3 Úkoly pro nástroje pro měření výkonu v moderních UPS

Účelem nepřerušitelných zdrojů napájení (UPS) je chránit kritická zařízení během velkého výpadku napájení pomocí záložní baterie. Funkce měření spotřeby energie je přitom pouze jednou z mnoha dostupných v moderních UPS podnikové třídy.

Proč si zaslouží samostatný článek? Pojďme se na to podívat – a zjistit, kolika nouzovým situacím lze předejít neustálým měřením spotřeby energie každé zásuvky UPS.

Výsledky měření: na obrazovce, v místní síti a v cloudu

Nejprve si ujasněme, jak mohou uživatelé – a v organizacích je to provozní technik nebo správce systému – číst údaje o zátěži na výstupech UPS.

Zdroj může tyto hodnoty zobrazit uživateli třemi způsoby: zobrazit je na vestavěném monitoru (všechny UPS podnikové třídy jsou vybaveny malými servisními monitory), přenést je po místní síti nebo je zobrazit na speciálním webové stránky výrobce UPS. To druhé se nazývá cloud monitoring.

První metoda se používá poměrně zřídka - s výjimkou počátečního připojení zátěže k UPS: připojili jsme počítač, tiskárnu, síťové zařízení atd., podívali se na monitor - pokud je spotřeba energie normální, šli jsme naše podnikání.

Na obrázku: příklad obrazovek vzdáleného monitorování UPS na stolních a mobilních zařízeních.

Úkol sledování spotřeby energie zátěže navíc přechází na speciální software (software), který automaticky hlásí kritické události napájení prostřednictvím e-mailu, SMS nebo push zpráv. Za tímto účelem je UPS vybavena síťovou kartou a je připojena k místní síti podniku.

Příkladem takového softwaru je Intelligent Power Manager společnosti Eaton. Mimochodem, téměř všichni výrobci UPS mají softwarové nástroje pro vzdálené sledování spotřeby energie a takový software je na trhu dostupný již více než deset let.

Mezi nové produkty, které pandemie v roce 2020 přinesla, patří cloudové sledování spotřeby energie a stavu všech UPS v podnikové síti.

Myšlenka je jednoduchá: vzdálený správce systému nemůže chodit po zařízení a kontrolovat monitory UPS – a často ani nemůže přijít do své kanceláře, pokud to není nezbytně nutné. Ale pomocí technologie internetu věcí (IoT) je možné zobrazit naměřené hodnoty UPS na speciální webové stránce, kde může správce systému kdykoli sledovat z počítače nebo chytrého telefonu (nebo si tyto informace zobrazit prostřednictvím mobilní aplikace).

Cloudový monitorovací software může kromě zobrazování hodnot z UPS, teplotních senzorů a dalších „chytrých“ zařízení odesílat nouzové zprávy o poruchách a nehodách a také zobrazovat pokročilé analýzy dat — o stavu baterie všech UPS, celkové spotřebě energie, síťové napětí, teplota uvnitř UPS a kancelářských prostor atd.

Cloudové monitorování v současnosti poskytují pouze přední výrobci UPS podnikové třídy – například Eaton PredictPulse a APC SmartConnect od Schneider Electric.

Nyní pojďme přímo k úlohám, které se řeší průběžným měřením spotřeby energie zátěží UPS.

Úkol číslo 1: vypočítejte dobu záložního napájení

Pokud jezdíte autem, pravděpodobně znáte takový parametr na palubní desce, jako je odhadovaná vzdálenost, kterou lze ujet se zbývajícím palivem v nádrži. Někdy jsou tato čísla kritická — například pokud se potřebujete dostat k čerpací stanici v oblasti s malým počtem čerpacích stanic.

Podobný úkol plní funkce měření spotřeby energie UPS — sumarizuje zátěž na každé zásuvce a říká uživateli, jak dlouho může počítač připojený k UPS nebo například lékařské či průmyslové zařízení fungovat na baterie v případě přerušení externího napájení. Tento výpočet bude navíc proveden co nejpřesněji na základě aktuální úrovně nabití baterie UPS.

Provozní doba bateriového UPS přímo závisí na spotřebě energie zátěže. Obecně platí, že když se zátěž sníží na polovinu, provozní doba se ztrojnásobí.

Mnoho UPS podnikové třídy umožňuje k zařízení připojit další bateriové moduly, ale je zde důležitá funkce: přidání baterií do UPS může prodloužit dobu zátěže baterie, ale nezvýší jmenovitý výkon UPS – je nastavit podle charakteristik elektroniky po blocích, ne podle kapacity baterie.

Na obrázku je příklad obrazovek UPS (zde: Eaton 5PX) s indikací výkonu zátěže, úrovně baterie a výběru výstupního segmentu.

Nejčastěji používané baterie v UPS jsou VRLA (Valve Regulated Lead Acid) baterie, známé také jako údržbové. Výrobci doporučují volit výkon UPS pro zátěž tak, aby byla nabitá z hlediska výkonu maximálně na 75 %.

Baterie časem stárnou a ztrácejí kapacitu a cloudové monitorování (např. monitorování přes místní síť) umožňuje včas zaznamenat, že kapacita baterie klesla na nepřijatelně nízkou úroveň. Monitorovací software automaticky sleduje tyto incidenty a předem upozorní, když se blíží čas výměny baterie.

To je důležité pro napájení serverů, kde ladné vypnutí všech programů vyžaduje alespoň několik minut. Pokud je baterie stará, UPS se vypne před dokončením programů a může dojít ke ztrátě cenných dat.

Moderní modely UPS podnikové třídy, například Eaton 5P / 5PX, umožňují správci nejen sledovat úroveň spotřeby energie v UPS, ale také řídit zátěž v bateriovém napájení ze sítě, vypnuté hlavně pro ne - základní vybavení.

Úkol 2: Identifikujte přetíženou a nedostatečnou UPS

Druhým úkolem měření spotřeby energie je zabránit situaci, kdy jsou některé UPS přetíženy, zatímco jiné zůstávají nevytížené. Přetížení UPS je obvykle způsobeno dvěma důvody:

1) pro ochranu napájení zátěže je zvolena UPS s nedostatečným jmenovitým výkonem (např. zátěž v rozsahu 700-1100 V·A je připojena k 1000 V UPS·A tak, aby jmenovitý výkon byl periodicky překračováno);

2) nekvalifikovaný personál připojil k UPS více zařízení, než bylo původně spočítáno (možný případ - uklízeč zapojil výkonný profesionální vysavač do nejbližší zásuvky, kterou viděl vedle sebe, a tato zásuvka byla z UPS).

V případě přetížení se UPS podnikové třídy snaží maximalizovat výkon chráněného zařízení a vysílá signál alarmu přes síť do mobilního zařízení správce systému.

Kromě toho, protože chráněné zařízení spotřebovává více energie, než pro které je UPS navržena, přenáší UPS zátěž přímo do sítě prostřednictvím adaptéru zvaného „bypass“.

Potom, v závislosti na logice v UPS, může bypass chvíli zůstat zapnutý a čekat, až se zátěž normalizuje. Pokud se tak nestane a přetížení bude pokračovat, UPS se úplně vypne a vypne zátěž.

Obrázek ukazuje instalaci provozního režimu UPS ručně, přes servisní monitor zdroje

Úkolem správce je neustále monitorovat situaci v podniku ohledně možného přetížení některých UPS prostřednictvím vzdáleného monitorování.Pokud se zátěž na některé UPS blíží doporučenému maximu, pak administrátor sepíše žádost o nákup a instalaci UPS vyššího výkonu nebo přerozdělí zátěž na jinou, méně zatíženou UPS, přičemž mezi pracovníky vede vysvětlující práce.

Úkol číslo 3: Pozorování zkratu nebo přerušení obvodu v zátěži

UPS se zpravidla používá k ochraně napájení elektronických zařízení, která mají vlastní napájení. Někdy v napájecích zdrojích takových zařízení (servery, routery, tiskárny atd.) dochází k poruše a zkratu.

V tomto případě UPS takovou zátěž okamžitě vypne a vydá alarm, a to jak lokálně se zvukovým signálem, tak jako zprávu přes místní síť nebo na monitorovací místo v cloudu. Když je přijat alarm, provedou se akce k odstranění alarmu.

Dalším případem je vzhled otevřeného obvodu v napájení zátěže. V tomto případě UPS nevyvolá alarm, ale správce může tuto situaci vidět na grafech zatížení UPS v cloudu (nebo prostřednictvím monitorovacího softwaru v místní síti) a také přijmout opatření k výměně poškozeného napájecího zdroje zátěže.

Vzhledem k tomu, že kromě IT zařízení se UPS používají k zálohování napájení pro lékařská a průmyslová zařízení, je sledování zkratů a otevřených obvodů v zátěži důležité nejen pro zachování chodu softwaru a bezpečnosti počítačových dat, ale také pro zdraví lidí nebo bezproblémové provádění výrobních procesů. …

Závěr

Díky vzdálenému monitorování (cloud nebo místní síť) má měření spotřeby energie ve výstupních skupinách UPS velký praktický význam, což umožňuje včas reagovat na nouzové situace a také rovnoměrně přerozdělovat zátěž mezi UPS tak, aby bylo možné dosáhnout nejdelší životnost baterie a zvýšení spolehlivosti napájení kritických zařízení...

Použití UPS podnikové třídy s vysokou účinností (například -99% účinnost, jako u výše zmíněného Eaton 5PX) a pokročilými servisními funkcemi: software pro vzdálený / cloudový monitoring, možnost připojení dalších baterií, automatický výpočet zbývající doba nabíjení z baterií , dostupnost tříúrovňového softwarového nabíjení baterií, které prodlužuje životnost baterie až o 50 % a informování personálu o době výměny baterie — umožňuje nejúčinněji chránit počítač, lékařské a průmyslová zařízení ve společnostech jakékoli velikosti a odvětví.