Обзор ИБП Systeme Electric Smart-Save Online SRTSE3000RTXLIG2-NC

В серию Smart-Save Online SRT G2 входят ИБП мощностью 1, 1.5, 2 и 3 кВт. В обзоре я расскажу о старшей модели SRTSE3000RTXLIG2-NC, которая идёт в комплекте с SNMP-картой (на это указывают литеры NC в обозначении). Для чего проведу тесты, замерю электрические параметры, изучу конструкцию и функционал ИБП.

• Технические характеристики

• Упаковка и комплект поставки

• Внешний вид и функционал

• Батареи

• Внутренняя конструкция

• Вентиляторы, алгоритм работы, шум

• Время работы от батареи, заряд и разряд

• Форма выходного напряжения

• Стабильность выходного напряжения, пороги перехода на батарею

• Заключение

Технические характеристики

Функционал ИБП:

• «Холодный» старт;

• «Горячая» замена батареи;

• «Горячее» подключение внешних батарейных блоков (до 10 шт.);

• SNMP-карта в комплекте;

• Группа управляемых розеток;

• LCD-дисплей;

• Интерфейсы USB, RS-232 (на выбор);

• Корректор коэффициента мощности на входе (Pf не менее 0.99);

• Возможность отключения звукового оповещения.

Упаковка и комплект поставки

ИБП поставляется в коробке из плотного гофрокартона. Размеры коробки 550×710×205 мм. Весит она чуть более 28 кг. Габариты и масса измерены автором.

В коробке ИБП вложен в полиэтиленовый пакет и зафиксирован вставками из пенопласта. Всё по классике.

В комплект поставки входит набор кабелей:

• Сетевой кабель с евровилкой и разъёмом IEC320 C19 (силовой), длиной 1.45 метра и сечением 3×1.5 мм2.

• Два кабеля для подключения нагрузки длиной 1.45 м и сечением 3×1.5 мм2. Кабели разных стандартов: один с вилкой/розеткой IEC 320 C13/C14, второй с усиленными разъёмами вилка/розетка IEC 320 C19/C20.

• Кабель USB для подключения к компьютеру (серверу).

В комплект входят сборные ножки-опоры для вертикальной установки ИБП.

Руководство пользователя в бумажном виде отсутствует, но его можно скачать на официальном сайте Systeme Electric по QR-коду на корпусе ИБП.

Внешний вид и функционал

Размеры ИБП 440×580×90 мм (Ш×Г×В). Выступающие элементы на задней стенке добавляют к глубине ещё около 15 мм.

ИБП весит около 26.5 кг. Бо́льшая часть веса приходится на свинцовые аккумуляторы. О них поговорим позже.

Шасси и кожух ИБП металлические.

По бокам ИБП прикручены разноуровневые уголки для крепления ИБП в серверной стойке и для удобного извлечения из неё.

Передняя панель

Передняя декоративная панель пластиковая, занимает почти всю фронтальную часть ИБП. Решётчатая конструкция упрощает доступ свежего воздуха ко внутренностям блока.

Декоративная панель фиксируется на защёлках-клипсах. После её снятия открывается доступ к силовому батарейному разъёму и блоку батарей.

Дисплей

Справа от декоративной панели размещён LCD-дисплей и три кнопки для управления ИБП.

Рассмотрим дисплей:

• Справа показана шкала (процесс) заряда батареи, слева — уровень нагрузки в процентах.

• Внизу пиктограммами обозначен режим работы ИБП.

• В центре дисплея — цифровые параметры, которые можно выбирать кнопками вверх/вниз. Выбранный параметр будет отображаться до тех пор, пока вы не выберете другой.

Дисплей возможно ориентировать в зависимости от горизонтального или вертикального рабочего положения ИБП.

Блок с экраном зафиксирован в панели пластиковыми защёлками и легко отделяется от корпуса — достаточно потянуть его на себя. Делать это следует плавно, чтобы не повредить провода, идущие к модулю дисплея.

Далее дисплей поворачивается в нужное положение и снова фиксируется на корпусе. После чего ИБП можно разместить вертикально, используя комплектные упоры.

В вертикальном положении ИБП устойчив, так как блок аккумуляторов располагается в нижней части устройства, что смещает вниз и центр тяжести.

Задняя стенка

На задней стенке ИБП расположены (сверху вниз, слева направо):

• Разъем EPO. Используется для оперативного дистанционного отключения ИБП. Например, по сигналам системы пожарного сигнализации.

• Разъём «сухих» контактов.

• SNMP-карта. SNMP-карта необходима для сетевого мониторинга и управления. Входит в комплект ИБП, о чём говорит обозначение NC в конце названия модели — SRTSE3000RTXLIG2-NC.

• Интерфейсы USB и RS-232 для подключения ИБП к компьютеру.

• Входной автоматический предохранитель на 25 А. Это защита от превышения входного тока при аварийных ситуациях в ИБП (несрабатывание электронной защиты от перегрузки, короткое замыкание, пробой силовых полупроводников и т.п.).

• Разъём для подключения дополнительных внешних батарейных блоков (закрыт крышкой). Можно подключить до 10 блоков BPSE72RT2UG2 с номинальным напряжением 72 В и ёмкостью 9 Ач.

• Входной сетевой разъём для подключения ИБП к сети (силовой IEC320 С20).

• Два блока выходных розеток IEC320 C13 — по четыре розетки на блок для подключения нагрузки. Блоки управляемых розеток можно отключать по таймеру независимо друг от друга (раздел 10 сервисного меню, подробно описан в Руководстве).

• Дополнительная розетка формата IEC320 C19 — для питания нагрузки. Подключена параллельно блоку неуправляемых выходных розеток.

Сетевая SNMP-карта SE9604

Сетевая SNMP-карта SE9604 предназначена для удаленного управления и мониторинга параметров ИБП. Кроме того, данная модель позволяет подключать датчик параметров внешней среды SE9622 (контроль температуры, влажности, протечки) к разъёму mini-USB.

Батареи

Под декоративной передней панелью расположена небольшая металлическая крышка,  которая закрывает силовой разъём подключения батареи.

В свою очередь эта крышка прикручена винтами к металлической панели, которая удерживает батарейный блок.

В целях безопасности ИБП поставляется с отключенным батарейным блоком. Поэтому перед первым включением необходимо снять декоративную панель, открутить металлическую крышку и соединить части силового батарейного разъёма.

Для доступа к батарейному блоку необходимо снять декоративную панель, открутить крышку разъёма, разъединить разъём, затем открутить 8 винтов металлической панели, убрать её и уже после этого откроется доступ к батарейному блоку.

Конструктивно батарейный блок — прозрачный пластиковый футляр, в котором двухсторонним скотчем зафиксированы шесть свинцово-кислотных аккумуляторных батареи LEOCH DJW12-9. Напряжение одной батареи 12 В. Батареи соединены последовательно.В сумме номинальное напряжение батарейного блока 72 В.

Футляр позволяет извлекать и устанавливать сразу все батареи, не разбирая корпус, а также дополнительно изолирует батареи от корпуса. Это не «ударопрочный кейс» для хранения АКБ, но от него это и не требуется.

Батарейный блок ИБП Systeme Electric SRTSE3000RTXLIG2-NC

Батарейный блок подключается к ИБП гибкими проводами сечением 6 мм2 через разъём SA-50 производства Anen. Разъём рассчитан на ток до 50 А.

Батареи LEOCH серии DJW неплохо зарекомендовали себя на рынке аккумуляторных батарей для ИБП. Они хорошо переносят большие токи разряда, что является одним из критериев выбора АКБ для мощных источников бесперебойного питания.

В паспорте на батарею указана ёмкость 8.6 Ач при 20-часовом режиме разряда и 5.84 Ач при разряде в течение часа. Из других характеристик:

• Внутреннее сопротивление 19 мОм.

• Производитель обещает срок службы до 8 лет.

• Указанный в паспорте вес батареи 2.66 кг.

• Напряжение в буферном режиме 13.5−13.8 В. На это напряжение стоит обратить внимание, т.к. ИБП позволяет его настраивать.

Измеренный вес батареи 2.63 кг, что с учетом погрешностей соответствует паспортным данным и среднестатистическому весу топовых батарей аналогичной ёмкости.

Внутренняя конструкция

ИБП конструктивно разделён на две основные зоны:

1. Слева расположен блок аккумуляторных батарей, 

2. Справа — плата с силовыми элементами и цепями управления.

На плате силовые элементы сгруппированы и размещены между двумя алюминиевыми радиаторами, охлаждающими мощные транзисторы и диоды.

На радиаторах сверху закреплён лист прозрачного пластика для формирования направленного воздушного потока с выходом через вентиляционные отверстия на задней стенке корпуса.

Воздушный поток создают два вентилятора размером 70×70×25 мм. Более подробно о вентиляторах расскажу в следующем разделе.

Таким образом, основная часть выделяемого тепла сразу удаляется за пределы корпуса ИБП, а не концентрируется внутри ИБП, что очень хорошо для компонентов, и особенно для аккумуляторов.

Практически вся электроника ИБП (за исключением платы интерфейсов) размещена на одной печатной плате.

Сетевой фильтр призван подавлять помехи, которые могут возникать и распространяться в сеть в результате  работы ИБП. А так как ИБП мощный, то и помехи могут быть значительными.

Для защиты от импульсных перенапряжений в сети установлены варисторы.

Плавкие предохранители установлены и в цепи аккумуляторной батареи — параллельно два штуки по 30 А каждый.

Логикой работы ИБП управляет микроконтроллер. Он установлен на отдельной плате правления, которая закреплена на основной посредством разъёмного соединения и двумя винтами.

Маркировка на микроконтроллере стёрта, поэтому узнать его наименование не удалось.

Силовые транзисторы и диоды корректора коэффициента мощности (ККМ), основного инвертора, повышающего DC/DC преобразователя и зарядного устройства установлены на двух алюминиевых радиаторах.

Мощные транзисторы в корпусах ТО-247 установлены на радиатор через изолирующие керамические термопрокладки. Солидное, надёжное решение, учитывая мощность ИБП.

На радиаторах установлены датчики температуры, которые защищают силовые полупроводники от перегрева и через схему управления обеспечивают регулировку оборотов вентиляторов.

Платы и отдельные элементы покрыты слоем лака, который дополнительно защищает от агрессивных условий окружающей среды (влажность, пары и пр.) и физических повреждений, создаёт дополнительную изоляцию по напряжению между дорожками и элементами платы.

Вентиляторы, алгоритм работы, шум

Для охлаждения силовых компонентов в ИБП применяются два вентилятора 70×70×25 мм.

Вентиляторы с маркировкой DA07025B12VA. Номинальное напряжение 12 В, ток 0.63 А. Подключение двухпроводное.

Вентиляторы работают постоянно, их обороты зависят от различных факторов:

• нагрузки,

• температуры радиаторов силовых полупроводников,

• режима работы (сеть, батарея, заряд батареи и пр.)

• и внешней температуры.

Я провёл тесты и оценил уровень шума вентиляторов при работе ИБП от сети. Результаты — ниже в таблице.

Обороты измерялись тахометром UT373. Уровень шума — шумомером UT353BT на расстоянии 1 метр от ИБП.

Тихой работы от ИБП на 3 кВт ожидать не стоит. Даже учитывая неплохой заявленный КПД (> 94.5% при работе от сети), тепла силовые элементы выделяют достаточно, и его надо отводить. Два вентилятора с этой задачей справляются хорошо, но от шума никуда не денешься.

В данном случае это не критично — герой нашего обзора разработан для защиты мощного серверного оборудования, которое обычно устанавливается в отдельном помещении.

Время работы от батареи, заряд и разряд

На графике приведено время работы ИБП на внутренней батарее в зависимости от мощности нагрузки (нагрузка активная). График построен по результатам реальных тестов.

Время автономной работы ИБП Systeme Electric SRTSE3000RTXLIG2-NC

Разряд батареи

Ниже на графике показана реальная разрядная характеристика аккумуляторной батареи ИБП System Electric SRTSE3000RTXLIG2-NC при работе в автономном режиме на активную нагрузку в 500 Вт.

Разрядная характеристика батареи

На графике видно, как при напряжении около 63 В ИБП отключает нагрузку и прекращает разряд при напряжении на аккумуляторном блоке. В пересчёте на один аккумулятор это соответствует 10.5 В.

В логике работы ИБП предусмотрены более низкие пороги отключения батареи при больших токах разряда.

Например, при работе в автономном режиме на максимальную нагрузку в 3000 Вт ток разряда АКБ достигает 45 А, соответственно отключение батарей происходит при напряжении уже около 9.8 В.

Это позволяет оптимизировать время работы от батареи при разных нагрузках и соответствует рекомендациям производителя АКБ.

Пороговые значения напряжений обычно указаны в спецификациях на батарею и, как правило, одинаковы для свинцово-кислотных батарей разных производителей.

Сказанное справедливо при работе ИБП с внутренней батареей. При подключении дополнительных внешних батарей ИБП должен учесть их ёмкость для выбора порога отключения. Для этого в сервисных настройках ИБП (раздел 08) есть параметр суммарной ёмкости подключенных батарей, который необходимо установить в соответствии с параметрами внешних батарей.

Заряд батареи

Теперь посмотрим как реализован процесс заряда батареи.

В ИБП Systeme Electric SRTSE3000RTXLIG2-NC для быстрой перезарядки батареи реализован двухэтапный режим заряда.

Алгоритм предусматривает заряд АКБ постоянным током до напряжения полного заряда с последующим его снижением до значения, соответствующего буферному режиму АКБ. В буферном режиме заряд АКБ постоянно поддерживается на уровне 100 %.

Указанные выше значения напряжений и тока установлены в сервисном меню.

При снятии зарядной характеристики (см. график ниже) фактическое конечное напряжение заряда составило около 83.5 В (13.9 В/АКБ), что немного не дотягивает до напряжения полной зарядки. Видимо, сказываются погрешности измерения напряжения и установки параметров в конкретном рассматриваемом экземпляре ИБП.

Алгоритм заряда аккумуляторных батарей

Значение тока зарядки задано в разделе 14 сервисного меню. По умолчанию, при использовании только внутреннего батарейного модуля, составляет 1 А.

Фактически измеренный ток заряда не превышал 0.7 А, что не является критическим значением, однако увеличивает время заряда батареи.

При использовании дополнительных батарейных модулей ток зарядки можно увеличивать до 12 А с шагом 1 А.

Широкие возможности по настройке зарядных и разрядных напряжений позволяют оптимально использовать батареи разных производителей в соответствии с их рекомендациями.

Форма выходного напряжения

В ИБП Systeme Electric SRTSE3000RTXLIG2-NC применяется технология двойного преобразования (топология Online).

Сетевое переменное напряжение преобразуется в постоянное стабилизированное и затем инвертором снова формируется переменное напряжение заданной амплитуды, формы и частоты. В этом и заключается  двойное преобразование.

При работе от батареи напряжение повышается до нужного значения и тем же инвертором формируется переменное напряжение.

Таким образом, параметры выходного напряжения зависят только от характеристик самого инвертора, который работает либо от сети, либо от батареи, если напряжение сети пропало. Поэтому параметры выходного напряжения ИБП не меняются как при работе от сети, так и при работе от батареи.

На фото выше показана работа ИБП от сети. На экран осциллографа выведены два напряжения — сетевое и напряжение на выходе ИБП. Форма выходной синусоиды даже визуально отличается от сетевой в лучшую сторону.

Ниже — та же осциллограмма, сохраненная непосредственно на осциллографе.

Такое же качественное напряжение получаем и при работе ИБП от батареи.

Стабильность выходного напряжения, пороги перехода на батарею

ИБП Systeme Electric SRTSE3000RTXLIG2-NC способен работать в очень широком диапазоне входных напряжений — от 110 до 300 В, не переключаясь на батареи.

Однако как всегда есть нюансы.

При мощности нагрузки более 50% (более 1500 Вт) диапазон допустимого входного напряжения сужается, а при максимальной нагрузке в 3000 Вт составит 176−280 В.

Если входное напряжение выйдет за допустимые пределы с учётом реальной нагрузки, ИБП перейдет на питание от батареи.

Оценим стабильность выходного напряжения при изменении напряжения сети и при переходе на питание от батареи.

Ниже на фото показана работа ИБП на нагрузку 1000 Вт при входном напряжении ~152 В. При этом напряжение на выходе ИБП составляет стабильные 229.6 В, что полностью соответствует допуску, заявленному производителем.

При увеличении напряжения на входе ИБП до 273 В, на выходе получаем те же 230 В.

При увеличении входного напряжения выше 300 В при мощности нагрузки 1000 Вт ИБП переходит на питание от батарей.

При этом напряжение на выходе остается стабильным.

При выходе за границы допустимого входного напряжения на дисплее ИБП отображается код ошибки GA — «Нештатное сетевое напряжение». Полный перечнь отображаемых ошибок приведён в руководстве по эксплуатации на ИБП.

Таким образом делаем вывод, что напряжение на выходе ИБП практически не изменяется и остается стабильным как при изменении напряжения сети в заявленных пределах с учетом выходной мощности, так и при переходе на питание от батареи.

Заключение

Итак, мы разобрали практически все параметры ИБП, влияющие на надёжность бесперебойного питания серверного оборудования.  Ещё раз пройдёмся по ним:

• Стабильное (не более ± 1%) синусоидальное напряжение на выходе при работе от сети и от батарей — благодаря двойному преобразованию;

• В режиме Online полная защита от резких перепадов и скачков напряжения, защита от импульсных перенапряжений (гроза), от слишком низкого и слишком высокого напряжения;

• Нулевое время переключения на батареи. ИБП подходит для требовательного к качеству питания оборудованию;

• Две независимые группы управляемых розеток — для группировки оборудования по важности;

• «Умный» алгоритм зарядки аккумуляторов с возможностью настройки параметров заряда

• Продуманная система охлаждения исключает нагрев аккумуляторов и должно продлить срок жизни АКБ;

• Подключение до 10 дополнительных батарейных модулей для длительного автономного питания мощной нагрузки.

• Горячая замена батарейных модулей (без отключения важных потребителей);

• SNMP-карта в комплекте, возможность дистанционного контроля и управления ИБП через интернет;

• Добротный металлический корпус с продуманной конструкцией снаружи и внутри.

В общем и целом, ИБП Systeme Electric Smart-Save Online SRTSE3000RTXLIG2-NC — добротная классика с двойным преобразованием. Думаю, что при выборе ИБП большой мощности эта модель однозначно достойна рассмотрения.