Informacje ogólne

Systemy informatyczne wyposażone w serwery z bazami danych i stacje robocze łączące się do serwera są bardzo czułe na nagłe zaniki zasilania. Bazy danych w systemach RAID aby zapewnić szybki dostęp do danych nie dość, że posiadają wiele dysków to dane te są też przechowywane w pamięci operacyjnej serwera. Zawartość pamięci operacyjnej znika wraz z zanikiem zasilania. Jeżeli taki serwer nie posiada zasilania awaryjnego w postaci UPS’a to nagły zanik zasilania najczęściej doprowadza do błędów w bazie danych a czasem nawet do uszkodzenia całej bazy danych. Dzieje się tak dlatego, że serwer przy zaniku zasilania nie zdąży zapisać na dyski danych z pamięci opreacyjnej. Aby serwer z bazą danych mógł pracować bezpiecznie należy zabezpieczyć jego zasilanie poprzez zasilacz awaryjny UPS.

Dwa systemy zasilania awaryjnego

UPS offline (line-interactive lub standby)

• 💡 Zasady działania
  • - W normalnych warunkach urządzenia są zasilane bezpośrednio z sieci (lub przez bypass).
  • - Falownik (inwerter) jest wyłączony i włączany dopiero w momencie zaniku lub spadku napięcia sieciowego.
  • - Gdy następuje przerwa w zasilaniu, UPS przełącza się na zasilanie z baterii i uruchamia falownik, który generuje napięcie wyjściowe.
  • - To przełączenie trwa zwykle od kilku do kilkunastu milisekund (typowo 4-10 ms).
• 💡 Zalety UPS offline
  • - Prosta i tańsza konstrukcja.
  • - Mniejsze straty energii (falownik nie pracuje cały czas).
  • - Mniejsze koszty eksploatacji.
• 💡 Wady UPS offline
  • - Krótkie przerwy w zasilaniu podczas przełączania na baterię (mogą powodować problemy z niektórymi wrażliwymi urządzeniami).
  • - Mniej stabilne napięcie wyjściowe (wrażliwe na zakłócenia i wahania sieci).
  • - Mniej zaawansowana ochrona przed przepięciami i harmonicznymi.

UPS online (double conversion)

• 💡 Zasady działania
  • - UPS online cały czas pracuje w trybie podwójnej konwersji: sieć AC → prostownik → bateria/DC → falownik → wyjście AC
  • - Falownik generuje napięcie wyjściowe ciągle, niezależnie od stanu sieci.
  • - W przypadku zaniku zasilania sieciowego, UPS nie musi się przełączać — falownik dalej generuje napięcie z baterii bez żadnej przerwy.
  • - Dzięki temu na wyjściu UPS online mamy ciągłe, stabilne i czyste napięcie.
• 💡 Zalety UPS online
  • - Brak przerw w zasilaniu, przełączanie na sieć lub akumulatory nie wpływa na zasilanie.
  • - Bardzo stabilne i czyste napięcie wyjściowe (idealne dla wrażliwego sprzętu IT, medycznego, przemysłowego).
  • - Ochrona przed zakłóceniami, przepięciami, spadkami i harmonicznymi.
  • - Możliwość pracy z różnymi typami obciążeń (np. silniki, serwery).
• 💡 Wady UPS online
  • - Wyższe koszty zakupu i eksploatacji (falownik pracuje cały czas, co generuje straty energii).
  • - Większa złożoność konstrukcji i większe wymagania chłodzenia.
  • - Większa masa i rozmiar urządzenia.

Jak prawidłowo podłączyć UPS 10 000 VA (10kVA)?

Charakterystyka UPS’a:
Moc: 10 kVA (czyli około 10 000 W)
Zasilanie: 230V 1 fazowe
Prąd wyjściowy: I = P/U = 10000/230 = 43,5 A
Taki UPS nie ma sprawności równej 100%, sprawność zawsze jest niższa, przyjmijmy sprawność około 90%, zatem prąd zasilający będzie większy o około 11,1% czyli: Prąd wejściowy wyniesie około 43,5 * 1,111 = 48,3 A Co się stanie jeśli UPS będzie w pełni obciążony a zabraknie zasilana z elektrowni? Wtedy będzie rozładowywał akumulatory. Gdy powróci zasilanie z elektrowni wtedy UPS będzie pobierał 48,3 A aby zasilić urządzenia i dodatkowo kilka A na ładowanie akumulatorów. Producent w specyfikacji często podaje maksymalny pobierany prąd, dla UPS 10kVA jest rzędu 55A. Całkowity prąd wejściowy: 55A

Aby prawidłowo zasilić takiego UPS’a potrzebujemy przewodów o przekroju co najmniej 6mm2 jeżeli będzie obciążony do 50% mocy lub 10mm2 jeśli będzie obciążany powyżej 50% mocy. UPS’y jednofazowe o mocy rzędu 10 kVA (10 000 VA) potrzebują oddzielnego obwodu do zasilana. Taki UPS podłącza się bezpośrednio do zabezpieczeń nadprądowych w rozdzieli a nie do tradycyjnego gniazdka. Tradycyjne gniazdka są zasilone przewodem 2.5mm2 i zabezpieczone bezpiecznikiem nadprądowym 16A. Podłączenie UPS’a dużej mocy do takiego gniazdka spowoduje zadziałanie bezpiecznika nadprądowego. Wymiana bezpiecznika nadprądowego na większy rzędu 32A czy 40A stworzy bezpośrednie zagrożenie pożarowe, gdyż przewody w gniazdku o przekroju 2.5mm2 nie wytrzymają takich obciążeń. Producenci zalecają zabezpieczenia nadprądowe rzędu 50A w klasie B (B50) co dla natychmiastowego zadziałania zwarciowego wymaga prądu 250A.

Kolejną ważną kwestią jest czy dana instalacja elektryczna posiada odpowiedniego przekroju przewody zasilające i czy IPZ (impedancja pętli zwarcia) zapewni na przepływ prądu zwarciowego większego niż 250A aby zabezpieczenia B50 zadziałały natychmiast. Aby się tego dowiedzieć trzeba wykonać pomiary IPZ miernikiem instalacyjnym oraz dokonać oględzin przewodów po rozmontowaniu osłon rozdzieli. Na tej podstawie można określić czy UPS o mocy 10 kVA można podłączyć do takiej instalacji.

Bypass - większa funkcjonalność

UPS to bardzo dobre urządzenie ale jak każde ma prawo się zepsuć. W przypadku awarii UPS’a trzeba wykonać szereg czynności aby go odłączyć i ponownie podłączyć serwer, komputery, switche, itp. To powoduje, że przez jakiś czas nie ma prądu, systemy są wyłączone. Dobrym rozwiązaniem jest bypass, jest to urządzenie (przełącznik), który umożliwia zasila UPS ale także umożliwia pominięcie UPS’a i zasilenie odbiorników bezpośrednio z seici. Typowe 2 pozycje przełącznika to bypass oraz UPS. UPS – odbiorniki są zasilanie z UPS a sam UPS zasilany z sieci. BYPASS – UPS jest całkowicie odłączony a odbiorniki zasilane są z sieci. Takie rozwiązanie usprawnia proces naprawy czy wymiany UPS gdzie odbiorniki są zasilane.

Inteligentna listwa – zdalny restart

Przy zasilaniu systemów komputerowych/serwerowych ważne jest także, aby umożliwić zdalne rozłączene/zresetowane konkretnego komputera, switcha czy innego urządzenia do czego niezbędne są inteligentne listwy zasilające. Taka listwa posiada własny mini komputer z oprogramowaniem, który poprzez sieć LAN może być sterowany z dowolnego miejsca. Taka listwa umożliwia włączanie i wyłączanie zasilania na poszczególnych gniazdach komputerów.

Kompatybilność

W ramach zestawu jednego producenta można napotkać problemy. Listwy zasilające w zależności od mocy obciążenia mogą mieć różne wtyczki i niekiedy nie ma możliwości podłącznia ich do zasilania UPS czy Baypasu. Zdarza się, że musimy wtedy wykonać przelotkę aby nie stracić gwarancji na urządzenie, bądź też usunąć zamocowane na przewodzie wtyczki, co może prowadzić do utraty gwarancji.

Przed zakupem należy zapoznać się ze specyfikacją urządzeń. Zobaczyć jakie gniazda wyjściowe posiada UPS i bypass oraz jakie prądy są w stanie przenosić na poszczególnych obwodach gniazd wyjściowych. Listwy o dopuszczalnym prądzie do 32A na ogół mają już wtyczkę tzw. „siłową jednofazową”, której nie da się podpiąć do UPS’a ani do bypasu. Warto rozważyć więcej niż jedną listwę do zasilania awaryjnego, zamiast jednej 32A można wybrać 2 listwy 16A, jedną inteligentną, w której będzie można sterować gniazdkami a jedną zwykłą.

Do tych urządzeń istnieje także szereg różnych sensorów, które mierzą temperaturę, wilgotność powietrza i pomagają podjąć decyzję/poinformować o złych warunkach pracy całego systemu.

Podczas montażu urządzeń zasilania awaryjnego do racka bardzo istotną kwestią jest sprawdzenie czy szyny montażowe oraz śruby a także złączki gwintowane są dołączone do zestawu. Często też spotyka się sytuacje, że niektóre urządzenia zasilania awaryjnego nie posiadają takich szyn w zestawie, a zamiast nich szyny montażowe do ściany.

Zalecenia

Kolejną kwestią jest zwrócenie uwagi czy montażu dokonuje specjalista elektryk z odpowiednimi uprawnieniami elektrycznymi. Tylko wykwalifikowany specjalista może bezpiecznie podłączyć takie urządzenia ze względu na duży pobór prądu. Należy wykonać pomiar impedancji pętli zwarcia, aby określić jakie zabezpieczenia należy dobrać do urządzeń zasilania awaryjnego oraz czy dany zasilacz UPS można podłączyć do tej sieci. Częstym błędem jest włączanie do systemu energetycznego UPSów i całego systemu przez osoby nie wykwalifikowane co może prowadzić do zagrożeń pożarowych i porażeniowych.

Następną uwagą podczas dobierania do siebie urządzeń zasilających jest sprawdzenie umożliwości podłączenia 1-fazowego lub 3-fazowego. Zdarza się tak, że jedno urządzenie umożliwia podłączenie 1-fazą, natomias inne 3-ma fazami. Warunkuje to dobór przewodów przy podłączaniu takich urządzeń.

Jeśli system jest podłączany 1-fazowo, można zawsze skonsultować z elektrykiem możliwość zastosowania czujnika kolejności/zaniku faz i w razie zaniku jednej z nich nadal zasilać urządzenia z sieci inną która wciąż przesyła prąd. Zalecamy stosować takie rozwiązanie ze względu na wyższą bezawaryjność.

Jak widać podłączenie kilku kabelków do siebie na pierwszy rzut oka może wydawać się bardzo proste. Jednak należy pamiętać o konsekwencjach z tym związanych jeśli osoba nie uprawniona dokona montażu może skończy się to naprawdę źle. Po każdej takiej skończonej pracy należy wykonać pomiary instalacji którą się wykonało, a niekiedy podbić protokołu/gwarancje urządzenia do czego uprawniony jest tylko wykwalifikowany elektryk.

Zachęcamy do kontaktu
zespół Waton.pl