3 Úlohy pre nástroje na meranie výkonu v modernom UPS

Účelom neprerušiteľných zdrojov napájania (UPS) je chrániť kritické zariadenia počas veľkého výpadku napájania pomocou záložnej batérie. Funkcia merania spotreby energie je zároveň len jednou z mnohých dostupných v moderných UPS podnikovej triedy.

Prečo si to zaslúži samostatný článok? Poďme sa na to pozrieť — a zistiť, koľkým núdzovým situáciám sa dá predísť neustálym meraním spotreby energie každej zásuvky UPS.

Výsledky merania: na obrazovke, v lokálnej sieti a v cloude

Najprv si objasnime, ako môžu používatelia – a v organizáciách, je to prevádzkový inžinier alebo správca systému – čítať údaje o záťaži na výstupoch UPS.

Zdroj môže tieto hodnoty zobraziť používateľovi tromi spôsobmi: zobraziť ich na vstavanom monitore (všetky UPS podnikovej triedy sú vybavené malými servisnými monitormi), preniesť ich cez lokálnu sieť alebo zobraziť na špeciálnom webovej stránke výrobcu UPS. To druhé sa nazýva cloud monitoring.

Prvá metóda sa používa pomerne zriedkavo - s výnimkou počiatočného pripojenia záťaže k UPS: pripojili sme počítač, tlačiareň, sieťové zariadenie atď., Pozreli sme sa na monitor - ak je spotreba energie normálna, prešli sme naše podnikanie.

Na obrázku: príklad obrazoviek vzdialeného monitorovania UPS na stolných a mobilných zariadeniach.

Úloha monitorovania spotreby energie záťaže navyše prechádza na špeciálny softvér (softvér), ktorý automaticky hlási kritické udalosti napájania prostredníctvom e-mailu, SMS alebo push správ. Na tento účel je UPS vybavený sieťovou kartou a je pripojený k lokálnej sieti podniku.

Príkladom takéhoto softvéru je Intelligent Power Manager od spoločnosti Eaton. Mimochodom, takmer všetci výrobcovia UPS majú softvérové ​​nástroje na vzdialené monitorovanie spotreby energie a takýto softvér je na trhu dostupný už viac ako desaťročie.

Medzi novinky, ktoré pandémia priniesla v roku 2020, patrí cloudové monitorovanie spotreby energie a stavu všetkých UPS v podnikovej sieti.

Myšlienka je jednoduchá: vzdialený správca systému nemôže chodiť po zariadení a kontrolovať monitory UPS – a často ani nemôže prísť do svojej kancelárie, pokiaľ to nie je absolútne nevyhnutné. Ale pomocou technológie internetu vecí (IoT) je možné zobraziť namerané hodnoty UPS na špeciálnej webovej stránke, kde môže správca systému kedykoľvek sledovať z počítača alebo smartfónu (prípadne zobraziť tieto informácie prostredníctvom mobilnej aplikácie).

Cloudový monitorovací softvér môže okrem zobrazovania údajov z UPS, teplotných senzorov a iných „inteligentných“ zariadení odosielať núdzové správy o poruchách a nehodách, ako aj zobrazovať pokročilú analýzu údajov – o stave batérie všetkých UPS, celkovej spotrebe energie, sieťové napätie, teplota vo vnútri UPS a kancelárskych priestorov atď.

Cloudové monitorovanie v súčasnosti poskytujú iba poprední výrobcovia UPS podnikovej triedy – napríklad Eaton PredictPulse a APC SmartConnect od Schneider Electric.

Teraz prejdime priamo k úlohám, ktoré sa riešia priebežným meraním spotreby energie záťaží UPS.

Úloha číslo 1: vypočítajte čas záložného napájania

Ak jazdíte autom, určite poznáte aj taký parameter na palubnej doske, ako je odhadovaná vzdialenosť, ktorú je možné prejsť so zvyšným palivom v nádrži. Niekedy sú tieto čísla kritické – napríklad ak sa potrebujete dostať k čerpacej stanici v oblasti s malým počtom čerpacích staníc.

Podobnú úlohu plní aj funkcia merania spotreby energie UPS — sumarizuje záťaž na každej zásuvke a informuje používateľa, ako dlho môže počítač pripojený k UPS alebo napríklad lekárske či priemyselné zariadenie fungovať na batériu v prípade prerušenie externého napájania. Okrem toho sa tento výpočet vykoná čo najpresnejšie na základe aktuálnej úrovne nabitia batérie UPS.

Prevádzková doba batériového UPS priamo závisí od spotreby energie záťaže. Vo všeobecnosti platí, že keď sa záťaž zníži na polovicu, prevádzková doba sa strojnásobí.

Mnoho UPS podnikovej triedy vám umožňuje pripojiť k zariadeniu ďalšie batériové moduly, ale je tu dôležitá vlastnosť: pridanie batérií do UPS môže predĺžiť trvanie záťaže batérie, ale nezvýši menovitý výkon UPS - je nastaviť podľa charakteristík elektroniky po blokoch, nie podľa kapacity batérie.

Na obrázku je príklad obrazoviek UPS (tu: Eaton 5PX) s indikáciou výkonu záťaže, úrovne batérie a výberu výstupného segmentu.

Najčastejšie používané batérie v UPS sú VRLA (Valve Regulated Lead Acid) batérie, známe aj ako údržbové. Výrobcovia odporúčajú zvoliť výkon UPS pre záťaž tak, aby bola nabitá z hľadiska výkonu nie viac ako 75%.

Batérie časom starnú a strácajú kapacitu a cloudové monitorovanie (napríklad monitorovanie cez lokálnu sieť) vám umožňuje včas spozorovať, že kapacita batérie klesla na neprijateľne nízku úroveň. Monitorovací softvér automaticky sleduje takéto incidenty a vopred informuje, keď sa blíži čas výmeny batérie.

To je dôležité pre napájanie serverov, kde elegantné vypnutie všetkých programov vyžaduje aspoň niekoľko minút. Ak je batéria stará, UPS sa vypne pred dokončením programov a môže dôjsť k strate cenných údajov.

Moderné modely UPS podnikovej triedy, napríklad Eaton 5P / 5PX, umožňujú správcovi nielen sledovať úroveň spotreby energie v UPS, ale aj riadiť záťaž v batériovom napájaní zo siete, vypnuté hlavne pre ne - nevyhnutná výbava.

Úloha 2: Identifikujte preťažený a nedostatočne zaťažený UPS

Druhou úlohou merania spotreby energie je zabrániť situácii, keď sú niektoré UPS preťažené, zatiaľ čo iné zostávajú nevyťažené. Preťaženie UPS je zvyčajne spôsobené dvoma dôvodmi:

1) na ochranu napájania záťaže sa zvolí UPS s nedostatočným menovitým výkonom (napríklad záťaž v rozsahu 700-1100 V·A sa pripojí k 1000 V UPS·A tak, aby bol menovitý výkon pravidelne prekračované);

2) nekvalifikovaný personál pripojil k UPS viac zariadení, ako bolo pôvodne vypočítané (možný prípad - upratovač zapojil výkonný profesionálny vysávač do najbližšej zásuvky, ktorú videl vedľa seba a táto zásuvka bola z UPS).

V prípade preťaženia sa UPS podnikovej triedy snaží maximalizovať výkon chráneného zariadenia a posiela po sieti signál alarmu do mobilného zariadenia správcu systému.

Navyše, keďže chránené zariadenie odoberá viac energie, než na aké je UPS skonštruované, UPS prenáša záťaž priamo do siete cez adaptér nazývaný «bypass».

Potom, v závislosti od logiky v UPS, môže bypass chvíľu zostať zapnutý a čakať na normalizáciu záťaže. Ak sa tak nestane a preťaženie bude pokračovať, UPS sa úplne vypne a vypne záťaž.

Obrázok ukazuje inštaláciu režimu prevádzky UPS manuálne, cez servisný monitor zdroja

Úlohou správcu je neustále monitorovať situáciu v podniku ohľadom možného preťaženia niektorých UPS prostredníctvom vzdialeného monitorovania.Ak sa záťaž na niektorom UPS blíži k odporúčanému maximu, potom správca vypíše žiadosť o nákup a inštaláciu UPS s vyšším výkonom alebo prerozdelí záťaž na iný, menej zaťažený UPS, pričom medzi pracovníkmi vykoná vysvetľujúcu prácu.

Úloha číslo 3: Pozorovanie skratu alebo prerušenia obvodu v záťaži

Spravidla sa UPS používa na ochranu napájania elektronických zariadení, ktoré majú vlastný zdroj napájania. Niekedy v napájacích zdrojoch takýchto zariadení (servery, smerovače, tlačiarne atď.) dochádza k poruche a skratu.

V takom prípade UPS okamžite vypne takúto záťaž a vydá alarm, a to lokálne so zvukovým signálom aj ako správu cez lokálnu sieť alebo na monitorovacie miesto v cloude. Po prijatí alarmu sa vykonajú opatrenia na odstránenie alarmu.

Ďalším prípadom je vzhľad otvoreného okruhu v napájacom zdroji. V tomto prípade UPS nespustí alarm, ale správca môže túto situáciu vidieť na diagramoch zaťaženia UPS v cloude (alebo prostredníctvom monitorovacieho softvéru cez lokálnu sieť) a tiež prijať opatrenia na výmenu poškodeného napájacieho zdroja záťaže.

Vzhľadom na to, že okrem IT zariadení sa UPS používajú aj na zálohovanie elektrickej energie pre medicínske a priemyselné zariadenia, monitorovanie skratov a otvorených obvodov v záťaži je dôležité nielen pre udržanie chodu softvéru a bezpečnosti počítačových dát, ale aj pre zdravie ľudí či bezproblémovú realizáciu výrobných procesov. …

Záver

Vďaka vzdialenému monitorovaniu (cloud alebo lokálna sieť) má meranie spotreby energie vo výstupných skupinách UPS veľký praktický význam, čo umožňuje včas reagovať na núdzové situácie, ako aj rovnomerne prerozdeľovať záťaž medzi UPS tak, aby najdlhšia životnosť batérie a zvýšená spoľahlivosť napájania kritických zariadení...

Použitie UPS podnikovej triedy s vysokou účinnosťou (napríklad -99% účinnosť, ako v spomínanom Eaton 5PX) a pokročilými servisnými funkciami: softvér na vzdialené / cloudové monitorovanie, možnosť pripojenia ďalších batérií, automatický výpočet zostávajúceho doba nabíjania z batérií, dostupnosť trojstupňového softvérového nabíjania batérií, ktoré predlžuje životnosť batérie až o 50% a informovanie personálu o čase výmeny batérie — umožňuje najefektívnejšie chrániť počítač, lekárske a priemyselné zariadenia v spoločnostiach akejkoľvek veľkosti a odvetvia.