• Google+
  • FaceBook
  • YouTube
  • en
  • pl

Zasilacze UPS

Zasilacz UPS z angielskiego Uninterruptible Power Supply służy do nieprzerwanego zasilania odbiorników. W serwerowniach i Data Center korzysta się z zasilaczy UPS typu online, które jako jedyne mogą zagwarantować ciągłość zasilania dla czułych urządzeń IT. Zasilacze typu online odseparowują wejście UPSa od jego wyjścia, działając na zasadzie podwójnego przetwarzania – z napięcia zmiennego na stałe i później ze stałego w zmienne, co obrazuje poniższy schemat:

ups

 

Po co się stosuje zasilacze UPS?

Zasilacze stosuje się do odbiorników, które chcemy chronić przed zanikiem zasilania. W głównej mierze są to komputery, serwery, centrale telefoniczne, centrale alarmowe, pompy, klimatyzatory i wiele, wiele innych.
Jeśli konieczne jest zabezpieczenie odbiorów przed długotrwałymi zanikami zwykle łączy się zasilacze UPS wraz z agregatami prądotwórczymi w kompleksowe systemy.

 

Główne parametry, na jakie należy zwrócić uwagę.

Wymagania w stosunku do nowoczesnych systemów zasilania rosną w tempie zbliżonym do wymagań systemów informatycznych. O wyborze zasilacza UPS decydują parametry i cechy które, jeszcze do niedawna brane były pod uwagę jedynie przez wąskie grono specjalistów.
Dzisiaj to one stanowią podstawowe kryteria.

  • Moc zasilacza – ważne jest, aby odpowiednio dobrać moc zasilacza, UPS nie powinien być przeciążony, ponieważ wtedy nie może spełniać swojej funkcji, ale nie powinien być również niedociążony. Powoduje to pogorszenie jego parametrów.
  • Możliwość równoległego połączenia urządzeń UPS, co pozwala praktycznie na dowolną rozbudowę systemu pod względem mocy jak i redundancji.
  • Czas podtrzymania – w zależności od zasilanych urządzeń, parametrów zewnętrznych (częstości i długości zaników), norm i innych dobiera się czas podtrzymania dla zasilacza. Czas podtrzymania jest parametrem jaki zwykle dobiera się dla 100% obciążenia zasilacza i stanowi czas jaki UPS może pracować z baterii bez zasilania miejskiego.
  • Sprawność – parametr który decyduje o ilości wydzielanego przez urządzenie ciepła, a także o koszcie jego eksploatacji. Koszt energii stanowi ukryty i płacony w ratach składnik ceny urządzenia. Kilkuprocentowa różnica w sprawności urządzeń może generować oszczędności od kilku do kilkunastu tysięcy złotych miesięcznie. Od sprawności tj. od ilości wydzielanego ciepła w bardzo dużej mierze zależy trwałość urządzenia i średni czas między awariami.
  • Wejściowy współczynnik mocy (input power factor), który określa charakter obciążenia wnoszonego do sieci przez zasilacz i ma wpływ na wielkość współczynnika dopasowania mocy do zastosowanego w systemie generatora prądotwórczego, co ma decydujący wpływ na koszt zestawu i jego eksploatacji.
  • Parametry dynamiczne, a konkretnie czas i wielkość odkształcenia napięcia wyjściowego podawana w procentach w przypadku skokowej zmiany obciążenia od 0 do 100%. Czas odpowiedzi dynamicznej jest parametrem wstydliwie pomijanym przez wielu producentów.

 

Modułowe zasilacze UPS a systemy ‘stand-alone’

Można obecnie wyróżnić dwa podstawowe typy systemów UPS – systemy typu ‘stand alone’ i systemy modułowe (modułowy zasilacz UPS).
Systemy typu ‘stand alone’ są znane i użytkowane od wielu lat. Są to pojedyncze wolnostojące jednostki – ‘jeden blok’ to jeden zasilacz UPS. Istnieje też możliwość ich równoległej pracy, co daje opcję zwiększenia mocy lub nadmiarowości systemu.
W dążeniu do skrócenia czasu naprawy sprzętu, zwiększenia elastyczności i niezawodności opracowano koncepcja systemów modułowych. Narodziła się ona ok 2000 roku a ich prekursorem był nasz partner – Szwajcarska firma Newave(obecnie grupa ABB), która jako pierwsza wprowadziła te produkty do masowej produkcji.
Prawdziwe systemy modułowe są systemami pozbawionymi pojedynczych punktów awarii, każdy z modułów jest samodzielnym autonomicznym zasilaczem UPS posiadającym swój booster, prostownik i falownik oraz układ sterowania i wyświetlacz LCD. Systemy umieszczone są w szafie UPS posiadającej gniazda żeńskie (a moduły posiadają wtyczki męskie). Wymiana modułów podczas przeglądów lub awarii opiera się na zasadzie „HOT SWAP”.
Wielu producentów prezentuje niby-modułowe systemy, które zawierają pewne zalety zasilacza modułowego natomiast nie oferują pełnej eliminacji pojedynczych punktów awarii.
Najnowocześniejsze systemy modułowe zbudowane są na zasadzie zdecentralizowanej, czyli z dynamicznym układem master/slave. W przypadku awarii modułu nadrzędnego (master) kolejna jednostka w trybie bezprzerwowym przejmuje funkcje zarządzania.

 

Plusy systemu modułowego:

  • ogromna elastyczność,
  • łatwe serwisowanie,
  • redundancja,
  • krótkie czasy naprawy nie osiągalne dla systemów stand alone,
  • duże możliwości rozbudowy (‘pay as you grow’),
  • bardzo duży współczynnik mocy na metr kwadratowy,
  • duża kompaktowość, niewielkie masa.

 

Systemy modułowe stosuje się w niewielkich i średniej wielkości serwerowniach. Przy bardzo dużych mocach systemy modułowe przestają mieć sens z uwagi na rachunek prawdopodobieństwa odnoszący się do awarii. Maksymalna moc modułów dostępnych na rynku to 100kVA. Przy większych mocach (ok. 3MVA) konieczne zastosowanie jest dużej ilości modułów (autonomicznych zasilaczy UPS), co zwiększa prawdopodobieństwo ich awarii oraz zwiększa ogólny koszt ich eksploatacji. W takich wypadkach zalety systemów modułowych przestają przeważać nad minusami z zastosowania dużej ilości autonomicznych jednostek w systemie i dużo większy sens ma zastosowanie jednostek stand-alone większej mocy w pracy równoległej.