Виды резервирования

Внедрение резервирования – практически единственный и наиболее распространенный метод, позволяющий повышать до максимума надежность работы систем автоматики и управления. С его помощью организуются аварийная сигнализация и противоаварийная защита, автоматическое тушение пожара, контроль и администрирование взрывоопасных технологических узлов, а также комплексы с сертификатами уровня полноты безопасности SIL1-SIL3 по ГОСТ Р МЭК 61508-5-2012, ГОСТ Р МЭК 62061-2015, ГОСТ Р МЭК 61508-1-2012 и установки, кратковременные перебои в энергоснабжении которых влекут за собой значительные финансовые потери.

Резервирование играет определяющую роль в создании высоконадежных систем, реализованных на базе типовой аппаратуры широкой специализации. Оно бывает последовательным, параллельным и смешанным. Конкретный вид выбирается исходя из потребностей и возможностей объекта, а также состава потребителей электроэнергии.

Описание последовательного резервирования

При последовательном резервировании в системе присутствуют один или несколько главных блоков, каждому из которых соответствует собственная нагрузка, и один резервный, идентифицирующийся как первичный источник питания вводов байпас, принадлежащих основным модулям комплекса.

Указанная схема предполагает синхронизацию выходов запасного и ведущих элементов. Благодаря подобной конфигурации для проведения технического обслуживания перечисленных компонентов отключать нагрузку и снимать ее защиту не требуется.

Если вход на одном из основных узлов оказывается обесточенным, запускается автономное функционирование, и энергия приемникам поставляется батарейным комплектом иБП. В случае, когда собственный ресурс устройства полностью исчерпан, а возобновления подачи электричества не произошло, модуль автоматически переходит в режим байпас, то есть запитывается от резервного блока. При этом последний станет недоступным для использования оставшимися главными элементами. Если обесточиванию в этот период подвергнется другой основной узел, произойдет переключение сегмента нагрузки, получающего от него энергию, на незащищенный вход электроустановки.

Описание параллельного резервирования

Параллельными именуются системы, которым характерно сохранение функциональности даже при одном работающем элементе. При этом подразумевается, что изначально все модули, введенные в структуру, включены.

Альтернативные названия этого резерва – нагруженный или горячий.

В норме система выполняет обозначенный круг своих задач за счет основного узла, а при его отказе она мгновенно переключается на один из работоспособных в текущий момент времени вспомогательных блоков.

Средняя продолжительность срока исправной службы параллельных установок, в которых предусмотрен нагруженный резерв, с ростом количества запасных компонентов повышается достаточно медленными темпами. С другой стороны, такое резервирование – крайне действенная мера увеличения ВБР в сравнении практически со всеми устаревающими распределениями.

В теории этим методом можно обеспечить любую выбранную вероятность безотказного функционирования комплекса, однако процесс внедрения схемы будет связан со значительными материальными затратами, возрастающими при добавлении каждого нового элемента. Дополнительно с увеличением кратности усложняется и реализация механизма разных видов воздействий (контролирующего и управляющего) внутри системы, из-за чего в конечном итоге снижается ее надежность.

При параллельном резервировании установка оборудуется двумя и более модулями иБП, включенными между собой параллельно и работающими с одной и той же группой потребителей. Относительно расчетной нагрузки комплекс должен обладать определенной избыточностью по мощности, выраженной одним или несколькими запасными узлами, формирующими резерв. У каждого из них чаще всего имеется свой батарейный блок, но иногда на всю систему рассчитан лишь один общий комплект аккумуляторов.

Безаварийное функционирование характеризуется равномерной нагрузкой всех элементов. Когда один модуль выходит из строя или принудительно отключается, происходит ее перераспределение между оставшимися экземплярами. С помощью подобной схемы гарантируется высокий уровень защиты системы. В ряде случаев он достигает 99,99%.

Чтобы выполнить техническое обслуживание отдельного блока, не нужно переводить нагрузку на временное энергоснабжение от незащищенной сети. При этом установку все же необходимо отключать, если манипуляциям подвергаются шина питания потребителей или аппаратура, располагающаяся между иБП и группами приемников.

Смешанные системы

Только параллельное или последовательное резервирование в практической деятельности распространено не очень широко. Обычно используются смешанные варианты исполнения:

1. параллельно-последовательные системы – последовательные подсистемы соединяются параллельно;
2. последовательно-параллельные системы – параллельные подсистемы соединяются последовательно.

Указанные технические решения могут внедряться в первоначальном виде или комбинироваться друг с другом. При этом важно учитывать структурную принадлежность комплексов, которые бывают простыми двухполюсными, сетевыми, иерархическими.