Výběr UPS

Pro správné určení záložního zdroje je třeba znát odpověď na několik otázek. Čím přesnější odpověď, tím jistěji vložíme někdy nemalé finance do optimálního produktu. Na základě odpovědí můžeme definovat požadovaný typ UPS.
Pokud nemůžete zjistit dále uvedené informace, lze užít zkrácený postup, který vychází ze zkušeností našich pracovníků získaných při dodávkách mnoha tisíc UPS v průběhu 10 roků.

NEJDŮLEŽITĚJŠÍ INFORMACE PRO ROZHODNUTÍ O VÝBĚRU UPS JSOU

  • Výkon UPS
  • Topologie UPS
  • Doba zálohování
  • Paralelní chod
  • Harmonické zkreslení
  • By-pass
  • Komunikace
  • Servis
  • Ostatní

Pokud si však kupujete UPS poprvé, nebo potřebujete složitější (výkonnější) záložní systém, potom jsou Vám k dispozici naše znalosti získané 15 – letou specializací v oboru. Velmi rádi Vám zodpovíme veškeré Vaše dotazy a pomůžeme při návrhu záložního systému nebo Vám přímo zpracujeme projekt.

VÝKON UPS

Základním parametrem pro výběr záložního systému je určení požadovaného výkonu UPS. Tento výkon P se udává ve VA (voltampérech) a je dán součinem efektivních hodnot napětí a proudu : P = U x I ; nazývá se zdánlivý výkon. Pro správné určení nominálního výkonu je třeba znát charakter zálohované zátěže, která má určující vliv na průběh dodávaného proudu.

Z TOHOTO POHLEDU ROZLIŠUJEME DVA ZÁKLADNÍ TYPY ZÁTĚŽÍ

lineární – nedochází ke zkreslení proudu, může pouze dojít k fázovému posunu mezi proudem a napětím, které mají sinusový průběh nelineární – vynucený průběh proudu nemá sinusový tvar V obou případech charakterizuje zátěž ještě tzv. účiník = power factor PF, jehož hodnoty se v praxi pohybují v rozmezí 0,5 – 1,0. Toto číslo vyjadřuje poměr mezi činným výkonem PW a zdánlivým výkonem P, PF = PW/P. Činný výkon představuje tu část, která se na reálném odporu přemění v teplo. Při použití lineární zátěže vyjadřuje power factor fázový posun mezi proudem a napětím : PF = cos Pro lineární odporovou zátěž platí cos = 1 a P = PW. Power factor je obtížné přesně spočítat a obvykle se určuje na základě měření použité zátěže.

AKUMULÁTORY JSOU DODÁVÁNY SE ŽIVOTNOSTÍ

3 – 5 roků : standardní akumulátory, užívány ve většině aplikací, hlavně u UPS do výkonu 60 kVA 5 – 8 roků : užívány ve většině aplikací pro UPS od 60 kVA 10 roků : velmi náročné aplikace více než 10 roků : speciální aplikace, jaderné elektrárny, obrana státu

Životnost akumulátorů zásadním způsobem závisí na

Pro zvýšení životnosti baterií byly řadou výrobců vyvinuty šetrné způsoby dobíjení baterií. Ty spočívají především ve skutečnosti, že je časově definováno dobíjení, které neprobíhá trvale. Tímto postupem se minimalizuje koroze kladné elektrody a sulfidace obou elektrod, která způsobuje ztrátu kapacity akumulátorů. Výrobci uvádí, že zvýšení doby životnosti akumulátorů dosahuje až 50%. Provozní teplota je dána především teplotou okolí (optimalizace je tedy především otázkou pro projekt a investora).

Jak vyplývá z uvedené tabulky, je vliv okolní teploty rozhodující : Roční průměrná teplota akumulátorů Snížení kapacity v % 20 0 25 25 30 50 35 66 40 75 45 83

Opomíjen bývá výběr společnosti realizující výměnu akumulátorů, který se často soustřeďuje jen na cenu akumulátorů. U větších systémů je však nezbytností nastavit po výměně baterií nově parametry dobíjení. Proto je nutné, aby servisní společnost byla schopna toto nové nastavení parametrů realizovat, aby i nadále byla optimalizována životnost akumulátorů.

PARALELNÍ CHOD

Paralelní chod volíme pro zajištění zvýšení výkonu záložního systému nebo pro zvýšení střední doby mezi poruchami (MTBF) (což znamená vyšší spolehlivost zálohované el.sítě). Jedná se tedy o : Paralelní výkonové zapojení – tímto způsobem lze dosáhnout celé řady cílů :

Paralelní redundance – tj. 100% navýšení výkonu záložního sytému proti potřebnému příkonu pro zálohovaná zařízení. V případě výpadku jedné UPS přebírá celou zátěž druhá, paralelní UPS. Paralelní chod je možný pro 2 až n UPS, kde n není teoreticky omezeno. Vzhledem ke skutečnosti, že každý paralelní systém má určité ztráty, je obvyklým praktickým maximálním počtem paralelně zapojených UPS 6–8 jednotek. Většina výrobců umožňuje paralelizaci jednotek o stejném výkonu. Výhodou pro uživatele je možnost paralelizace UPS o nestejném výkonu, čímž se rozšiřuje spektrum realizovatelných paralelních výkonů.

HARMONICKÉ ZKRESLENÍ

Činitel harmonického zkreslení vstupního proudu (THDI) je velmi důležitý činitel zvláště pro systém UPS – motorgenerátor. Závisí na konfiguraci vstupu UPS a částečně na napětí akumulátorů. Vysoké THDI zvyšuje zpětný vliv UPS na napájecí síť a zvyšuje se tak obsah vyšších harmonických v napájecím napětí. U běžných UPS je THDI cca 27%. Pro snížení THDI se mohou instalovat speciální 12-pulzní usměrňovače, které snižují THDI pod 10%. UPS s Delta konverzí mají THDI cca 8 – 13%, to se velmi silně zhoršuje při nižších zátěžích. Speciálně řešené UPS mají potom zkreslení pod 5%.Pro systém UPS-MTG je hodnota THDI velmi důležitá, pokud výkon motorgenerátoru není alespoň dvakrát vyšší než výkon UPS. V těchto případech je třeba použít některé z uvedených speciálních řešení s nízkou hodnotou THDI.Dalším parametrem ovlivňujícím určení parametrů systému UPS-MTG je vstupní Power Factor. Obvyklá hodnota pro velké systémy je cca 0,8 a lze dosáhnout až hodnotu 1. Pro nižší hodnoty Power Factoru je nezbytný zvýšený výkon generátoru.

BY-PASS

By-pass je velmi podstatnou funkcí všech UPS vyšších tříd. Jde v podstatě o přemostění silových obvodů UPS a napájení „přímo“ ze sítě. Do stavu by-pass se UPS přepíná v případě přetížení UPS nebo v případě poruchy UPS. Způsob připojení k síti určuje i kvalitu ochrany zálohovaného systému. Jednodušší UPS menších výkonů mají tuto funkci realizovanou na základě relátkových přepínačů a jednoduchých ochranných filtrů proti poruchám sítě. Častou závadou těchto jednoduchých systémů jsou problémy s návratem ze stavu By-pass do standardní funkce po odeznění přetížení. Špičkový by-pass je řízen vlastním procesorem, je realizován na samostatné desce elektroniky, je synchronizován se vstupní sítí a je zcela autonomním obvodem nezávislým na dalších částech UPS. Jen tak je možno zajistit zcela bezpečné přepnutí ve všech krizových případech. Jedná se o tzv. statický by-pass. Pozornost je třeba věnovat by-passu při požadavcích na izolovanou soustavu, neboť většina výrobců dodává izolační transformátor by-passu jako dosti drahé příslušenství. Vzácně je tento problém řešen již konstrukcí UPS. Při praktické realizaci je třeba počítat se skutečností, že i při topologii 3f : 1f je většinou by-pass připojen jen na jednu přívodní fázi a tato musí být příslušně dimenzována. Tedy při 8 kVA nestačí dimenzace 2,7 kVA , ale jedna fáze musí být dimenzována minimálně na 8kVA . Řešení s rozdělením by-passu na více fází je velmi vzácné, ale pro realizaci velmi výhodné. Pro servisní zásahy je u dokonalejších zdrojů k dispozici ruční by-pass.

KOMUNIKACE

Komunikace záložních systémů zajišťuje především

V případě delšího výpadku síťového napětí je potřeba mít shutdownový systém, který bezpečně zajistí řádné uložení dat, uzavření aplikací a následně vypnutí výpočetní techniky. Síťový shutdownový systém umožňuje vykonat tyto kroky ve správném pořadí tak, aby byl proveden regulérní shutdown na všech serverech, které jsou napájeny ze záložního zdroje. Důležitou, ne příliš často nabízenou možností je i schopnost zahájit „rebootování“ systému teprve v okamžiku, kdy je záložní systém připraven (po nabití akumulátorů) k plné době zálohování.
SNMP Shutdown a monitorovací software Pokud není možná komunikace po sériové lince mezi záložním zdrojem a serverem, pak je nutné použít SNMP adaptér využívající síťové komunikace tak, aby mohlo být provedeno monitorování záložního zdroje a regulérní shutdown serveru. Tato komunikace probíhá na základě

SNMP protokolu (Simple Network Management Protocol). Analytický software poskytující výsledky testování parametrů záložních zdrojů. Tento software zajišťuje v případě varovných výsledků prováděných testů záložním zdrojem včasné varování popř. provedení varovného shutdownu tak, aby nedošlo ke ztrátě dat. Všechny záložní zdroje, které napájí všechny kritické aplikace, mohou být monitorovány 24 hod. denně tak, aby v případě problémů s napájením mohly podat varovné hlášení. U některých špičkových zdrojů je současně možné, aby byla dálkově provedena i servisní nastavení záložního zdroje, která zabezpečí jeho další bezpečnou funkci.

+420 733 313 311