчерский пункт. Рабочий персонал через специальный терминал, подключенный по удаленной (иногда беспроводной) связи, контролирует работу станции в утяжеленных и нормальных режимах. Могут применяться вспомогательные устройства автоматики, а скорость передачи команд варьируется от нескольких минут до часов.
• Противоаварийный блок управления. Данный модуль включается в работу при сильных возмущениях на линии. К примеру, если передача электроэнергии от электростанции к потребителю происходит в условиях переходных электромеханических процессов (при внезапном отключении собственного питания, генератора, сбросе значительной нагрузки и т. д.).
• Релейная защита. Как правило, автоматический модуль с независимым источником энергоснабжения, в перечень задач которого входит локальное управление энергосистемой за счет быстрого обнаружения и отделения неисправных частей сети.

Вспомогательные электроустановки на линиях электропередачи

Подстанция кроме трансформаторного блока предусматривает наличие разъединителей, отделителей, измерительных и прочих дополняющих устройств. Они не относятся прямо к управляющему комплексу и работают по умолчанию. Каждая из этих установок предназначена для выполнения определенных задач:

• Разъединитель выполняет размыкание/включение силовой цепи, если на силовых проводах отсутствует нагрузка.
• Отделитель автоматически отключает трансформатор от сети на время, которое потребуется для аварийного режима эксплуатации подстанции. В отличие от управляющего модуля, в данном случае перевод на аварийную фазу работы производится механически.
• Измерительные устройства определяют вектора напряжений и токов, при которых осуществляется передача электроэнергии от источника к потребителю в конкретный момент времени. Это тоже автоматические средства, поддерживающие и учет метрологических погрешностей.

Проблемы при передаче электрической энергии

При организации и эксплуатации сетей электроснабжения возникает немало сложностей, носящих технический и экономический характер. Например, важнейшей проблемой такого рода считаются уже упомянутые потери мощности тока из-за сопротивления в проводниках. Данный фактор компенсируется трансформаторным оборудованием, но и оно, в свою очередь, нуждается в обслуживании. Техническое поддержание сетевой инфраструктуры, по которой осуществляется передача электроэнергии на расстояние, в принципе затратно. Оно требует и материальных, и организационных ресурсных расходов, что в итоге отражается и на повышении тарифов для потребителей энергии. С другой стороны, новейшее оборудование, материалы для проводников и оптимизация процессов управления все же позволяет сокращать часть эксплуатационных расходов.

Кто является потребителем электроэнергии?

В немалой степени требования к энергоснабжению определяются самим потребителем. А в этом качестве могут выступать производственные предприятия, коммунально-бытовые организации, транспортные компании, владельцы загородных коттеджей, жители многоквартирных городских домов и т. д. Принципиальным признаком различия между разными группами потребителей можно назвать мощность его линии снабжения. По этому критерию все каналы передачи электроэнергии потребителям разных групп можно разделить на три вида:

• До 5 МВт.
• От 5 до 75 МВт.
• От 75 до 1 тыс. МВт.

Заключение

Разумеется, вышеописанная энергоснабжающая инфраструктура будет неполной без непосредственного организатора процессов распределения энергетического ресурса. В качестве снабжающей компании выступают участники оптового энергетического рынка, имеющие соответствующую провайдерскую лицензию. Договор на услуги по передаче электроэнергии заключается с энергосбытовой организацией или иным поставщиком, который гарантирует снабжение в указанный расчетный период. При этом задачи техобслуживания и эксплуатации сетевой инфраструктуры, которая обеспечивает конкретный объект потребителя в рамках договора, могут находиться в ведомстве совсем другой сторонней организации. Это же касается и самого источника генерации энергии.

Производство, передача и распределение электроэнергии

 Распределение переменного и постоянного тока

РАСПРОСТРАНЕНИЕ AC

Электрическая энергия в настоящее время генерируется, передается и распределяется в виде переменного тока. Одной из важных причин  широкомасштабного использования переменного тока вместо постоянного тока является то, что переменное напряжение может быть удобно изменено  по величине с помощью трансформатора. Трансформатор позволил передавать мощность переменного тока при высоком напряжении и использовать его  при безопасном потенциале. Высокое напряжение передачи и распределения значительно уменьшало ток в проводниках и возникающие потери в линии.

Между передачей и распределением нет определенной линии в зависимости от напряжения или объемной емкости. Однако в общем случае  система распределения переменного тока представляет собой электрическую систему между понижающей подстанцией, питаемой передающей  системой и счетчиками потребителей. Система распределения переменного тока подразделяется на

I. Первичная система распределения

II. Вторичная система распределения.

i) Первичная система распределения.

Это та часть системы распределения переменного тока, которая работает на напряжениях, несколько превышающих общее использование, и  обрабатывает большие блоки электрической энергии, чем обычные потребители низкого напряжения. Напряжение, используемое для первичного  распределения, зависит от количества передаваемой мощности и расстояния до подстанции, которую необходимо подавать. Наиболее часто  используемые первичные распределительные напряжения составляют 11 кВ, 6 кВ и 3 кВ.

Из-за экономических соображений первичное распределение осуществляется трехфазной трехпроводной системой. На рисунке показана типичная первичная распределительная система. Электроэнергия от генерирующей станции передается с высоким напряжением на подстанцию, расположенную  в городе или вблизи него.

ii) Вторичная система распределения

Это часть системы распределения переменного тока. Вторичное распределение использует 400/230 В, 3-фазную, 4-проводную систему. На  рисунке показана типичная вторичная система распределения. Первичная схема распределения обеспечивает питание для различных подстанций,  называемых распределительными подстанциями. Подстанции расположены вблизи населенных пунктов и содержат понижающие трансформаторы.  На каждой распределительной подстанции напряжение снижается до 400 В и мощности обеспечивается трехфазной 4-проводной системой переменного тока.  Напряжение между любыми двумя фазами составляет 400 В, а также между любой фазой и нейтралью 230 В. Однофазные внутренние нагрузки подключаются  между любой фазой и нейтралью, трехфазные нагрузки в виде двигателя 400 В напрямую подключаются к трехфазной линии. 

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ DC

Общеизвестно, что электроэнергия почти исключительно генерируется, передается и распределяется как ac. Однако для некоторых приложений требуется  питание постоянного тока. Например, для работы машин с переменной скоростью (электродвигатели постоянного тока), для электрохимических работ и  для перегруженных участков, где необходимы резервы аккумуляторной батареи, требуется поставка постоянного тока. Для этой цели мощность  переменного тока преобразуется в мощность постоянного тока на подстанции с использованием преобразовательных машин, например,  выпрямителей ртутной дуги, роторных преобразователей и мотор-генераторных установок. Подача постоянного тока с подстанции может  быть получена в виде 

(i) двухпроводной системы

(ii) 3-проводной для распределения.

(i) двухпроводная система постоянного тока .

Как следует из названия, эта система распределения состоит из двух проводов. Один из них — исходящий или положительный провод, а другой — обратный  или отрицательный провод. Такие нагрузки, как лампы, двигатели и т. д., подключаются параллельно между двумя проводами, как показано на  рисунке 12.4. Эта система никогда не используется для целей передачи из-за низкой эффективности, но может использоваться для распределения  мощности постоянного тока.

(ii) 3-проводная система постоянного тока.

Он состоит из двух проводов и среднего или нейтрального провода, который заземлен на подстанции. Напряжение между внешними контактами в  два раза превышает напряжение между внешним и нейтральным проводом, как показано на рисунке 12.5. Главным преимуществом этой системы является то,  что она дает два напряжения на потребительских терминах, а именно V между любыми внешними и нейтральными и 2V между внешними. Оборудование,  требующие высокого напряжения (например, двигатели), подключаются через внешние устройства, тогда как лампы и нагревательные цепи, требующие  меньшего напряжения, соединяются между одним из проводов и нейтралью.

Код ОКВЭД — 35.1 — Производство, передача и распределение электроэнергии

Распределение электроэнергии в отраслях — все, что вам нужно знать

Распределение электроэнергии в отраслях — все, что вам нужно знать

Сегодня мы намерены познакомить вас с промышленной средой, представив картину , как электроэнергия распределяется в промышленность . В промышленности электрические панели играют важную роль в распределении энергии, в которой находится различное оборудование, такое как шины, автоматические выключатели, счетчики и т.д. систем и подключаются через кабельные каналы.Давайте кратко рассмотрим эту концепцию.

Структура распределения электроэнергии в отраслях

В промышленной электроэнергетической системе электроэнергия поставляется либо частными коммунальными предприятиями, либо коммунальными предприятиями, либо обоими. Поставляемое напряжение находится в диапазоне 11 кВ, 33 кВ, 66 кВ или 132 кВ. Эти высокие напряжения понижаются до низкого с помощью понижающих трансформаторов.

Напряжения в диапазоне 440 вольт или ниже называются системами низкого напряжения. Это ступенчатое напряжение далее подается на различные панели и оборудование через распределительное устройство, состоящее из электрических переключателей, автоматических выключателей, предохранителей, защитного оборудования, измерительных плат и т. Д.

На рисунке ниже показана принципиальная схема распределительной сети . Эта модельная схема в основном используется для крупных и средних производств. В некоторых случаях суб-LT панели не обнаруживаются; вместо этого мощность подается непосредственно от панелей LT к SDB в зависимости от размера зоны распределения, где количество блоков (или секций), которые должны быть поставлены, является основным соображением. На приведенном выше рисунке элементы в этой модели распределения энергии включают LT панель, панель sub-LT, SDB (вспомогательный распределительный щит), PDB (распределительный щит питания) и LDB (распределительный щит освещения).

Питание от различных трансформаторов подается на панели LT, которые действуют как основная система переключения для всей схемы распределения электроэнергии и обеспечивают общую нагрузку. Мы кратко обсудим элементы внутри панелей LT позже в этой статье. Выходные фидеры LT-панели подключены к суб-LT-панелям, которые размещаются для группы нагрузок в данной секции для удовлетворения спроса.

Ввод панели sub-LT применяется в SDB, который размещается для подачи питания на нагрузки, состоящие из группы оборудования, такого как электрические печи, подъемники и т. Д.(которые подключены к различным PDB).

PDB действуют как фактическое подключение нагрузки к источнику питания, когда отдельные механизмы подключаются непосредственно к источнику питания. И часть мощности от PDB подается на LDB, где она подает питание на осветительное оборудование, такое как уличные фонари (см. Простой проект уличного освещения здесь), освещение в рабочей зоне, панели подключения и т. Д.

Все панели в распределительной сети системы заземлены с надлежащим заземлением для защиты приборов, а также обслуживающего персонала.

Панель низкого напряжения (LT)

Панель LT и панель коэффициента мощности с переключающим переключателем

Распределительное устройство на каждой стороне распределения размещено в металлических конструкциях, называемых панелями LT (низкого напряжения). Эти панели LT отвечают за распределение мощности на различные суб-панели LT, получая ее от трансформатора. Они рассчитаны на 430 В, трехфазную, трех- или четырехпроводную систему с частотой 50 Гц.

Это напольный отдельно стоящий блок полностью закрытого и выдвижного типа.В его конструкции предусмотрены все условия для безопасности эксплуатации, а также для обслуживающего персонала.

Питание с поддержкой Интернета вещей

Способы производства, распределения и потребления электроэнергии быстро меняются по всему миру.

Независимо от того, проектируете ли вы, строите, эксплуатируете или обслуживаете офисные здания, торговые центры, больницы, центры обработки данных или университетские городки, вы сталкиваетесь с новыми проблемами и возможностями.

За новой парадигмой энергетики стоят 4 движущих силы:

1.Больше децентрализации

Производство энергии становится все более децентрализованным, с увеличением использования солнечной энергии.

• Рост солнечных мощностей на 34% в 2016 году после роста на 32% в 2015 году1

• 50% новой мощности и накопления за счет солнечной энергии к 20302

• Увеличение мощности солнечных батарей в США на 59% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.коммерческие предприятия3

2. Больше декарбонизации

По мере усиления стремления к сокращению выбросов парниковых газов (ПГ) строительная промышленность обладает огромным потенциалом для сокращения выбросов ПГ.

• 40% выбросов CO ₂ в США происходит из зданий, что превышает потребление как промышленного, так и транспортного сектора4

• Сертификаты экологичного строительства в частном секторе считаются признаком эффективности, и многие правительства вводят политику по продвижению экологически безопасных зданий.

• К 2018 г. 60% проектов в 70 странах станут зелеными.4

3. Больше оцифровки

Оцифровка начинает затрагивать все аспекты современного общества. Интеллектуальные устройства открывают широкие возможности для повышения эффективности, контроля и повышения ценности.

4. Больше электричества

Мировое потребление электроэнергии растет.

Децентрализация, декарбонизация и цифровизация помогут нам намного лучше управлять этим спросом.

Чтобы создать лучший мир для себя и будущих поколений, нам необходимо изменить наше представление об энергии.

Раньше для безопасного, надежного и эффективного распределения электроэнергии было достаточно иметь электрические компоненты, которые работают вместе. Но чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами новой энергетической парадигмы, нам всем необходимо сделать качественный шаг в том, как управлять мощностью и производительностью оборудования.

Нам нужны более умные инструменты, которые управляют надежностью энергоснабжения и оптимизируют производство и потребление.

Нам нужны системы, которые отвечают целям устойчивого развития и соответствуют новым стандартам, нормам и кодексам.

Нам нужна инфраструктура, которая обеспечивает простоту внедрения электрических компонентов и систем, а также защищает людей и имущество от кибератак.

Нам нужен целостный подход к управлению электроэнергией.

Хотя руководители предприятий хорошо осведомлены о том, что системы управления зданием (BMS) обычно включают в себя возможности автоматизации, многие могут быть менее осведомлены о последних достижениях в технологии систем распределения электроэнергии.

Используя последние достижения в области оцифровки, предприятия могут воспользоваться следующими преимуществами:

• Энергетические сети со встроенным интеллектом, обеспечивающие более высокий уровень понимания и управления

• Интегрированные и масштабируемые энергетические активы и системы, которые позволяют предприятиям и сервисным группам быстро выявлять риски и возможности и реагировать на них

• Новые аналитические приложения, которые предоставляют инструменты для ускорения и упрощения принятия решений

Новый взгляд на распределение электроэнергии в цифровом мире

Спрос на электроэнергию постоянно растет.За последние пару десятилетий рост мировой экономики в сочетании с миграцией в города и ростом мирового населения убедительно показал, что наших старых систем власти более недостаточно для удовлетворения растущего спроса.

Чтобы усугубить эту проблему, четыре силы в современном мире имеют серьезные последствия для будущего распределения энергии:

• Ожидается, что к 2040 году спрос на электроэнергию удвоится, причем большая часть этого спроса будет определяться азиатскими рынками. [I]
• К 2020 году количество подключенных устройств будет в десять раз больше, чем людей.[ii]
• Несмотря на то, что энергоэффективность в значительной степени не реализована, 82% ее потенциала не реализованы, [iii] расходы на техническое обслуживание и эксплуатацию оборудования по-прежнему составляют значительную долю от содержания здания.
• К 2040 году около 70% новой выработки электроэнергии будет осуществляться за счет возобновляемых, а не традиционных систем генерации. [Iv]

Все эти тенденции приводят к серьезным сбоям в работе систем управления энергопотреблением и приводят к одной неизменной истине: распределение электроэнергии должно развиваться.

Вызов для бизнеса

К счастью для мира, произошли огромные изменения в том, как генерируется и используется энергия. Например, по сравнению с тем, что было всего несколько лет назад, мы наблюдаем огромный рост:

• Производство электроэнергии из нескольких источников
• Децентрализованные сети
• Декарбонизированные возобновляемые источники
• Управление распределением электроэнергии

Но все эти инновации ставят перед бизнесом задачу.Здания и сооружения являются основными потребителями энергии — энергетические активы несут значительные эксплуатационные расходы, однако традиционные системы мониторинга распределения, которые их обслуживают, не в состоянии справиться с этой более динамичной и разнонаправленной природой энергии. Если мы не изменим принцип работы зданий изнутри, эволюция власти не сможет полностью раскрыть свой потенциал.

Развивайте свои объекты

Я уже писал об огромном влиянии цифровых технологий на мир в целом, и то же самое можно сказать о зданиях и сооружениях.В последние годы мы наблюдаем пять ключевых тенденций:

• Повсеместное распространение Интернета вещей — чем больше устройств в здании может подключаться друг к другу, тем более оптимизированными они могут стать.
• Повышенная автоматизация системы — Благодаря внедрению автономных зданий и промышленных систем предприятия могут максимально повысить эффективность без необходимости вмешательства человека, замедляющего ее.
• Конвергенция технических систем — По мере вывода из эксплуатации автономных систем управления энергоснабжение и управление энергопотреблением будут объединены с другими системами для упрощения и оптимизации отчетности и обслуживания.
• Всепроникающая децентрализация — Уменьшая зависимость от одного источника энергии, предприятия могут повысить гибкость и производительность при одновременном снижении рисков цепочки поставок.
• Рост ячеистой сети — Благодаря высокоэффективной и высоконадежной беспроводной связи здания могут иметь быструю и эффективную сеть связи, даже если количество точек данных растет.

Очевидно, что чем более оцифрованными станут здание и его системы, тем лучше они смогут адаптироваться к эволюции энергетики, а также стать более эффективными и удобными.

Путь к цифровизации

Как видите, цифровизация — это будущее распределения электроэнергии для зданий и сооружений. Но вопрос в том, что насчет подарка?

Вот несколько вещей, которые вы можете сделать немедленно, чтобы помочь развитию вашего здания и осознать глобальную потребность в лучших, более эффективных и более устойчивых системах:

1. Установите подключенные продукты — Устанавливайте только те устройства, которые могут быть подключены к вашей системе управления питанием для комплексных обновлений в реальном времени.Например, наши интеллектуальные панели предоставляют электрическому оборудованию возможность отображать данные на вашем компьютере или интеллектуальном устройстве в режиме реального времени, что позволяет вам заблаговременно выявлять перегрузки и неэффективность, прекращать поиск неопределенных сигналов тревоги и сокращать расходы. Это может быть так же просто, как добавить беспроводное устройство, которое мы называем PowerTag, к одному автоматическому выключателю, которое будет мгновенно контролировать потребление энергии.
2. Запустите программу управления питанием — подключив устройства к программному обеспечению управления, вы можете анализировать данные, чтобы лучше понять вашу сеть электропитания.Для средних и крупных предприятий EcoStruxure ™ Power Monitoring Expert собирает и систематизирует все данные, собранные из сети вашего предприятия, чтобы вы могли максимально увеличить время безотказной работы, снизить эксплуатационные расходы и повысить прибыльность. В небольших зданиях все это можно сделать с помощью простого и экономичного мобильного приложения под названием Facility Expert.
3. Лучшее понимание — Используя аналитику, приложения, программное обеспечение и услуги, доступные сегодня, вы можете найти способы максимизировать время безотказной работы, повысить эффективность, повысить безопасность и минимизировать затраты.Например, с помощью EcoStruxure Facility Advisor предприятия любого размера могут повысить производительность своих зданий, обеспечивая непрерывность бизнеса при оптимизации затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание.

Будущее энергетики начинается сегодня

Приняв эти несколько ключевых шагов для улучшения энергосистем вашего здания или объекта, вы можете быть уверены, что ваш бизнес подготовлен к новой парадигме энергетики и станет активной частью глобального энергетического решения.

[i] Источник: МЭА WEO 2014

[ii] Источник: Cisco, Internet World Statistics

[iii] Источник: World Energy Outlook 2012

[iv] Источник: BNEF

Информационный документ по распределению электроэнергии в центре обработки данных

Благодарим вас за запрос нашего технического документа.

STARLINE Track Busway, PX ™ iPDU и Power IQ®

Обзор центра обработки данных

Менеджеры центров обработки данных сталкиваются со все более сложными требованиями: предоставление дополнительных вычислительных мощностей с меньшим потреблением энергии на меньшем пространстве и в рамках бюджета ограничения и поддержание критически важной надежности.

Эти требования часто создают культуру частых и предсказуемых изменений без ущерба для конечного продукта.
К сожалению, это также может вызвать нагрузку на некоторые существующие центры обработки данных, что сделает их неустойчивыми по нескольким причинам.Эти
Причины могут включать: неспособность быстро адаптироваться к изменениям мощности компьютерного оборудования, тот факт, что многие
центры обработки данных приближаются или превзошли ограничения их системы распределения электроэнергии и отсутствие
эффективность из-за устаревшей или несуществующей инфраструктуры мониторинга мощности. В этом техническом документе будут рассмотрены
решения для распределения и мониторинга электроэнергии, которые успешно удовлетворяют этим требованиям, и как данные
центры могут быть спроектированы для создания устойчивой ИТ-среды, способной удовлетворить потребности развивающегося бизнеса,
финансовые и нормативные цели.

Тенденции в распределении электроэнергии

Менеджеры центров обработки данных ищут способы повышения энергоэффективности при обеспечении гибкой ИТ-инфраструктуры
среда для поддержки сервис-ориентированных архитектур и быстрых изменений спроса. Хотя программное обеспечение, системы
и хранилище становятся легко адаптируемыми, ничто в центре обработки данных не может адаптироваться быстро, если
инфраструктура также адаптируема.

Проблемы включают следующие проблемы, связанные с питанием:

• ИТ-оборудование меняется с гораздо большей частотой, чем типичный ожидаемый срок службы данных
  центр.Типичные центры обработки данных рассчитаны на срок службы от 10 до 15 лет. Однако большинство ИТ
  Циклы обновления оборудования от 2 до 5 лет.

• Более мощное оборудование часто приводит к недостаточной мощности системы питания. Проект объекта должен
  принять во внимание различные условия электропитания:
  • Оборудование средней плотности (5-10 кВт / стойка) и высокой плотности (15-30 кВт / стойка)
  • Блейд-серверы, системы хранения и сетевые структуры высокой плотности
  • Однофазные и требования к трехфазному питанию, часто смешанные в пределах данной стойки
  • Требования к физическим розеткам
• Корпоративные и нормативные требования в отношении использования энергии.Помимо стоимости энергии, цели и
  требования к эффективности использования энергии (PUE), пиковой нагрузке и углеродному следу должны быть выполнены.
  Растущим компонентом этой системы является способность измерять потребление энергии на детальном уровне, что способствует
  соображения энергии до точки использования. Внедрение интеллектуальной сети, вероятно, будет иметь дополнительные последствия
  для энергетической инфраструктуры.
• Требования к работоспособности. Предполагается высокий уровень безотказной работы, а «ставки за стол» обычно принимаются как должное.

Влияние этих тенденций на электрическое проектирование центра обработки данных очевидно: потребность в гибких, адаптируемых системах распределения и мониторинга электроэнергии.

Традиционные решения для электропитания: слишком много или слишком мало

Традиционные схемы распределения электропитания центра обработки данных состоят из мощности
распределительные устройства (PDU), обеспечивающие питание удаленных панелей питания
(RPP), которые, в свою очередь, передают мощность на стойки через «кнуты» — мощность
кабели проложены под фальшполом.Хотя такие реализации
хорошо известны и представляют низкий риск для инженера-проектировщика
и электромонтажника, недостатки таких конструкций хорошо
установлено: ценная торговая площадь потребляется распределением
оборудование; фальшполы дороги; прокладка кабеля под полом становится
перегруженный, прерывающий поток воздуха, используемый для охлаждения; требования к
удалите неиспользуемые кабели, от которых обычно отказываются; и риск
человеческая ошибка при работе с автоматическими выключателями и кабелями, которые
явно не связаны с заданной нагрузкой.

Что не менее важно, традиционные реализации питания центров обработки данных не являются ни гибкими, ни адаптируемыми,
и поэтому их изменение дорого и требует много времени. когда
проектируя центр обработки данных с традиционными электрическими системами, инженеры или проектировщики должны заранее спланировать каждую розетку — от
выделенные проводники с жесткой проводкой для каждой розетки через надземные или фальшполы обратно к главному распределению
панели и автоматические выключатели. Практически невозможно заранее определить требования к питанию для каждой стойки в каждой.
местоположение, когда центр обработки данных будет запущен, не говоря уже о планировании будущих требований.

В результате менеджеры центров обработки данных либо перестраивают текущую систему с гораздо более высокими инвестициями, либо создают систему, которая будет соответствовать текущим запланированным
спроса, но увеличивают эксплуатационные расходы, когда требуются дорогостоящие изменения. Когда неизбежные изменения происходят как
В результате роста, модернизации оборудования или изменения планов затраты на замену электричества могут быть значительными, как в
сроки трудозатрат и риск простоев.

Современные решения в области электропитания: гибкость и адаптируемость

В последние годы решения для управления питанием эволюционировали до такой степени, что стали гибкими и простыми
адаптируется к меняющимся требованиям.Они также масштабируются для изменений и роста и обычно обеспечивают минимальную
долгосрочная стоимость владения.

Решения включают подвесные шинопроводы, интеллектуальные блоки распределения питания и программное обеспечение интеллектуального управления питанием, работающее
вместе:

• Верхние шинные системы состоят в основном из шинопроводов (прямые отрезки, содержащие шины
  и слот для постоянного доступа) и ответвительные коробки (съемные блоки, содержащие защиту цепи и
  электромонтажные устройства). Доступны системы до 400 А и 600 В переменного и постоянного тока.
• Интеллектуальные PDU включают коммутируемые, некоммутируемые и измеряемые PDU и встроенные измерители, которые обеспечивают
  измерение, мониторинг и управление окружающей средой и мощностью.
• Программное обеспечение для управления питанием позволяет определять, контролировать и составлять отчеты об энергопотреблении и окружающей среде.
  условия на любом уровне — дата-центр, стойка, отдел и тип оборудования. Он также обеспечивает централизованное
  мониторинг, плавное завершение работы ОС, управление розетками, мощная аналитика ваших затрат, емкости линий,
  углеродный след и температура стойки.

Подвесные автобусные пути: замена легко, быстро и недорого

К системе STARLINE® Track Busway можно подключиться на
в любом месте с множеством съемных блоков, что исключает
щитовые панели, длинные кабелепроводы и провода и
дорогие затраты на установку специальных розеток.
Выделенные автоматические выключатели, расположенные в месте использования
устранять неполадки в перебоях или перенастраивать расходные материалы
очень просто. Стоимость установки системы STARLINE составляет
конкурентоспособны с традиционными системами распределения электроэнергии.Большая экономия достигается тогда, когда требуется
изменение. При использовании воздушной шины нет необходимости
для работы с живыми панелями или планирования отключений, чтобы добавить,
переместить или поменять розетки. Системы надземных автобусов устраняют
необходимость снятия и утилизации короткого или недостаточного кабеля
плетки и запускать новые, более длинные или большие. Следовательно
исключается риск непреднамеренного отключения электроэнергии.
Стеллажи можно устанавливать или перемещать, не нарушая
операции. Любое место в дата-центре может иметь
стеллажи установлены, перемещены, перенастроены или удалены
не влияя ни на что другое в пространстве, и
без риска незапланированного отключения.

Sustainable

Системы надземных шин можно использовать в течение многих лет для будущих изменений и роста производственного объекта. С автобусным транспортом, как
по сравнению с индивидуальными кабелями используется меньше меди, а компоненты многократного использования экономят энергию и сокращают
отходы на затраты на добычу, плавку и транспортировку заменяющих предметов.

Постоянно увеличивающаяся плотность серверов приводит к увеличению удельной мощности в кВт, что приводит к усилению охлаждения
требования в современных центрах обработки данных.На каждое увеличение мощности на кВт требуется равная холодопроизводительность.
Этот бесконечный цикл увеличения требований к питанию и охлаждению приводит к появлению все большего количества кабелей питания большего размера.
под полом — кража ценного охлаждающего пространства. Благодаря воздушной системе шин нет множества проводов, которые можно было бы преградить
поток воздуха под полом, что делает его одной из самых энергоэффективных и безопасных систем питания, доступных сегодня на рынке.

Масштабируемость

Электрические конструкции центров обработки данных часто устаревают еще до того, как их когда-либо устанавливают.Требования к первому дню часто разные
от первоначального плана, что требует изменения расположения и типов электрических розеток, что увеличивает затраты и
вызывая задержки в расписании.

STARLINE полностью масштабируем, что позволяет добавлять компоненты и силовые цепи по мере необходимости — без привязки
капитал и трата ресурсов — вместо того, чтобы вначале полностью построить весь объект. Это очень
выгодно для совместного размещения и других объектов, которые строятся с течением времени.Это также позволяет сделать центр обработки данных более экологичным.
потому что изменениям, направленным на увеличение использования ресурсов, не мешает невозможность быстро предоставить правильные
мощность на новом месте.

Больше полезной площади в центре обработки данных

При высокой площади центра обработки данных каждый квадрат
стопа имеет решающее значение. Системы надземных шин исключают RPP,
что приводит к увеличению полезного пространства в центре обработки данных для
ИТ-оборудование и серверные стойки. Кроме того, мили мощности
кабели исключены, когда розетки или падения могут быть
расположены именно там, где они нужны.

Контролируемое потребление энергии

Для менеджеров центров обработки данных важно иметь возможность
отслеживать и знать точное энергопотребление данных
центр. Слишком часто, когда новое оборудование добавляется в стойку,
номинальные характеристики кабеля могут быть превышены, отключите автоматические выключатели
и вызвать незапланированный сбой. Автобусный путь STARLINE Track
системы предоставляют блоки контроля подачи питания для измерения
и отображать ток каждой фазы в реальном времени, выполнять
функции сигнализации и обеспечивают удаленную связь.С полным контролем мощности системы, центр обработки данных
менеджеры могут грамотно планировать будущее. Oни
знать точную вместимость и загрузку каждой стойки или
системы и, следовательно, знают, где они могут установить новые
или модернизированное оборудование. Кроме того, мониторинг помогает
убедитесь, что электрическая система сбалансирована по фазам,
ведет к повышению энергоэффективности и, в конечном итоге,
экономия затрат.

Интеллектуальные стоечные БРП 400 В: точная, интеллектуальная подача питания,
Мониторинг и управление

Поддержание напряжения 400 В в стойке ИТ-оборудования сводит к минимуму потери при передаче.Обычно трехфазное питание 480 В
входит в центр обработки данных и преобразуется в 208В / 120В. Это преобразование приводит к потере передачи около 4%. Сохранение
питание стойки на 400 В означает практически без потерь.

Экономия затрат

Внутри стоечного PDU горячие линии подключены к нейтрали, в результате чего на розетках стоечного PDU оказывается 230 В. (400 В — это
напряжение, измеренное между двумя горячими линиями, например, L1 + L2. При подключении горячей линии к нейтрали, например, L1 + N, напряжение падает до 230 В {400 В / 1.732}.) Практически все современное ИТ-оборудование имеет универсальный источник питания, способный работать от 100 В до 240 В, поэтому 230 В является безопасным рабочим напряжением. Фактически, есть дополнительная экономия энергии, поскольку работающие процессоры при 120 В приводят к потерям 18%, тогда как работающие процессоры при 230 В приводят к потерям 15%, то есть повышению эффективности на 3%. В совокупности общее чистое улучшение составляет 7% (4% + 3%). Исключая ненужные преобразования напряжения, мощность 400 В снижает затраты на электроэнергию примерно на 2-3% по сравнению сРаспределение 208В; и примерно 4-5% по сравнению с распределением 120 В.

Power to Spare

Подача питания 400 В на каждую стойку сводит к минимуму понижающее преобразование и потери при передаче по линии.
одновременно снижая использование меди. Обычно трехфазное питание 400 В подключается к двум интеллектуальным стойкам.
блоки распределения питания (iPDU) в каждом шкафу. Стоечный БРП с внутренней разводкой между фазой и нейтралью (трехфазная звезда) подает на каждый сервер однофазное питание 240 В, которое находится в пределах рабочего диапазона источников питания практически любого ИТ-оборудования.

Типичная конфигурация описанного выше стоечного PDU состоит из трех входных линий и трех цепей (L1 + N, L2 + N и L3 + N). В Северной Америке Национальный электрический кодекс (NEC) требует, чтобы ответвленные цепи были защищены от перегрузок до 20 А или меньше. Следовательно, каждая из трех цепей имеет автоматический выключатель (или предохранитель) на 20 А. Интеллектуальные стоечные PDU могут контролировать автоматические выключатели и отправлять предупреждения, когда автоматический выключатель приближается к отключению. Интеллектуальные стоечные PDU могут также контролировать три линии и отправлять предупреждения, если линии становятся несбалансированными.Например, если нагрузки 20 А были подключены к цепям № 1 (L1 + N) и № 2 (L2 + N), но в цепи № 3 не было никакой нагрузки, это приведет к нарушению баланса L3 с L1 и L2. Такой дисбаланс может привести к перегрузке нейтрального провода и вызвать другие проблемы, такие как гармоники.

Мониторинг окружающей среды

Интеллектуальные стоечные блоки PDU измеряют мощность, в некоторых случаях на уровне отдельной розетки. Измерение может включать ток,
напряжение, мощность (кВА, кВт) и потребление (кВтч).В идеале кВтч следует измерять при выставлении счетов +/- 1%.
точность. Интеллектуальные стоечные блоки распределения питания также могут поддерживать мониторинг окружающей среды в стойке. В идеале стоечный PDU должен
поддерживать дополнительные датчики окружающей среды, такие как температура и влажность, которые в этом случае не требуются
дополнительные сетевые подключения или оборудование.

Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) рекомендует размещать
датчики температуры на стороне впуска холодного воздуха в стойке внизу, в середине и вверху.Интеллектуальный стоечный БРП
должен также поддерживать мониторинг температуры с настраиваемыми пользователем высокими и низкими порогами температуры. Когда
пороговые значения пересекаются, отправляются предупреждения, чтобы можно было снизить температуру, если она слишком высока, или повысить, если она слишком низкая, тем самым тратя энергию из-за переохлаждения. Контроль влажности также важен, но поскольку он не сильно меняется с
Что касается размещения на стойке, достаточно одного датчика влажности на стойку.

Недавно ASHRAE подняло верхний предел допустимого диапазона входной температуры до 27 ° C (81 ° F).Поставщики ИТ-оборудования гарантируют, что при такой температуре на входе ИТ-оборудование будет работать безопасно. Повышая температуру окружающей среды в центре обработки данных, ИТ-менеджеры могут снизить потребление энергии на кондиционирование воздуха.

Как глобальный поставщик блоков распределения питания для стоек, Raritan предлагает очень широкий спектр конфигураций продуктов, которые принимают входное напряжение 400 В. В то время как распределение 400 В является относительно новым для Северной Америки, Raritan развернула системы 400 В в Австралии и во многих европейских странах, где это номинальный стандарт.

Программное обеспечение для управления питанием центра обработки данных: эффективный сбор данных и создание отчетов на кончиках ваших пальцев

Программное обеспечение для управления питанием центра обработки данных должно иметь возможность собирать информацию от различных стоечных PDU и
счетчиков, поскольку в центрах обработки данных есть множество счетчиков и поставщиков. Программное обеспечение должно уметь консолидировать
информацию и представьте ее в отчетах, которые могут быть организованы в соответствии с потребностями центра обработки данных. Например,
может быть полезно просмотреть данные об энергопотреблении с разбивкой по расположению центра обработки данных или энергопотребление по отделам или
эффективность разных серверов.Если ограничение выбросов парниковых газов и торговля ими становятся значительными, отчеты о центрах обработки данных
углеродный след будет полезен.

Также имеет смысл для мощности центра обработки данных
программное обеспечение управления для сбора и управления данными
информация об окружающей среде центральной стойки, например
температура и влажность. ASHRAE установила,
в сотрудничестве с поставщиками ИТ-оборудования, рекомендуется
диапазоны температуры и влажности воздуха при прохладном воздухе
вводы ИТ-оборудования. Чем выше температура на
вход холодного воздуха, тем меньше энергии расходуется на
кондиционер.

Также было бы полезно для управления питанием
программное обеспечение для настройки стоечных PDU. Поскольку дата-центр
может иметь сотни стоечных PDU, чтобы ускорить
их конфигурация была бы желанной функцией
для большинства менеджеров центров обработки данных.

Выбор продукта

Выбор автобусного пути следуйте этим
соображения:

• Конструкция разъема для непрерывного доступа обеспечивает максимальную гибкость в выборе плотности и расположения штекеров
• Длина секций должна быть как можно большей (до 20 футов), чтобы уменьшить количество электрических соединений
• Ответвительные коробки должны иметь широкий диапазон номиналов и электропроводки
• Ответвительные коробки должны иметь минимальное количество деталей и точек подключения для обеспечения максимальной надежности
• Соединения и точки подключения должны быть без технического обслуживания в течение всего срока службы
• Поставщик должен иметь подтвержденный опыт работы и доставки

Управление питанием центра обработки данных При выборе интеллектуального стоечного блока PDU необходимо руководствоваться следующими соображениями:

• Переключение уровня розетки, чтобы розетки можно было включать и
  выключено, чтобы контролировать подачу питания.
• Некоммутируемые розетки могут быть желательны для ситуаций и
  приложения, в которых отключение питания может
  проблемы, например, критически важные серверы 24/7
• Обширный и точный сбор данных об энергопотреблении, включая
  ток (А), напряжение (В), мощность (кВА, кВт), мощность
  коэффициент и потребление энергии (кВтч) с учетом тарификации
  +/- 1% точность
• Встроенная поддержка среды plug-and-play
  датчики
• Буферизация данных о мощности и окружающей среде, чтобы
  для налоговой пропускной способности сети
• Мониторинг тока выключателя ответвления и состояния отключения
• Для трехфазного питания, отслеживание баланса тока
  провести через три фазы
  Интеллектуальный

При выборе программного обеспечения для управления питанием необходимо руководствоваться следующими соображениями:

• Мультивендорное управление
• Настраиваемая пользователем информационная панель
• Четкое представление информации в виде отчетов и диаграмм — потребление энергии через устройство, стойку
  или клиент
• Мониторинг и уведомления
• Расширенная аналитика охлаждения

Обеспечение ЦОД будущего

Изменения неизбежны, и центры обработки данных должны быть спроектированы
имея в виду это неоспоримое правило.