Сбои в работе оборудования систем связи (АТС, оборудование автоматического оповещения по телефонной связи, централи производственно-технологической связи и пр.) могут приводить к порче дорогостоящего технологического оборудования, а также к гибели людей, например, если произошло отключение локальной системы оповещения при чрезвычайной ситуации. Поэтому остро встает вопрос повышения надежности и бесперебойности электроснабжения оборудования систем связи.

Требования по надежности электроснабжения потребителей изложены, прежде всего, в таком основополагающем нормативном документе, как «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ). 

В зависимости от категории надежности электроснабжения, должны быть предусмотрены 2 или 3 независимых взаимно резервирующих источника питания. При переключении между источниками питания наблюдается кратковременное пропадание или снижение напряжения на зажимах электроприемников. Например, время пуска дизель-электрической станции, которые часто применяются в качестве третьего независимого источника питания, может достигать нескольких минут, что приводит к сбоям или неправильной работе оборудования.

Для обеспечения бесперебойности электроснабжения часто используются источники бесперебойного питания (ИБП). Аккумуляторные батареи ИБП могут быть использованы в качестве третьего независимого источника питания.

Надежность и бесперебойность электроснабжения при использовании ИБП зависит от выбранного типа ИБП.

Можно выделить 3 основных типа ИБП: ИБП с переключением, или «off-line» («back-up»); линейно-интерактивные ИБП; ИБП с двойным преобразованием «on-line». Отдельно стоит выделить ИБП с выходом постоянного тока. ИБП с выходом постоянного тока часто используются в качестве блока питания оборудования систем связи.

При переключениях между источниками питания (АВР), а также при переключениях, связанных с работой ИБП, напряжение на зажимах электроприемников в допустимых пределах могут поддерживать только ИБП с двойным преобразованием и ИБП с выходом постоянного тока.

Надежность электроснабжения также зависит от схемы электроснабжения, в которой присутствует ИБП, т.е. от схемы включения ИБП, а также от места его расположения.

Неправильный выбор места расположения ИБП также снижает надежность схемы. Необходимо располагать ИБП как можно ближе к электроприемнику, т.е. снижать длину кабельной линии от ИБП до электроприемника

Схемы электроснабжения характеризуются показателями надежности, такими как: среднее время между отказами Tо, среднее время восстановления работоспособности Tв, коэффициент готовности Kг и др. Все схемы электроснабжения потребителей при использовании ИБП можно разделить на три основные группы:

- применение одного ИБП большой мощности для питания группы потребителей электроэнергии через распределительный щит, имеющий одну или две секции шин (примером таких схем может служить схема, изображенная на рисунке 1а);

- применение отдельных ИБП меньшей мощности для каждого потребителя (рисунки 1б и 1в);

- смешанные схемы, в которых применяется комбинация схем первой и второй групп (рисунки 2а и 2б).

Для каждой предлагаемой схемы необходимо определить перечисленные показатели надежности и путем их сравнения выбрать наиболее подходящую в конкретном случае схему. Кроме расчета показателей надежности необходимо также проводить аналитический анализ возможных аварий в рассматриваемых схемах и оценивать удобство обслуживания отдельных элементов схемы.

Рисунок 1 – Схема электроснабжения: с ИБП с одним рабочим и одним резервным вводом для группы электроприемников (а), с ИБП для одного электроприемника (б) и с ИБП для одного электроприемника с внешним байпасом (в)
К преимуществам схем первой группы можно отнести: в большинстве случаев, меньшую стоимость одного ИБП большей мощности по сравнению с несколькими ИБП меньшей мощности для каждого потребителя; возможность подключения вновь устанавливаемых потребителей в процессе эксплуатации ИБП. Недостатком таких схем является то, что к каждому потребителю от распределительного щита ИБП подходит один кабель, что снижает показатели надежности электроснабжения из-за возможных аварий, связанных с данным кабелем. Поэтому распределительный щит ИБП нужно располагать как можно ближе ко всем электроприемникам. В данных схемах целесообразно применять несколько ИБП, работающих с резервированием N+1. Это позволяет получить необходимую мощность и значительно увеличивает надежность схемы в целом.

Рисунок 2 – Смешанная схема: с односекционным распределительным щитом (а) и с двухсекционным распределительным щитом с АВР и двумя ИБП (б)

Потребляемая мощность оборудования отдельных систем связи, как правило, небольшая (до нескольких кВт), поэтому целесообразно применять отдельные ИБП для каждого потребителя. Применение отдельных ИБП для каждого потребителя целесообразно также при значительном удалении этих потребителей друг от друга. Использование таких схем электроснабжения позволяет максимально приблизить ИБП к потребителю и, соответственно, увеличить надежность электроснабжения. Например, эту задачу выполняет установка небольшой учрежденческой АТС и ИБП в одном телекоммуникационном шкафу.

В смешанных схемах для электроснабжения потребителей применяется распределительный щит, запитанный через ИБП, и, в свою очередь, у каждого потребителя имеется свой ИБП.
Возможны также и другие варианты схем, например, с использованием внешнего байпаса, с помощью которого можно не прекращать электроснабжение при техническом обслуживании ИБП.
Результаты расчетов показателей надежности некоторых схем с ИБП и показателей надежности схемы без ИБП, которые можно использовать для сравнительного анализа этих схем, приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Показатели надежности схем

Таким образом, для электроснабжения оборудования систем связи наиболее предпочтительными являются схемы, изображенные на рисунках 1б и 1в и аналогичные им, а также любые виды смешанных схем. Применять при этом следует ИБП с двойным преобразованием и ИБП с выходом постоянного тока. Схема на рисунке 1а не дает увеличения показателей надежности, но позволяет только обеспечивать бесперебойность питания при кратковременных нарушениях электроснабжения.