CC BY
55
чения [Электронный ресурс]. www.mstuca.ru/.../sci.../ ного обучения ввузе[Электронный ресурс]. www.mstuca. Практко_ориентОбразЛос (дата обращения: 03.09.2014). ru/scientific_work/sci_proj/...-/10096/ (дата обращения: 20. Проблема организации практико-ориентирован- 19.12.2014).
EXPERIENCE AND PROBLEMS OF TRAINING OF COMPETITIVE SPECIALISTS FOR SMALL
BUSINESSES IN THE SERVICE SECTOR
© 2015
L.V. Dubrovina, lecturer «Design and technology of garments»
Fool Technologies and Design Institute, Nizhny Novgorod (Russia)
Abstract. In modern conditions is becoming increasingly urgent problem of employment of graduates of universities and the most complete realization of their professional and personal potential. Graduates are faced with various difficulties. In the labour market are increasingly stringent requirements for young professionals, according to their qualification characteristics of the specific production. In the new conditions of functioning and development of the economy, the education system is forced to reconsider over the past decade, the idea of what is quality specialist, what should be the process of its preparation, whether it is new production requirements. The objective of vocational education is not only the development of personality, the formation of knowledge, skills, and ability to adapt to changes in technology and work organization. The need for training a new time is the subject of attention even government agencies at both the municipal and state levels. The successful solution of problems of employment of graduates of full-time tuition promote business relations with the social partners, internships. An important component in the process is the involvement of employers to participate in the management of the execution of final qualifying works of students. The need for this attraction is due to requirements for graduate students, future specialists when they come to work on their qualifications. It is the employer, based on the current state of the field of activity of the future specialist, can adequately assess significance of the study as well as the prospects thesis, to objectively evaluate the possibility of its realization at the present stage. In addition, the involvement of employers in the state final attestation of students and the preparation of theses provides them with the opportunity of selecting the most prepared students for their businesses.
Keywords: staffing, quality specialist, competence, competence approach, competitiveness, employers, social partners, employment, GEF (Federal state educational standard).
УДК 621.311.8; 621.341.572 КАЧЕСТВО И НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ В ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ
СИСТЕМАХ
© 2015
Д.Е. Дулепов, кандидат технических наук, доцент кафедры «Электрификация и автоматизация» Т.Е. Тюндина, преподаватель кафедры «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» Нижегородский государственный инженерно-экономический институт, Княгинино (Россия)
Аннотация. В статье рассмотрены основные показатели качества электрической энергии (КЭ) и установленные для них нормы.Стандартом установлены нормально допустимые и предельно допустимые значения показателей. Присутствует описание стандартов надежности и качества энергопитания.Требования по надежности электроснабжения потребителей изложены, прежде всего, в таком основополагающем нормативном документе, как «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ). В качестве главного показателя надежности электроснабжения вводится категория надежности.В статье отмечено влияние нарушений на работоспособность инфокоммуникационных систем. Качество электроэнергии влияет на работоспособность и эффективность функционирования питаемого оборудования. Применительно к инфокоммуникационным системам оно рассматривается как воздействие кондуктивных помех (электромагнитных помех, распространяющихся по элементам электрической сети) на оборудование. В основной части рассмотрены современные системы защиты электропитания.Высшую степень защиты электроснабжения обеспечивают системы матричной архитектуры - так называемые «энергетические массивы» (PowerAn"ay). Выделены методы достижения качественного бесперебойного питания инфокоммуникаций, особое внимание уделяется отказоустойчивым системам.Функции отказоустойчивости напрямую зависят от эксплуатационной готовности системы. Длительная эксплуатационная готовность оценивается как вероятность того, что система при определенных условиях будет в полном объеме выполнять свои задачи. Расписана классификация современных системзащиты электропитания по уровню доступности. В заключении отмечено то, что электроснабжение инфо-коммуникаций зависит от качества электроэнергии и надежности электроснабжения и согласно сложившейся технической практике, основным средством обеспечения надежности и качества электроснабжения являются источники бесперебойного питания. Наилучшие показатели надежности электроснабжения можно получить, используя резервируемые системы с архитектурой «энергетический массив».
Ключевые слова: дизель-электрическая станция (ДЭС), источники бесперебойного питания (ИБП), импульсные напряжения, качество электроснабжения, нарушения в электроснабжении, телекоммуникационные системы, отклонение частот, MTBF, энергетический массив.
Анализ литературы позволяет сделать вывод, что электроснабжение компьютерных и телекоммуникационных систем, имеет во многом те же особенности, что и электроснабжение технических средств вообще [12, 13, 14, 17, 18, 20].
Электроснабжение характеризуется надежностью и качеством. К понятию качества в первую очередь относится качество электроэнергии, на которое влияют различные нарушения и искажения формы питающего напряжения. Эти нарушения могут поступать из энергосистемы: например, грозовые импульсы, коммутацион-
ные перенапряжения вследствие коммутации участков электрической сети, провалы и отклонения напряжения во время автоматического включения резерва (АВР) и переключения потребителей на другие источники питания. Искажения в электрическую систему нередко вносят и сами электроприемники с резкопеременным и нелинейным характером нагрузки: всевозможные преобразователи, промышленные потребители, электрический транспорт и т. д. Подобные свойства электроприемников относятся к электромагнитной совместимости — способности технических средств функционировать с
требуемым качеством в заданной электромагнитной обстановке, не создавая недопустимых электромагнитных помех другим техническим средствам.
Стандарты надежности и качества энергопитания.
Требования по надежности электроснабжения потребителей изложены прежде всего в таком основополагающем нормативном документе, как «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ). В качестве главного показателя надежности электроснабжения вводится категория надежности. В правилах различают три категории (с третьей по первую) в зависимости от требований к надежности и времени устранения неисправностей, при этом в первой категории выделяют особую группу. Следует иметь в виду, что энергосистема предоставляет потребителю не более двух источников электроснабжения, т. е. подключение обеспечивается не более чем к двум электрическим подстанциям. Прочие источники, ДЭС или ИБП, не являются объектами энергосистемы. В качестве второго (третьего) независимого источника можно использовать дизель-электрическую станцию (ДЭС), источник бесперебойного питания (ИБП) [6].
Качество электроэнергии влияет на работоспособность и эффективность функционирования питаемого оборудования. Применительно к инфокоммуникацион-ным системам его следует рассматривать как воздействие кондуктивных помех (электромагнитных помех, распространяющихся по элементам электрической сети) на оборудование. Если уровень помех (показатели качества электроэнергии) не превышает устанавливаемых стандартом норм, то оборудование функционирует исправно, и нарушений (сбоев, снижения эффективности) инфокоммуникационных систем не происходит.
Качество электроэнергии (качество напряжения) нормируется в ГОСТ 32144-2013 «Нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения» [3]. В стандарте определяются показатели и нормы качества электроэнергии в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках присоединения электрических сетей, находящихся в собственности различных потребителей электроэнергии.
Показатели качества электроэнергии в электрических сетях, находящихся в собственности потребителей, регламентируются отраслевыми стандартами и иными нормативными документами, но они не должны быть ниже норм ГОСТа для точек общего присоединения. Когда указанные отраслевые стандарты и иные нормативные документы отсутствуют, нормы настоящего стандарта обязательны для электрических сетей потребителей электроэнергии. Устанавливаемые ГОСТом показатели качества электроэнергии определяют предельный уровень электромагнитной совместимости для кондуктивных электромагнитных помех в системах электроснабжения общего назначения.
При соблюдении этих норм обеспечивается электромагнитная совместимость электрических сетей систем электроснабжения общего назначения и электрических сетей потребителей электроэнергии (приемников электроэнергии), не возникает нарушений и помех в работе оборудования вследствие неудовлетворительного качества электроснабжения. Влияние нарушений в электроснабжении на работо-способностьоборудования инфокоммуникационных систем.
Различные показатели качества электроэнергии влияют на работоспособность инфокоммуникационных систем по-разному. Стандартом установлены нормально допустимые и предельно допустимые значения показателей.
Изменения характеристик напряжения электропитания в точке передачи электрической энергии пользователю электрической сети, относящихся к частоте, значениям, форме напряжения и симметрии напряжений в трехфазных системах электроснабжения, подразделяют
на две категории - продолжительные изменения характеристик напряжения и случайные события.
Продолжительные изменения характеристик напряжения электропитания представляют собой длительные отклонения характеристик напряжения от номинальных значений и обусловлены, в основном, изменениями нагрузки или влиянием нелинейных нагрузок.
Случайные события представляют собой внезапные и значительные изменения формы напряжения, приводящие к отклонению его параметров от номинальных. Данные изменения напряжения, как правило, вызываются непредсказуемыми событиями (например, повреждениями оборудования пользователя электрической сети) или внешними воздействиями (например, погодными условиями или действиями стороны, не являющейся пользователем электрической сети).
Применительно к продолжительным изменениям характеристик напряжения электропитания, относящихся к частоте, значениям, форме напряжения и симметрии напряжений в трехфазных системах, в настоящем стандарте установлены показатели и нормы КЭ. Ниже мы рассмотрим основные из них.
Отклонение частоты характеризуется благодаря показателю КЭ относящимся к частоте, является отклонение значения основной частоты напряжения электропитания от номинального значения. Этот показатель достаточно существенен, т.к. работоспособность блоков питания зависит от его значений.
Понятие «частота» - это общесистемный параметр, частота одинакова в каждой точке объединенной энергетической системы. Если возникают существенные отклонения частоты, вводится противоаварийная автоматика энергетической системы. Такие отклонения могут привести к отключению от электричества целых районов, и даже стать причиной общесистемной аварии. Однако последнее случается крайне редко - всего раз в десятилетие. Нынешние блоки питания вычислительной техники и телекоммуникационных приборов на 50 и 60 Гц, могут поддерживать свою работоспособность при отклонениях в несколько Гц, а не несколько процентов, как это установлено стандартами.
Для указанного показателя КЭ установлены следующие нормы:
- отклонение частоты в синхронизированных системах электроснабжения не должно превышать ± 0,2 Гц в течение 95 % времени интервала в одну неделю и ± 0,4 Гц - в течение 100 % времени интервала в одну неделю;
- отклонение частоты в изолированных системах электроснабжения с автономными генераторными установками, не подключенных к синхронизированным системам передачи электрической энергии, не должно превышать ± 1 Гц в течение 95 % времени интервала в одну неделю и ± 5 Гц - в течение 100 % времени интервала в одну неделю.
Колебания напряжения. Значимым показателем колебания напряжения для инфокоммуникационных систем является диапазон изменения напряжения. Его предельный диапазон изменения напряжения функционально достаточно сложно зависит от частоты повторений и форм огибающих.
Провалы напряжения характеризуется по длительности провала напряжения. Точно так же, как и его полное отключение, провал напряжения - это большая опасность для электроснабжения инфокоммуникационных систем.
Несинусоидальность напряжения (НН) характеризуется следующими показателями:
1. Гармонические составляющие напряжения.
2. Интергармонические составляющие напряжения.
Показателями КЭ, относящимися к гармоническим
составляющим напряжения, являются:
- значения коэффициентов гармонических составляющих напряжения до 40-го порядка ^^ в процентах
напряжения основной гармонической составляющей Ш в точке передачи электрической энергии;
- значение суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения (отношения среднеква-дратического значения суммы всех гармонических составляющих до 40-го порядка к среднеквадратическому значению основной составляющей) Ки, %, в точке передачи электрической энергии.
Для указанных показателей КЭ установлены следующие нормы:
а) значения коэффициентов гармонических составляющих напряжения К^, усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать значений, установленных в таблицах 1-3, в течение 95 % времени интервала в одну неделю;
б) значения коэффициентов гармонических составляющих напряжения К^, усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать значений, установленных в таблицах 1-3, увеличенных в 1,5 раза, в течение 100 % времени каждого периода в одну неделю;
в) значения суммарных коэффициентов гармонических составляющих напряжения Ки, усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать значений, установленных в таблице 4, в течение 95 % времени интервала в одну неделю;
г) значения суммарных коэффициентов гармонических составляющих напряжения Кц, усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать значений, установленных в таблице 5, в течение 100 % времени интервала в одну неделю.
Уровень интергармонических составляющих напряжения электропитания увеличивается в связи с применением в электроустановках частотных преобразователей и другого управляющего оборудования.
Допустимые уровни интергармонических составляющих напряжения электропитания находятся на рассмотрении.
Несимметрия напряжений характеризуется двумя коэффициентами: несимметрии напряжений по обратной последовательности, а также коэффициентом несимметрии напряжений по нулевой последовательности.
Импульсные напряжения в точке передачи электрической энергии пользователю электрической сети вызываются, в основном, молниевыми разрядами или процессами коммутации в электрической сети или электроустановке потребителя электрической энергии. Время нарастания импульсных напряжений может изменяться в широких пределах (от значений менее 1 микросекунды до нескольких миллисекунд).Импульсные напряжения, вызванные молниевыми разрядами, в основном, имеют большие амплитуды, но меньшие значения энергии, чем импульсные напряжения, вызванные коммутационными процессами, характеризующимися, как правило, большей длительностью.
Перенапряжение, как правило, вызываются переключениями и отключениями нагрузки. Перенапряжения могут возникать между фазными проводниками или между фазными и защитным проводниками. В зависимости от устройства заземления короткие замыкания на землю могут также приводить к возникновению перенапряжения между фазными и нейтральным проводниками. В соответствии с требованиями настоящего стандарта перенапряжение рассматривается как электромагнитная помеха, интенсивность которой определяется как напряжением, так и длительностью. Длительность перенапряжения может быть до 1 мин.
Электропотребляющее оборудование инфокомму-никационных систем достаточно чувствительно к нарушениям качества энергетического снабжения с разной степенью, зависимо от вида искажения. Вероятные последствия таких неполадок выражены в сбоях работы аппаратно - программных средств, а также в повреждении оборудования. Более критичные нарушения - про-
валы напряжения, из-за того, что они могут привести к отключению или простой перезагрузке оборудования. Повреждение оборудования могут вызывать импульсы напряжения и перенапряжения. Такие нарушения в большей мере воздействуют на оборудование инженерных систем [3].
Качественное бесперебойное питание инфокоммуникаций.
Обеспечение качества электроснабжения и его надежность достигаются различными схемными решениями и применением специального оборудования. Широкое распространение получило наиболее универсальное средство обеспечения качества и надежности электроснабжения инфокоммуникаций -источники бесперебойного питания (ИБП - UmntermptiЫePowerSupplу, UPS). На их основе строятся системы бесперебойного электроснабжения (питания) инфокоммуникационных систем.
В последние годы на повестку дня выдвинулись отказоустойчивые системы. Под отказоустойчивостью системы бесперебойного электроснабжения на базе ИБП понимают сохранение способности осуществлять бесперебойное снабжение потребителей током в случаях проведения плановых (регламентных, сервисных) и ремонтных (восстановительных) работ.
Функции отказоустойчивости напрямую зависят от эксплуатационной готовности системы. Длительная эксплуатационная готовность оценивается как вероятность того, что система при определенных условиях будет в полном объеме выполнять свои задачи.
На практике решающим фактором является длительность перерыва в подаче электроэнергии к потребителям. В этой связи при электроснабжении инфокомму-никационных систем эксплуатационная готовность системы электроснабжения должна быть не ниже эксплуатационной готовности технических средств инфоком-муникаций. По отношению к инфокоммуникационным системам эксплуатационную готовность электроснабжения будем характеризовать коэффициентом доступности электроснабжения.
Доступность системы зависит от ее надежности. А что является количественной характеристикой надежности? Наиболее часто прибегают к таким показателям, как среднее время между сбоями или среднее время наработки на отказ (Mean Time Between Failure, MTBF). Однако к ним надо подходить с осторожностью. Дело в том, что производитель той или иной техники указывает величину MTBF равной, скажем, 30 тыс. ч, т. е. примерно 10 лет. При этом само устройство производится в течение всего трех лет. Да и срок его реальной эксплуатации ввиду морального устаревания вряд ли превысит, допустим, пять лет.
Как же было определено приводимое значение MTBF? Речь идет о хорошо известном в статистике «усреднении по ансамблю»: если для 1000 работающих устройств за год произошло в общей сложности 100 сбоев, то на этом основании среднее время между сбоями вычисляется как 1000 х 1 год/100 = 10 лет. Очевидно, что определяемая таким образом величина MTBF является статистическим параметром и справедлива для большого количества работающих устройств, а отнюдь не для отдельного устройства. Иными словами, устройство, значение MTBF которого составляет 10 лет, может запросто выйти из строя на следующий день после ввода в эксплуатацию. Просто кому-то не повезет. Однако на этом неприятности могут не закончиться. Ремонт может занять пять минут, а может и пять рабочих дней, и хорошо, если в результате информационная система не будет простаивать. Таким образом, кроме параметра MTBF очень важное значение имеет другая величина — среднее время восстановления устройства (MeanTimeToRepair, MTTR).
В статьях и обзорах, посвященных надежности ИС, все чаще встречается понятие коэффициента доступно-
сти. Он определяется весьма просто — как относительное значение общей продолжительности нормальной работы системы за год. Обычно компании измеряют коэффициент доступности для приложений, так как от этого напрямую зависит продуктивность пользователей. В условиях современного предприятия важнейшие приложения или их составляющие физически распределены по всей организации, а иногда даже за ее пределами, включая компьютеры потребителей и поставщиков. Поэтому администраторы ИТ должны принять необходимые меры, чтобы обеспечить высокое значение доступности приложений по предприятию в целом. Исходя из того, что время нормальной работы в среднем равно MTBF, а время простоя возникает после аварии или отказа и, соответственно, равно MTTR, коэффициент доступности (Availability) можно определить следующим образом: Availability = MTBF/(MTBF + MTTR) Очевидно, что MTBF должно быть как можно больше, а MTTR — как можно меньше. Это можно достичь и для аппаратного обеспечения.Но все же остается во-проскакой же ИБП надежнее. Надежность любой сложной системы (в том числе ИС) ограничена надежностью самого слабого узла. На сегодняшний день в таких общих для любой ИС процессах, как обработка и хранение данных, давно применяются технологии кластеризации и «зеркализации», дисковых массивов хранения данных RAID и т. п. Поэтому тем, кто инвестирует немалые средства в подобные технологии для всемерного повышения надежности работы ИС, имеет смысл задуматься: а какое же звено осталось самым слабым? Чаще всего таковым оказывается ИБП традиционной моноблочной конструкции, а ведь именно он, как правило, защищает серверные комнаты и прочие критичные приложения. За последние годы к этому выводу пришло большое количество исследовательских и консалтинговых институтов, а также ассоциаций пользователей компьютерных технологий. Даже при увеличении затрат на разработку изделия, всемерной изощренности схемных решений, 100-процентном входном контроле компонентов, многократном тестировании изделия в процессе производства отдельные компоненты имеют некий потолок надежности. Так, типичные современные системы защиты питания, где делается ставка лишь на высокую надежность отдельных узлов, имеют максимальное значение MTBF в пределах от 50 тыс. до 500 тыс. ч. В то же время применение резервирования самих ИБП позволяет добиться существенного увеличения MTBF при тех же затратах на себестоимость изделия. На Рисунке 1 изображен качественный характер изменения надежности изделия в зависимости от его себестоимости, при этом кривая 1 соответствует устройству без резервирования, кривая 2 — устройству с применением резервирования.
требующих обслуживания узлов. При создании наиболее ответственных и критичных узлов и устройств, работающих в составе ИС, применяется следующий метод. Узел (устройство и т. п.) разбивается на N параллельно соединенных модулей с добавлением одного (N+1), двух (N+2) и т. д. модулей для повышения уровня резервирования (или, что одно и то же, избыточности), дополнительно разработчиками обеспечивается возможность замены этих модулей (увеличения или уменьшения их числа) на ходу, в «горячем» режиме.
Таким образом, достигается:
- высокая отказоустойчивость за счет наличия N+1, N+2 и т. д. модулей. При отказе любого из модулей остальные просто перераспределяют между собой его нагрузку;
- нулевое MTTR - для замены вышедшего из строя модуля не требуется отключать устройство в целом. Остающиеся в работе модули обеспечивают полноценное функционирование;
- гораздо более высокая экономическая эффективность по сравнению с удвоением (утроением и т. п.) устройства в целом;
- масштабируемость устройства, причем изменения конфигурации возможны без выключения устройства, в «горячем» режиме.
Соотношения между доступностью, избыточностью и возможностями «горячей» замены легко пояснить с помощью диаграммы (Рисунок 2), где системы защиты электроснабжения располагаются на плоскости в зависимости от того, насколько они удовлетворяют двум составляющим доступности — избыточности и возможности «горячей» замены.
Рисунок 1 - Изменение надежности изделия в зависимости от затрат
Общепризнанным подходом для радикального снижения MTTR стало сегодня в конструировании следование принципу «горячей» замены неисправных или
Рисунок 2 - Диаграмма КДЭ
С ростом числа узлов с поддержкой режима «горячей» замены соответствующая системе точка на плоскости перемещается вверх, а с ростом числа избыточных узлов — слева направо. В зависимости от требуемой величины доступности и планируемых затрат, администраторы ИС могут найти оптимальное решение.
На основании диаграммы современные системы защиты электропитания можно классифицировать по уровню доступности следующим образом.
1. Традиционный (моноблочный) ИБП (Standalone UPS) не обладает ни избыточностью, ни возможностями «горячей» замены. Как видно из таблицы, устройство обеспечивает достаточную доступность электропитания благодаря надежности ИБП как такового. Подобные системы наиболее эффективны в диапазоне малых мощностей (до 5кВ*А), в этом случае несколько моноблочных ИБП могут защитить отдельные критические звенья системы. Чтобы получить централизованное решение для систем большей мощности (более 5 кВ*А), пользователи должны выбрать систему с более высоким уровнем доступности.
2. Отказоустойчивый ИБП (FaultTolerant UPS) иногда описывают как систему с «разумной избыточностью», поскольку такие системы содержат избыточные компоненты. Однако не все главные узлы можно заменять в режиме «горячей» замены. Системы этого типа имеют более высокий коэффициент доступности, продолжая защищать нагрузку даже в случае отказа одного из избыточных компонентов. Но поскольку неисправность неду-
блируемых компонентов часто означает необходимость замены всего ИБП, в числе их серьезных недостатков - дорогостоящий и требующий времени ремонт. Это неизбежно приводит к простою систем и большим неудобствам для администраторов ИС. Отказоустойчивые системы ИБП могут иметь часть узлов, допускающих «горячую» замену, например батареи или блоки силовой электроники. В основном же большое число критически важных узлов, в частности блоки процессорной электроники, невозможно заменить в «горячем» режиме. И чем больше таких незаменяемых компонентов, тем ниже коэффициент доступности электропитания.
3. Модульный ИБП (Modular UPS). Как и отказоустойчивый ИБП, он обеспечивает высокий уровень доступности. Эти системы имеют многочисленные компоненты с режимом «горячей» замены и обычно используются в многосерверных средах и телекоммуникационном оборудовании. Многие модульные ИБП предусматривают также избыточность батарей. Однако важнейшее преимущество таких систем по сравнению с отказоустойчивыми ИБП состоит в том, что отказ любого из основных компонентов может быть ликвидирован в «горячем»режиме, что исключает плановые простои на вызов сервисной поддержки.
4. Высшую степень защиты электроснабжения обеспечивают системы матричной архитектуры - так называемые «энергетические массивы» (PowerArray). В PowerArray все блоки - силовой электроники, батарей и процессорные - являются и избыточными, и заменяемыми в «горячем» режиме. Системы такого типа характеризуются очень высокими значениями доступности и реализуют защиту высшего уровня для ИС. PowerArray обычно на 10-20% дороже моноблочных ИБП сходной мощности и в среднем на 5-10% дороже отказоустойчивых или модульных ИБП.
Диаграмма может быть уточнена далее, поскольку в каждой системе защиты электропитания имеется три важнейших блока: батареи, силовая электроника и процессорная электроника. Чем больше компонентов обладают свойствами «горячей» замены и избыточности, тем выше доступность системы. Реальные ИБП часто относятся к «гибридным» системам, у которых часть узлов обладает свойством «горячей» замены, а другая часть — свойством избыточности [1, 2].
Рисунок 3 - Источник бесперебойного питания
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключении можно ответить: во-первых, электроснабжение инфокоммуникаций зависит от качества электроэнергии и надежности электроснабжения; во-вторых, согласно сложившейся технической практике, основным средством обеспечения надежности и качества электроснабжения являются источники бесперебойного пита-
ния; в-третьих, наилучшие показатели надежности электроснабжения можно получить, используя резервируемые системы с архитектурой «энергетический массив».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Лопухин А. А. Источники бесперебойного питания без секретов
2. Воробьев А. Электроснабжение компьютерных и телекоммуникационных систем, «ЭкоТрендз» в 2003. 278 с.
3. Виноградов П. Ю., Маракулин В. В. , Никитин К. К., Патлых Н. Н., Шамсиев Б. Г. Источники бесперебойного питания телекоммуникационных средств и вычислительной техники. 530 с.
4. ГОСТ 32144-2013.Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Введ. 2014-07-01
5. ГОСТ 27699-88. Системы бесперебойного питания приемников переменного тока. Общие технические условия.
6. Найвельт Г. С., Мазель К. Б., Хусаинов Ч. И. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник. М. : Радио и связь, 2005. 576 с.
7. Костиков В. Г., Парфенов Е. М., Шахнов В. А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для вузов. - 2-е изд. М. : Горячая линия. Телеком, 2004. 340 с.
8. Климов В. А. Современные источники бесперебойного питания: классификация и структуры однофазных ИДП. Часть1 // Электронные компоненты, № 6. 2008. 467 с.
9. Климов В. А Структуры силовых цепей трехфазных ИБП. Часть 2 // Электронные компоненты, № 8. 2008. 205 с.
10. Климов В. А. и др. Однофазные источники бесперебойного питания серии ДПК: динамические и спектральные характеристики//Силовая Электроника, № 2. 2007. 189 с.
11. Климов В. А. Многомодульные структуры ИБП и организация параллельной работы мономодульных ИБП. Часть 3 // Электронные компоненты, № 9. 2008. 244 с.
12. Костиков В. Г., Парфенов Е. М., Шахнов В. А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для вузов. - 2-е изд. М. : Горячая линия - Телеком, 2001. 344 с.
13. Норенков И. П.,Трудоношин В.А. Телекоммуникационные технологии и сети / - 2-е изд., испр. и доп. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. 248 с.
14. Гордиенко В. Н., Крухмалева В. В. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей: Учебник для вузов / М. : Горячая линия - Телеком, 2004. 510 с.
15. Правила устройств электроустановок ПУЭ 7-е издание. М. : Кнорус, 2009. 488 с.
16. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. М. : Издательство Омега-Л, 2008. 263 с.
17. Хорольский В. Я. Эксплуатация систем электроснабжения. Учебное пособие. / Инфра-М Форум, 2013. 288 с.
18. Харченко А. Ф. Основы теории надежности устройств электроснабжения. Учебное пособие - Москва: РГОТУПС, 2006. 92 с.
19. Петленко Б. И. Электротехникаиэлектроника: Учебник. М. : Академия, 2004. 320 с.
20. International Standard IEC 62040-3.1999, Uninterruptible Power Systems (UPS), part 3: Method of Specifying the Performance and Test Requirements.
QUALITY AND RELIABILITY OF ELECTROSUPPLY IN INFO COMMUNICATIONAL SYSTEMS
© 2015
D.E. Dulepov, the candidate of technical sciences, the associate professor of the chair «Electrofication and automatization» T.E. Tyndina, the teacher of the chair «Info communicational technologies and communication systems» Nizhniy Novgorod state engineering-economic institute, Knyaginino (Russia)
Abstract. In the article the basic parameters of quality of electric energy (КЭ) and the norms established for them are considered. The standard establishes properly admissible and maximum permissible values of parameters. There is a description of standards of reliability and quality power energy. Requirements on reliability of electro supply of consumers are stated, first of all, in such fundamental normative document, as « Rules of an arrangement of electro installations » (PUE). As the main parameter of reliability of electro supply the category of reliability is entered. In article influence of infringements on working capacity info communicational systems is noted. Quality of the electric power influences working capacity and efficiency of functioning of the fed equipment. With reference to info communication systems it is considered as influence conductive barriers (the electromagnetic barriers extending on elements of an electric network) on the equipment. In the basic part modern systems of protection of power supplies are considered. The maximum degree of protection of electro supply systems of matrix architecture - so-called provide « power files » (PowerArray). Methods of achievement of a qualitative uninterrupted feed info communications are allocated; the special attention is given failure-safe systems. Functions of fault tolerance directly depend on operational readiness of system. Long operational readiness is estimated as probability of that the system under certain conditions will carry out full-scale the problems. Classification of modern systems of protection of power supplies on a level of availability is painted. In the conclusion that electro supply of info communications depends on quality of the electric power and reliability of electro supply is noted and it is according to the developed technical practice, the basic means of maintenance of reliability and quality of electro supply are sources of a uninterrupted feed. The best parameters of reliability of electro supply can be received, using reserved systems with architecture « a power file ».
Keywords: diesel-power plant (DEP), sources of a uninterrupted feed (UIF), pulse pressure, quality of electro supply, infringement in electro supply, telecommunication systems, a deviation of frequencies, MTBF, a power file.
УДК [62-242.3:3621.74.042]:620.178.16 ЛАЗЕРНОЕ УПРОЧНЕНИЕ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ ДИЗЕЛЕЙ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ
ИЗНОСОСТОЙКОСТИ
© 2015
С.С. Казаков, старший преподаватель кафедры «Технические и биологические системы» В.В. Гоева, доцент кафедры «Технические и биологические системы»
Нижегородский государственный инженерно-экономический институт, Княгинино (Россия)
Аннотация. Проведен анализ состояния деталей цилиндропоршневой группы судовых дизелей, выявлены основные причины отказов этих деталей. Определены наиболее изнашиваемые и ответственные детали судового дизеля, которыми являются поршневые компрессионные кольца. Действительный ресурс поршневых колец существенно ниже нормативных значений, особенно у дизелей работающих на тяжелых сортах топлива. Приведены основные методы повышения износостойкости поршневых колец дизелей. Определено, что наиболее рациональным методом увеличения ресурса поршневых колец представляется применение методов поверхностного упрочнения и повышения износостойкости трущихся поверхностей деталей. Обоснован метод лазерного термоупрочнения рабочих поверхностей поршневых колец как наиболее перспективный метод повышения износостойкости. Определено, что лазерной закалке обычно подвергают не всю поверхность трения, а отдельные ее участки. В результате образуется поверхность из последовательно чередующихся «мягких» и твердых участков зоны лазерного воздействия. Чередование мягкой основы чугуна и упрочнённой зоны на рабочей поверхности поршневых колец позволяет получить высокие антифрикционные характеристики. В работе представлены исследования лазерного упрочнения деталей ЦПГ судовых дизелей (поршневые кольца), изготавливаемых на предприятиях ОАО «РУМО» и ОАО «Метмаш». Поршневые кольца подвергали закалке при помощи лазерного комплекса «Комета-2». Представлены методика и результаты испытаний упрочненных поршневых колец, даны рекомендации по выбору режимов лазерной обработки. Износостойкость поршневых колец с лазерной обработкой исследовалась в сравнении с хромированными кольцами судовых дизелей на испытательном стенде при возвратно-поступательном движении. Установлено, что лазерная обработка поршневых колец повышает не только износостойкость, но и снижает износ серийных втулок цилиндров.
Ключевые слова: износостойкость, лазер, лазерная закалка, лазерная обработка, микротвердость, надежность, поршневое кольцо, рабочая поверхность, ресурс, судовые дизели, термоупрочнение, чугун.
Эффективное использование современного транспортного флота в значительной степени зависит от его технического состояния. К настоящему времени большинство судов находится в эксплуатации более 20 лет, поэтому объемы ремонтных работ для поддержания их работоспособности с каждым годом увеличиваются. Поскольку экономичность и безопасность работы судов как пассажирского, так и грузового флота непосредственно зависят от рабочего состояния главных и вспомогательных дизелей, то к параметрам надежности судовых энергетических установок предъявляются повышенные требования.
Опыт эксплуатации судовых дизелей показывает, что надёжность их работы, сроки проведения текущих и сред-
них ремонтов определяются параметрами технического состояния деталей цилиндропоршневой группы (ЦПГ), среди которых цилиндровая втулка (ЦВ) и поршневые кольца (ПК) наиболее ответственные и быстро изнашиваемые.
Компрессионные кольца (особенно первое) работают в наиболее тяжелых условиях (высокие температуры, давление газов, вибрации, недостаточная толщина масляной пленки и т. д.). В то же время именно от качества их работы зависит экономичная и надежная работа двигателя в целом [1,2].
Основная функция ПК - создание, совместно с поршнем, уплотнения, которое обеспечивало бы изоляцию объемов камеры сгорания и подпоршневого пространства.
Детали ЦПГ работают в экстремальных условиях вы-
