Najczęściej stosowanymi i jednocześnie najważniejszymi urządzeniami odpowiedzialnymi za bezpieczne zasilanie systemów teleinformatycznych są bez wątpienia zasilacze bezprzerwowe (popularne UPS-y), wyposażone w zasobniki energii, które w sytuacji wystąpienia przerwy w zasilaniu są w stanie przejąć obciążenie w sposób niezauważalny dla odbiorników. Nie należy jednak zapominać o innych urządzeniach, których zastosowanie również w znaczący sposób przyczynia się do zwiększenia bezpieczeństwa zasilania i, tym samym, zapewnienia dostępności systemu teleinformatycznego.

Do tej drugiej grupy bez wątpienia zaliczają się przełączniki dające możliwość przełączania zasilania pomiędzy źródłami oraz filtry aktywne (pozwalające na poprawę jakości zasilania poprzez obniżenie poziomu zakłóceń). Ze względu na rodzaj budowy rozróżnia się przełączniki statyczne, których głównym elementem łączeniowym są półprzewodnikowe elementy mocy (np. tyrystory, tranzystory mocy) i elektromechaniczne gdzie człon wykonawczy jest łącznikiem mechanicznym.

Zobacz również:

• AI ma duży apetyt na prąd. Google znalazł na to sposób

Zasilanie podstawowe i rezerwowe

Ze względu na ogromne znaczenie systemów teleinformatycznych dla współczesnego świata wzrastają wymagania dotyczące ich dostępności i niezawodności. Aby nim sprostać do zasilania takich obiektów jak centra przetwarzania danych czy serwerownie stosuje się dwa źródła zasilania tj. podstawowe i awaryjne. Zasilanie podstawowe (ang. normal power supply), stanowi źródło zasilania funkcjonujące w tzw. układzie normalnym (podstawowym), w sytuacji kiedy wszystkie elementy układu zasilania danego obiektu działają prawidłowo. Zasadniczo zasilanie podstawowe jest zawsze realizowane poprzez przyłącze będące częścią elektroenergetycznej sieci dystrybucyjnej, którego niezawodność często zwiększa się poprzez budowę dodatkowej linii zasilającej tzw. przyłącze rezerwowe. Źródło zasilania podstawowego musi oczywiście być w stanie dostarczyć pełną moc szczytową, której wartość wynika z mocy wszystkich zainstalowanych odbiorów w danym obiekcie. Zasilanie awaryjne (ang. standby power supply) definiuje się jako układ obejmujący lokalne źródło energii (niezależne od sieci elektroenergetycznej) pozostające w stanie gotowości do pracy, zdolne przejąć obciążenie w razie wystąpienia przerwy w dostawie energii elektrycznej za pośrednictwem przyłącza elektroenergetycznego. Najczęściej stosowanym alternatywnym źródłem zasilania rezerwowego jest agregat prądotwórczy czyli zespół składający się zwykle z silnika Diesla i prądnicy samowzbudnej (rzadziej obcowzbudnej), chodź są stosowane również inne rozwiązania takie jak np. ogniwa paliwowe, czy systemy wykorzystujące kinetyczne zasobniki energii. W związku z faktem, iż okres rozruchu agregatora prądotwórczego wynosi co najmniej kilka sekund, to nie do uniknięcia jest przerwa zasilania, która jest „odczuwalna” przez urządzenia odbiorcze. Z tego powodu w celu zapewnienia ciągłości napięcia konieczne jest stosowanie również zasilaczy UPS. Aby współpraca agregatu prądotwórczego z zasilaczami bezprzerwowymi odbywała się bez problemów jego znamionowa moc pozorna powinna być ok. półtora do dwóch razy większa niż moc UPS.

Elektromechaniczne przełączniki zasilania ATS

Urządzeniami odpowiedzialnymi za dokonywanie przełączeń zasilania pomiędzy źródłem podstawowym a awaryjnym są najczęściej elektromechaniczne przełączniki źródeł zasilania (ang. automatic transfer switch). Elektromechaniczne przełączniki źródeł zasilania o mocy do 10 kVA są najczęściej budowane w oparciu o styczniki z napędem elektromagnetycznym, a te wyższych mocy o specjalistyczne łączniki. Elektromechaniczne przełączniki zasilania, oprócz członu łączeniowego są zwykle wyposażone w detektory napięcia dla poszczególnych torów zasilania oraz układ sterujący. Całkowity minimalny czas przełączenia wraz z detekcją zasilania przełącznika elektromechanicznego wynosi od 10 do 20 milisekund. W związku z różnymi wymaganiami i warunkami panującymi w instalacji elektrycznej proces przełączania jest realizowany w różny sposób. Generalnie można wyróżnić trzy różne tryby dokonywania przełączeń źródeł zasilania. Najprostszym i za razem najmniej problematycznym sposobem jest przełączanie binarne (dwupołożeniowe), kolejnym jest przełączanie ze zwłoką czasową, oraz przełączanie z tzw. „przejściem zamkniętym”. W pierwszym trybie występuje okres przerwy tzn. wszystkie zestyki przełącznika są celowo utrzymywane w stanie otwartym przez określony czas. W drugim wariancie zestyki przełącznika są (odwrotnie niż w poprzednim przypadku) przez pewien czas w położeniu zamkniętym zarówno dla toru podstawowego jak i rezerwowego. Wariant przełączania ze stanem zamkniętym może być stosowany jedynie w specyficznych sytuacjach tzn. gdy oba źródła są ze sobą synchronizowane, a ich parametry wyjściowe (napięcie, częstotliwość) są takie same. Przy zastosowaniu wariantów zwłocznego i z „przejściem zamkniętym” przełącznik musi posiadać dwa niezależne napędy. Najwięcej trudności i problemów w trakcie procesów łączeniowych występuje w przypadku odbiorników w skład których wchodzą silniki elektryczne np. układy wentylacji, klimatyzacji, windy. Spowodowane jest to faktem, że uruchamianie tego typu odbiorników ze względu na występujące prądy rozruchowe o znacznie większej wartości od tych znamionowych wymaga odpowiedniego skoordynowania procesów łączeniowych. W przypadku tego typu obciążeń najczęściej stosuje się tryb przełączania ze zwłoką. Każdy proces przełączania obciążenia związany jest z występowaniem stanu nieustalonego w danym obwodzie, co może być przyczyną powstawania zakłóceń np. przepięć. Największe zaburzenia występują jednak zwykle nie w sytuacji zaniku napięcia zasilania podstawowego, lecz w momencie jego powrotu, gdyż w tej sytuacji napięcie występuje w obu torach zasilania, które zwykle nie są ze sobą zsynchronizowane co pociąga za sobą możliwość powstania zakłóceń o wysokich amplitudach. Żywotność oraz wytrzymałość przełączników elektromechanicznych zależy głównie od ilości przeprowadzonych operacji łączeniowych i od łącznika mechanicznego. Większość dostępnych na rynku przełączników ATS posiada funkcje monitoringu i umożliwia, także zdalne włączanie i wyłączanie.