Выбор ИБП для систем видеонаблюдения

Скачать статью в формате pdf (необходимо зарегистрироваться или авторизоваться)

Данная статья является частью общего массива данных посвященных Реалити по проектированию систем видеонаблюдения.

Статья включает в себя методологию и материалы, созданные в рамках Реалити Эталонный проект на этапе выбора источников бесперебойного питания для видеонаблюдения. Выбор источников бесперебойного питания – это девятый из тринадцати этапов проектирования системы видеонаблюдения.

Все материалы всех этапов доступны на странице Реалити Эталонный проект видеонаблюдения.

Необходимость ИБП для видеонаблюдения

В самом начале статьи ответим на вопрос – почему вообще проектировщику необходимо заниматься выбором источников бесперебойного питания (ИБП) для узлов системы охранного телевидения (СОТ)?

В чем же главные причины такой необходимости:

  • Работа без остановок — это ключевой принцип современных систем безопасности. Данное требование прописано в технических и эксплуатационных требованиях, а сбой питания одна из самых распространенных причин остановки работы СОТ;
  • Чувствительность к питанию центрального оборудования СОТ – это следующая причина. Всё центральное оборудование, производящее запись информации, требует надежного электроснабжения. При некорректном отключении могут повредиться файлы архива, также может быть повреждена и операционная система.

Таким образом можно ответить однозначно, использовать ИБП нужно обязательно.

И в процессе подбора ИБП у проектировщика появляются принципиальные вопросы: что питаем, где питаем и как питаем? 
На эти вопросы постарается ответить наша статья.

Требования задания на проектирование

А вот чтобы понять, что же нам нужно питать с помощью ИБП необходимо изучить главный документ проекта – Задание на проектирование (ТЗ).

Разделы ТЗ содержащие нужные сведения:

  • Требования к электропитанию - содержит указания на параметры электросети, отнесение электроприемников СОТ к категории надежности электроснабжения (об этом ниже). В этом пункте ТЗ может быть явно прописана необходимость ИБП для СОТ, а также может быть указано требуемое время автономного питания.
  • Требования надежности – может содержать указания на использование модульных БП, предполагающих резервирование. В таком случае проектировщик должен определить схему подключения модульных БП - к одному или к двум ИБП.
    Подключение к одному ИБП – предоставляет защиту от поломки БП.
    Подключение к двум ИБП – предоставляет защиту от поломки БП и от поломки ИБП, но при таком подключении необходимо проектировать дублирование ИБП.

Категории надежности электроснабжения

Категории надежности электроснабжения — это классификация электроприемников по допустимому времени прерывания питания.

Категории по ПУЭ (Правила устройства электроустановок издание 7).

Категория Допустимый перерыв Требования к питанию
I категория Недопустим

Два независимых взаиморезервирующих источника + автоматический ввод резерва (АВР). Для особой группы I кат. — третий резервный источник (ДГУ, АКБ).

II категория Допустим на время до нескольких часов Два независимых источника (питание от двух разных трансформаторов/подстанций). Ручное переключение резерва (или АВР по желанию)
III категория Допустим до 1 суток Питание от одного источника (допустимы резервные линии, но не обязательны).

Например, согласно ПУЭ - центральный сервер СОТ и сервер СХД вполне могут быть отнесены к первой категории питания.

Расчет энергопотребления

Изучив ТЗ и составив список узлов системы, которые необходимо оснащать источниками бесперебойного питания, проектировщик переходит к расчету энергопотребления.

Расчет энергопотребления узлов системы дает ключевую информацию для выбора ИБП, поэтому производится до выбора конкретных моделей.

Проектировщик должен изучить спецификации на оборудование, которое обеспечивает питанием от ИБП и выписать из спецификаций не только рабочее, но и максимальное потребление, а для некоторых устройств еще и пиковое потребление.

Опишем в чем разница между этими режимами энергопотребления и почему важно получить данные для разных режимов потребления.

Рабочее, максимальное, пиковое потребление

Рабочее потребление

Рабочий режим потребления — в котором устройство находится при нормальном режиме эксплуатации. Рабочее потребление отличается высокой продолжительностью, фактически при нормальной эксплуатации большую часть времени устройство находится именно в режиме рабочего потребления.
Характерные устройства с постоянным рабочим потреблением – уличный шкаф с нагревателем, видеорегистратор.

Максимальное потребление

Максимальное потребление - это потребление устройства без повреждений при достаточно длительном времени.
Примеры устройств с чередованием рабочего и максимального потребления — видеокамеры, а особенно поворотные PTZ платформы, у которых невысокое потребление в рабочем режиме, но при активном перемещении с трансфокацией потребление сильно возрастает.

Пиковое потребление

Мгновенный пик мощности, обычно происходящий при включении устройства или смене режима его работы.
Типичный пример из систем охранного телевидения (СОТ) - монитор УРМ оператора, который при старте кратковременно потребляет в несколько раз больше рабочего потребления.

Номинальная мощность БП и реальное потребление ПЭВМ

Как узнать потребление оборудования? Казалось бы, что может быть проще, посмотрел в паспорт и получил данные. Но если мы говорим о серверном оборудовании, то в большинстве случаев там будет указано не потребление ПЭВМ, а максимальная мощность устанавливаемого в изделие блока питания. С учётом запаса по мощности, который нормальный производитель учитывает при выборе блока питания ПЭВМ, мы в реальности, даже в пиках нагрузки, имеем потребление 60%, 50%, а то и 30% от максимальной мощности БП.

Модуль блока питания Redundant 1200W

При подборе ИБП учитывается значение номинальной мощности блока питания.

Но номинальную мощность БП нельзя использовать для расчётов времени автономной работы, рекомендуется выяснить у производителя ПЭВМ максимальную мощность потребления оборудованием и провести расчет исходя из полученных данных.

Во всём крупном компьютерном оборудовании, таком как серверы, дисковые массивы, сетевые устройства хранения данных, используются источники питания с коррекцией коэффициента мощности (PFC - Power Factor Correction). Коэффициент мощности у них близок к единице и составляет 0,99, т.е. номиналы в ваттах и вольт-амперах равны.

Учет энергопотребления при расчете ИБП

Понимание режима потребления устройств СОТ позволит корректно подобрать ИБП и не допустить ошибок, которые могут привести к его перегрузке и аварийному отключению, либо к не верному расчету длительности времени автономной работы.

При подборе ИБП используется два основных правила учета потребления:

  • При расчете времени автономной работы источника бесперебойного питания используется рабочее потребление оборудования.
  • При расчете мощности ИБП используется максимальное потребление, а если указано пиковое, то используется пиковое потребление оборудования.

Коэффициент мощности

Сопоставление Ватт и Вольт-ампер еще одна проблема, с которой сталкиваются проектировщики при расчете энергопотребления.

Производители оборудования чаще всего указывают Ватты потребления (Вт), а производители ИБП используют и Вт и Вольт-ампер (ВА).

Какие же параметры брать для расчета, в чем их отличие и как эти параметры сопоставлять между собой?

Вт – это активная мощность, которая делает полезную работу т.е. это реальное потребление оборудования;

ВА – это полная мощность т.е. реальное потребление плюс реактивная мощность.

Для резистивных нагрузок характеристики нагрузки в Вольт-амперах и Ваттах идентичны, например, для ламп накаливания и нагревателей.
Для емкостных и индуктивных нагрузок, например, блоков питания компьютерного оборудования, эти характеристики могут отличаться, при этом характеристика в вольт-амперах всегда будет больше или равна характеристике в ваттах.

Чем ближе Вт и ВА тем лучше, идеально если отношение между ними равно 1.
Это отношение между Вт и ВА и есть коэффициент мощности (PF).

Устройства, имеющие двигатель отличаются высокой реактивной мощностью в момент старта (пусковой рывок). Это может быть кондиционер, насос, электромеханический замок, принтер.

Как использовать коэффициент мощности

Для подсчета времени автономного питания нужно перевести Вт потребления оборудования в ВА указанные в параметрах ИБП.
Делается это с помощью параметра выходной коэффициент мощности (PF), который для каждого ИБП должен предоставить вендор, и чем ближе PF к 1,0 тем лучше ИБП.

Формула перевода: Вт = ВА х PF
Если вы не смогли уточнить коэффициент ни в параметрах, ни у вендора, то применяйте величину PF = 0,7.

Подробно про использование коэффициента мощности в докладе на PROIPvideo2025 рассказала эксперт Реалити Эталонный проект, Руководитель отдела пресейла компании БАСТИОН, Вероника Малёваная.

Выбор ИБП. Вероника Малёваная, Бастион. PROIPvideo2025
Посмотреть на Youtube
На каналах VIDEOMAX регулярно публикуются обучающие видео, демонстрации работы технологий, записи мероприятий.
Подпишитесь, чтобы быть в курсе новых технологий видеонаблюдения

Эксперт, отвечающий за этап выбора ИБП рассказала о том, как рассчитать мощность нагрузки, как добиться необходимого времени автономного питания. Были озвучены многие скрытые и тонкие моменты в выборе ИБП.

Группа экспертов этапа Реалити отвечающих за выбор ИБП выработала рекомендации по расчету нагрузки и выбору ИБП с учетом расчетной мощности:

  • рекомендуемый запас мощности при выборе ИБП должен оставлять 25% от расчётной нагрузки;
  • для критического оборудования рекомендуемый запас мощности должен составлять до 40%;
  • для оборудования с высокими пусковыми токами рекомендуется иметь запас мощности 50% и более.
  • если в проекте используется оборудование с высокой реактивной мощностью, то запас мощности нужно уточнить у производителя ИБП, потому что при запуске таких устройств потребляемая мощность кратковременно может во много раз превышать рабочую.

Также на конференции PROIPvideo были обозначены ключевые требования для выбора ИБП.

Ключевые требования для выбора ИБП

Мощность нагрузки и пусковые токи

Этот ключевой параметр проектировщик может определить после расчета энергопотребления (мощности нагрузки) и применения коэффициента мощности.
Мощность нагрузки может измеряться в Вт и ВА, данный параметр напрямую влияет на мощность выбираемого ИБП.

Топология ИБП

Термин топология определяет электрическую схему самого ИБП т.е. схема того, как он преобразует электрический ток. Топология оказывает серьезное влияние на качество работы ИБП и на его применение, поэтому рассмотрим этот параметр подробнее.

Современные ИБП применяют в своей работе три основные схемы топологии – Резервная схема (Offline), Линейно-интерактивная схема (Line-Interactive), Схема двойного преобразования (On-Line).

Резервная схема (Offline)

Резервная схема топологии подходит для нечувствительного к качеству электропитания оборудования.
Схема защищает только от полного пропадания напряжения или выхода напряжения из рабочего диапазона, переключаясь на питание от АКБ.

Нормальный режим работы схемы:
Резервная схема в нормальном режиме (когда сетевое напряжение находится в допустимых пределах) передает электроэнергию потребителю без влияния ИБП на питание подключенного оборудования. Входное напряжение проходит через пассивные фильтры подавления высокочастотных помех и подается на выходные розетки.
Аккумуляторная батарея (АКБ) находится в режиме подзарядки от зарядного устройства (ЗУ). Инвертор (преобразователь постоянного тока в переменный) выключен.

Переключение на резерв:
Когда входное напряжение выходит из рабочего диапазона или пропадает, то реле переключает цепь питания на резервную линию, в которой Инвертор преобразует постоянное напряжение АКБ в переменное для питания потребителя.

Достоинства топологии:

  • высокий КПД, выше 95% (нет потерь на преобразование);
  • не требуется охлаждение (бесшумная работа без вентиляторов охлаждения);
  • низкая стоимость.

Недостатки топологии:

  • высокая задержка на переключение (до 20мс) может стать проблемой для чувствительного оборудования;
  • отсутствие стабилизации напряжения, нет коррекции перенапряжений и просадок;
  • низкое качество выходного сигнала при питании от батареи (ступенчатая форма сигнала).

Линейно-интерактивная схема (Line-Interactive)

Линейно-интерактивная схема ИБП подходит для электропитания активного оборудования систем видеонаблюдения. Схема отличается наличием ступенчатого регулятора напряжения, который обеспечивает стабилизацию без переключения на АКБ.

Нормальный режим работы схемы:
В нормальном режиме схема передает стабилизированную электроэнергию потребителю, при условии, что входное напряжение находится в рабочем диапазоне ИБП.

Переключение на резерв:
Если напряжение падает ниже допустимого для ИБП или пропадает полностью, то срабатывает реле, линия питания переключается и инвертор начинает преобразовывать энергию АКБ в переменный ток.

Достоинства топологии:

  • защита от скачков и просадок напряжения, ИБП стабилизирует напряжение не расходуя емкость АКБ;
  • синусоида на выходе, в большинстве современных моделей с инверторным выходом;
  • высокая скорость переключения на резервную линию, достаточное для подавляющего большинства оборудования видеонаблюдения.

Недостатки топологии:

  • стабилизация напряжения работает ступенчато (например, добавляет 10 или 20%), при постоянном изменении уровня напряжения сети это может быть критично;
  • нет подавления сильных искажений сигнала, встроенных высокочастотных фильтров недостаточно для полноценной коррекции;
  • задержка переключения уменьшена, но имеется, что не позволяет использовать линейно-интерактивную схему с критически чувствительным оборудованием.

Схема двойного преобразования (On-Line)

Схема двойного преобразования — отличается тем, что питание нагрузки никогда не подается напрямую от сети. При этом, в схеме происходит непрерывное преобразование переменного тока в постоянный и обратно в переменный.

Входной выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, Инвертор постоянно преобразует постоянное напряжение (от выпрямителя или от батареи) в переменный ток с чистой синусоидой. АКБ всегда подключена в цепь питания и переключение между режимами заряда и разряда происходит мгновенно.
Благодаря заложенной в схему гальванической развязке происходит сглаживание помех электрического сигнала.

Достоинства топологии:

  • полная гальваническая развязка, потребитель не имеет контакта с «грязным» сигналом сети;
  • нулевое время переключения;
  • стабилизация напряжения сети в широком диапазоне работы ИБП;
  • Коэффициент мощности всегда равен 1,0

Недостатки топологии:

  • КПД ниже, чем у других схем, поскольку энергия постоянно дважды преобразуется;
  • выделение тепла при постоянном двойном преобразовании требует принудительного охлаждения;
  • ИБП с онлайн топологией стоят значительно дороже резервных и линейно-интерактивных.

Рекомендации по выбору топологии

  • ИБП с Резервной схемой работы (Offline) рекомендуется к использованию с нетребовательным к питанию оборудованием, с импульсными блоками питания, с ИК-прожекторами.
  • ИБП с Линейно-интерактивной схемой работы (Line-Interactive) является оптимальным выбором для большинства оборудования СОТ и рекомендуется использовать с высоконагруженными УРМ и с мониторами, серверами, регистраторами, PoE-коммутаторами, PTZ платформами, контроллерами.
  • ИБП со Схемой двойного преобразования (On-Line) используются для самого критичного оборудования. Рекомендуются для центрального сервера и сервера СХД, сервера видеоаналитики, коммутаторов сетевого ядра, сервера видеостены.

Исполнение ИБП

Исполнение ИБП может отличаться по конструкции и внешним размерам, по климатическому диапазону температур. Исполнение влияет на корпус ИБП, на условия его эксплуатации и на способ его монтажа.
Для проектировщика, исполнение один из начальных базовых выбираемых параметров ИБП.

Перечислим наиболее часто используемые в проектах виды Исполнения:

Настольное (Desktop) исполнение

Данный вид исполнения еще называют Напольное и Tower исполнение. Корпус из пластика или металла ставится горизонтально на полку или прямо на пол.
ИБП в данном исполнении отличаются наличием достаточное количество евро или компьютерных розеток для подключения техники.
Часто встречаются ИБП с Tower/Rack исполнением, от которых возможно отсоединить ножки и положив на бок прикрутить в 19” стойку.

ИБП настольного исполнения имеют большое распространение.

Стоечное (Rackmount или 19”) исполнение

Данное исполнение имеет металлический корпус шириной 19 дюймов, высота данного ИБП измеряется в Юнит (U).

Крепятся такие ИБП в стандартную серверную стойку. Для этого корпус имеет специальные отверстия для крепления в стойку, также для такого корпуса могут поставляться кронштейны для установки в стойку. К тому же данное исполнение предполагает возможность установки в стойку при использовании рельс / направляющих, которые позволяют выдвигать оборудование из стойки для обслуживания.

ИБП стоечного исполнения проектируют для установки в 19” телекоммуникационных шкафах и стойках.

Промышленное (Industrial или DIN-rail) исполнение

ИБП в промышленном исполнении отличаются двумя основными особенностями.
Промышленность – возможность работы в широком диапазоне температур (например -25…+50°C) , а иногда имеется защита от пыли (уровень IP) и даже от вибрации.
Метод установки – способ монтажа в виде крепления специальной защелкой на 35мм рейку (DIN-rail).

ИБП в промышленном исполнении проектируют для установки в неотапливаемые гермошкафы ограниченного внутреннего объема.

Размещение АКБ

Размещение аккумуляторных батарей (АКБ) является критическим фактором для ИБП. Размещение АКБ оказывает влияние на время автономной работы и эксплуатационный ресурс оборудования.

При проектировании системы бесперебойного питания одним из важных вопросов является выбор между внутренним и внешним размещением АКБ. Этот выбор определяет не только внешний вид и габариты оборудования, но и расчет тепловых режимов, электрических защит и требования к помещению в целом.

Внутренне размещение АКБ

При таком размещении АКБ монтируются непосредственно внутри корпуса ИБП

Плюсы внутреннего размещения

  • упрощен монтаж, невозможны ошибки при наладке;
  • компактность, АКБ не требуют дополнительного места;
  • защита АКБ от внешних воздействий, от пыли и от влаги.

Минусы внутреннего размещения

  • ограничения в выборе моделей АКБ и в емкости ИБП;
  • сложности с отводом тепла, что важно при интенсивной работе и высоком токе заряда;
  • сложности с обслуживанием, не редко необходимо выключать или разбирать ИБП для замены АКБ.

Внешнее размещение АКБ

При внешнем размещении АКБ группа батарей выносится в отдельный корпус или ставится на открытый стеллаж и соединяется с ИБП внешними силовыми кабелями.

Плюсы внешнего размещения

  • масштабирование и гибкость в проектировании емкости АКБ (времени автономной работы), внешнее размещение позволяет наращивать емкость массива АКБ;
  • улучшен теплоотвод и нет проблем с вентиляцией, при необходимости АКБ можно разместить в вентилируемом шкафу;
  • удобство обслуживания, замены, диагностики.

Минусы внешнего размещения

  • необходимо дополнительное место, полка стеллажа, шкаф;
  • внешние силовые кабельные линии необходимо правильно рассчитать и смонтировать;

Конфигурация фаз

Конфигурация фаз – это схема подключения ИБП, которая указывает на количество электрических фаз на входе и на выходе.
Схема определяет к какой сети можно подключить ИБП, а также какую сеть, однофазную или трехфазную, получит питаемое устройство.

Конфигурация фаз различается на следующие варианты:

1/1 (однофазный вход / однофазный выход) – самый простой бытовой вариант имеющий схему из одной фазы и одной нейтрали. ИБП питается от обычного 220В и передает 220В на нагрузку.

3/1 (трехфазный вход / однофазный выход) – в такой конфигурации ИБП питается от трех фаз (380В), а нагрузке передает стандартные 220В.

3/3 (трехфазный вход / трехфазный выход) – ИБП питается от трех фаз и выдает три фазы (380В). В схеме три фазы и одна нейтраль.

В конфигурации 3/1 и 3/3 необходимо распределять нагрузку по трем фазам, снижая риск перекоса и перегрузки линии.
В конфигурации 3/1 внутренний байпас всегда однофазный, а при 3/3 – трехфазный.

Форма выходного сигнала

Форма выходного сигнала еще один ключевой параметр ИБП, она определяет, насколько «чистое» напряжение выдает ИБП.
Форма сигнала определяет какую технику проектировщик может подключить к ИБП.

Основные формы выходного сигнала разделяются на:

Ступенчатая синусоида (Меандр)
В современных ИБП встречается редко. Форма сигнала предполагает сильные скачки напряжения и сильные импульсные электромагнитные помехи. Ступенчатая синусоида не годится для питания трансформаторов и электродвигателей, также возможен выход из строя подключенной электроники. Форма пригодна только для простейшего оборудования – нагревательные элементы, лампы накаливания.

Аппроксимируемая (модифицируемая) синусоида
Широко распространена в Offline и Line-interactive топологиях ИБП. Имеет ступенчатый сигнал, напоминающий лестницу из прямоугольных участков.
Сигнал в виде модифицируемой синусоиды содержит большое количество высокочастотных помех поэтому плохо подходит для чувствительной компьютерной техники, трансформаторов, двигателей.
С аппроксимируемой синусоидой прекрасно работают устройства с импульсными блоками питания.

Чистая синусоида
Максимально близкая к сетевому напряжению синусоидальная волна. Используется во всех On-Line и в Line-Interactive ИБП с инверторным выходом.
Оптимальна к использованию с чувствительной электроникой и серверным оборудованием.

При проектировании ИБП для серверного оборудования и коммутаторов ядра сети используйте только чистую синусоиду. Для остального оборудования СОТ будет достаточно аппроксимируемой синусоиды.

Время автономной работы

Один из важнейших ключевых параметров ИБП для видеонаблюдения. Выбирается по двум основным параметрам - мощность и время автономной работы оборудования в момент отсутствия внешнего электропитания. Другими словами, на сколько хватит ИБП при отключении электричества. Время автономной работы заказчик указывает в ТЗ на проектирование, либо оно берется из соответствующих нормативных документов к типу объекта и решаемой задачи, ссылку на которые заказчик указал в ТЗ.

Правильный расчет времени автономной работы позволит выбрать оптимальный ИБП. Понимая эту проблему, группа экспертов Реалити Эталонный проект, работающая с этапом подбора ИБП для видеонаблюдения разработала методику подбора ИБП.

Основная часть алгоритма действий проектировщика посвящена выбору ИБП с оптимальным временем автономной работы.
Скачать методику проектирования можно по ссылке

Что первично – мощность или АКБ?

Алгоритм предполагает в начале определить мощность ИБП, и далее перейти к расчету времени автономного питания и подбору АКБ. Группа экспертов Эталонного проекта исходя из своего опыта определила, что важнее в начале определить мощность ИБП, но существует и другой подход к подбору – выбрать модели, подходящие по времени автономного питания (по емкости АКБ) и только после этого выбрать нужный ИБП по мощности.

Выбор подхода к выбору ИБП зависит от ТЗ проекта. При стандартных для СОТ требованиях следует выбирать классический выбор по мощности, но при нестандартных требованиях, например если требуемая длительность автономного питания составляет несколько часов и выше, будет оптимальным второй альтернативный метод подбора.

Согласно алгоритму действий определяются ключевые требования для подбора ИБП, определяется требуемая мощность, это уже позволяет выбрать модель из каталога производителя ИБП.
Но проектировщику еще предстоит определить – соответствует ли время резервирования питания выбранной модели требованиям проекта?
Для этого следует ответить на вопрос – от чего зависит время автономного питания ИБП?

От чего же зависит время автономного питания

Есть два основных параметра от которых зависит время автономного питания: это мощности полезной нагрузки и общей емкости всех аккумуляторных батарей.
Однако, следует помнить, что зависимость времени работы от этих параметров не линейная. Для быстрой примерной оценки времени резерва можно использовать простую формулу.

T (часов) = E * U / P,

где Е — емкость аккумуляторов А/ч, U — напряжение аккумуляторов V, Р — мощность нагрузки всех подключаемых приборов W.
Но нужно понимать, что данная формула не учитывает КПД инвертора, остаточную емкость аккумуляторов для защиты от глубокого разряда и другие параметры.

Мы рекомендуем пользоваться уже готовыми таблицами или графиками производителей бесперебойного оборудования.

Пример таблицы:

В данной таблице, полученной от производителя ИБП, указана зависимость времени работы оборудования от нагрузки и ёмкости АКБ. Например, для работы нагрузки в 1500ВА в течение одного часа необходима суммарная емкость аккумуляторов 72 А/ч. Аккумуляторы могут располагаться внутри блока бесперебойного питания и добавляться в виде блоков аккумуляторных батарей.

Помимо двух основных параметров на возможность соблюдения требуемого проектом времени автономного питания влияют и другие факторы.

Влияние на время автономного питания

  • Величина нагрузки это первый из основных параметров, тут всё просто и линейно, проектировщик по таблице от производителя определяет время резервирования от величины нагрузки;
  • Емкость АКБ
    Влияние оказывает возможность подключить более емкие АКБ, например вместо 7Ач использовать 9Ач АКБ.
  • Подключение АКБ
    Возможность подключения дополнительных АКБ или готовых батарейных блоков оказывает прямое влияние на время автономного питания. Но такой функционал четко ограничен по емкости и количеству подключаемого, например не более трёх блоков АКБ суммарной емкостью 63Ач.
  • Влияние окружающей среды
    Чем ниже температура, тем меньше емкость АКБ, но при повышенной температуре АКБ деградирует и это тоже снижает её емкость, а значит на время резервирования влияют и отрицательные температуры и повышенные.

Для промышленных и уличных ИБП производители предоставляют готовые графики зависимости емкости АКБ в зависимости от температуры.

  • КПД инвертора ИБП
    Параметр КПД инвертора сказывается при преобразовании постоянного тока батарей в переменный. Именно из-за различия в КПД от модели к модели, ИБП имеют разное время автономного питания.
  • Старение и деградация АКБ
    Качество изготовления аккумуляторов одинаковой емкости могут существенно отличаться, что оказывает огромное влияние на реальную емкость АКБ. Старение и деградация АКБ также оказывают огромное влияние на время резервирования.

Выбор ИБП

Изложенная выше методика позволяет корректно подобрать ИБП для каждого узла системы. Дополнительно приведём ряд практических рекомендаций и уточним ключевые определения, которые могут оказаться полезными на этапе проектирования.

Централизованное или децентрализованное резервное питание

Существуют различные подходы к резервированию питания, особенно это касается уличных узлов системы.

  • Централизованное питание
    В центральной точке системы проектируется установить мощный ИБП и к уличным шкафам протянуть резервированные линии питания.
    Плюсы – шкафы меньше размером и легче, что позволит установить их на легкие опоры. Централизованное обслуживание упрощает эксплуатацию. Упрощается климатический контроль т.к. не нужно учитывать чувствительные к температуре АКБ.
    Минусы – проектировщику приходится произвести расчет потерь в линиях передач и учитывать длину и сечение кабеля, а при физическом обрыве линии узел полностью лишается питания (особенно это актуально для периметра).
  • Децентрализованное питание
    Система проектируется с установкой маломощных ИБП в каждый уличный шкаф или в узел системы.
    Плюс - обрыв линии не может повлиять на резервирование питания, каждый узел системы автономен и не влияет на другие узлы. Децентрализованное питание позволяет гибко масштабировать систему.
    Минус - увеличение веса и размеров уличных шкафов, а еще требуется учитывать чувствительность АКБ к температуре и усложнение обслуживания (особенно при большом количестве уличных узлов).

Взвесив все плюсы и минусы, эксперты Реалити выбрали децентрализованное питание узлов системы. Главное препятствие к построению централизации питания оказалась требования ТЗ по резервированию питания.

Установить единый ИБП или разбить нагрузку на несколько

Периодически у проектировщиков возникает еще одна дилемма – заложить один мощный ИБП (например, один на всю серверную) или разбить нагрузку на несколько ИБП.

Но на самом деле все зависит от приоритетов заказчика и требований ТЗ.

  • Один мощный ИБП
    Плюсы такого подхода – простота управления (мониторинг), проще обслуживать АКБ.
    Минусы тоже имеются – такой ИБП становится единой точкой отказа, к тому же большой ИБП очень дорог в ремонте. При этом необходимо отдельно проектировать схему питания такого ИБП и схему питания резервируемых потребителей.
  • Несколько ИБП
    Данный принцип имеет несколько плюсов.
    Он позволяет логически разделить потребителей по группам – разделить на более и менее чувствительные к питанию потребители, что позволит использовать оптимальные модели для разных групп (например - для серверов использовать Online ИБП, а PoE коммутаторы питать от ИБП с топологией Line-Interactive).
    Повышается отказоустойчивость т.к. выход из строя одного ИБП не затронет остальные группы, к тому же появляется возможно запитать критически важное оборудование от двух ИБП. Разбиение на несколько ИБП упрощает проектирование системы питания и возможный ремонт.
    Из минусов можно выделить то, что обслуживание АКБ нецентрализованное, что менее удобно в процессе обслуживания.

Эксперты Эталонного проекта реализовали схему разбиения системы питания на группы устройств согласно их требованиям к питанию, это позволило запроектировать дублирование питания и чистую синусоиду на входе критически важных устройств. При этом большая часть нагрузки была запитана через не дорогие Line-Interactive ИБП.

Многие аспекты, которые были затронуты в статье были детально разобраны в ходе технического вебинара, посвященного выбору ИБП на девятом этапе Реалити Эталонный проект.
Вебинар провел Руководитель отдела поддержки проектировщиков компании ВИДЕОМАКС, Александр Минасян.

Формирование требований и выбор ИБП. Практический вебинар Эталонный проект
Посмотреть на Youtube
На каналах VIDEOMAX регулярно публикуются обучающие видео, демонстрации работы технологий, записи мероприятий.
Подпишитесь, чтобы быть в курсе новых технологий видеонаблюдения

В рамках вебинара были разобраны несколько практических примеров из Эталонного проекта, с которыми столкнулись эксперты в ходе его реализации.

На реальных узлах системы было показано, как подбирались ИБП для разных типов нагрузок, какие параметры оказались определяющими при выборе и какие решения были приняты в итоге.

Особое внимание было уделено методике расчёта: учёт коэффициента мощности (PF) и расчёт рекомендуемого запаса. Отдельно была рассмотрена специфика подбора ИБП для уличных шкафов — с учётом климатических условий и влияния температуры на ресурс аккумуляторов.

Специфические требования влияющие на выбор ИБП

В ходе работы над Эталонным проектом и при подборе ИБП эксперты сталкивались с рядом требований технического задания и особенностей узлов системы, которые сложно назвать ключевыми. Однако в конкретных практических ситуациях именно эти специфические нюансы могут существенно повлиять на выбор конкретной модели источника бесперебойного питания. Далее мы рассмотрим наиболее явные из таких требований.

Ограничение размеров

Одним из неочевидных ограничений при выборе ИБП являются его габариты, а именно — глубина. Стоечные ИБП и внешние батарейные блоки (ББП) часто имеют большую глубину по сравнению с другим оборудованием в 19" стойке.

Это особенно важно на этапе проектирования: если ИБП оказывается самым глубоким устройством в шкафу, его размеры напрямую влияют на выбор стойки или шкафа.

Не редко серверная стойка уже установлена на объекте заказчика и в таком случае имеющиеся размеры для установки ИБП могут оказать решающие значение не его выбор.

Корректное завершение работы оборудования

Ещё один параметр, который может встретиться в задании на проектирование, — это функция корректного завершения работы критически важного оборудования (например, видеосервера). Возможность ИБП штатно выключать серверное оборудование нередко становится определяющей при выборе модели.

Так, в Эталонном проекте эксперты столкнулись с задачей, когда один ИБП должен был корректно завершать работу сразу нескольких серверов. В связи с этим в состав ИБП была включена SNMP-плата управления. Классическое управление через USB-подключение к ПК в сценарии с множеством серверов оказалось неприменимо, поэтому потребовался переход на сетевое соединение.

Подробности о возникших сложностях и способах их решения были представлены на техническом вебинаре, размещённом выше.

Дополнительные аксессуары

В проектной практике нередко встречаются требования по оснащению ИБП дополнительными аксессуарами — например, блоками распределения питания (PDU) или комплектом выдвижных телескопических салазок для монтажа в стойку.

PDU упрощает подключение нагрузки и организацию кабельных трасс, а салазки обеспечивают удобный доступ к ИБП при обслуживании без извлечения его из шкафа.

Производители ИБП как правило имеют каталог совместимых аксессуаров, что позволяет проектировщику гибко комплектовать решение под конкретные требования объекта.

Заключение

Выбор источника бесперебойного питания для видеонаблюдения начинается с типовых действий: инженер рассчитывает энергопотребление узла и собирает требования из технического задания (ТЗ). Когда данные получены, в дело вступают фирменные таблицы производителей — они помогают быстро подобрать модель и количество батарейных модулей.

Расчёт нагрузки — лишь первый шаг, и он редко становится камнем преткновения. Настоящие сложности начинаются там, где заканчиваются таблицы производителей, в параметрах, которые не лежат на поверхности. В этой статье мы разобрали эти часто скрытые, но критически важные характеристики и дали конкретные рекомендации, как их правильно учитывать при подборе ИБП.

Все этапы проектирования системы видеонаблюдения представлены на странице Реалити Эталонный проект видеонаблюдения. Перенимайте опыт экспертов ведущих вендоров отрасли.

Компания Видеомакс бесплатно осуществляет услуги консалтинга, а также проводит аудит спецификаций проекта, который избавит вас от рисков совершить ошибку при выборе проектного решения.

Прислать запрос можно на email: info@videomax.ru

Оперативная консультация доступна по телефону (495) 640-55-468 и 800 302-55-46

Все консультации проводятся бесплатно.

Мы всегда рады видеть Вас в нашем офисе.


Скачать статью в формате pdf (необходимо зарегистрироваться или авторизоваться)


Опубликовано:

Дополнительные материалы по теме
Комментарии к статье:
Загрузка комментариев...
Свежие обзоры

Мы собираем статистику о посещениях сайта, cookie, данные об IP-адресе и местоположении и действуем в рамках Политики в отношении персональных данных