Veelgestelde vragen

Bij de keuze van een UPS-systeem komt de initiële aanschafkost onvermijdelijk ter sprake, wat ertoe kan leiden dat organisaties soms een minderwaardig product tegen een lagere prijs kopen. Het is echter essentieel om de kleine lettertjes zorgvuldig te bestuderen om er zeker van te zijn dat u een modulair systeem hebt gekozen dat daadwerkelijk doet waar het voor bedoeld is: de kritieke stroomvoorziening van uw datacenter beschermen met het hoogste beschikbaarheidsniveau.

Interessant genoeg leiden sommige hogerkwalitatieve UPS-systemen op de lange termijn vaak tot kostenbesparingen dankzij een hoger rendement, wat resulteert in lagere bedrijfskosten en een lagere totale eigendomskost (TCO). Een volledige kostenanalyse uitvoeren is daarom meestal de moeite waard.

Wat is dan, als primaire doelstelling, de beste manier voor datacenters om een UPS te selecteren die de beschikbaarheid maximaliseert? In wezen mogen er geen mogelijke enkelvoudige foutpunten zijn. Het zorgvuldig begrijpen van de configuratie en de definitie van een modulair systeem, voordat de overeenkomst wordt gesloten, is van cruciaal belang.

Op het meest basale niveau wordt een enkele, zelfstandige UPS-eenheid die een kritieke belasting beschermt, aangeduid als een N-configuratie. Een zelfstandige UPS biedt echter geen redundantie als de eenheid een storing ondervindt of offline is voor preventief onderhoud. Door een tweede zelfstandige UPS-eenheid met dezelfde nominaalvermogenswaarde parallel te schakelen, wordt redundantie verkregen; dit wordt een N+1-configuratie genoemd. Het zou ook mogelijk zijn om meerdere zelfstandige eenheden met een individueel kleiner vermogen parallel te schakelen, volgens hetzelfde principe.

Een andere definitie van modulair is een zelfstandige UPS die is ontworpen en vervaardigd in modulaire vorm. De belangrijkste componenten — gelijkrichter, omvormer en statische schakelaar — zijn modulair. Als er bijvoorbeeld een probleem optreedt met de gelijkrichter, kan deze eenvoudig worden vervangen. De uitdaging bij deze configuratie is dat, indien één component uitvalt, de gehele UPS-functionaliteit daarmee wegvalt. Het mag dan wel een modulair systeem zijn, maar het beschikbaarheidsniveau zal niet betrouwbaar zijn.

Een betere oplossing is wat wij noemen: een echt modulaire UPS. Hierbij zijn meerdere individuele UPS-modules opgenomen in een frame. Alle afzonderlijke modules zijn op zichzelf een UPS, met elk een gelijkrichter, omvormer en statische schakelaar, en werken allemaal online en parallel met elkaar. Bijvoorbeeld: zes UPS-modules van 50 kW kunnen typisch worden opgenomen in één frame, waardoor een veerkrachtige configuratie van 300 kW (N+1) wordt geboden. Indien nodig, duurt het slechts enkele ogenblikken (ongeveer 30 seconden) om een module ‘hot-swap’ uit te voeren, terwijl de overige modules de kritieke belasting blijven beschermen.

Op geen enkel moment hoeft het systeem overgeschakeld te worden naar de onderhoudsbypass en dus naar het ongefilterde net.

Sommige andere modulaire systemen hebben de gelijkrichter en omvormer in hun modules opgenomen, maar de statische schakelaar is gecentraliseerd en afzonderlijk. Dit leidt tot een mogelijke enkelvoudige foutbron. Het vervangen van een afzonderlijke statische schakelaar kan slechts enkele minuten duren, maar afhankelijk van de locatie kan het voor een onderhoudstechnicus uren duren om ter plaatse te komen om deze te vervangen. Gedurende die tijd kan het systeem niet overschakelen naar statische bypass. Bij een echt modulair systeem, waarbij de statische schakelaar in elke module is opgenomen, blijven de overige modules in het UPS-kader de belasting beschermen totdat de defecte module kan worden vervangen. Dit verhoogt het beschikbaarheidsniveau aanzienlijk.

We hebben onze nieuwste generatie echt modulaire UPS-systemen ontwikkeld, die een vermogensfactor van meer dan 0,99 bieden en een lage totale eigendomskosten (TCO) realiseren dankzij ons Maximum Efficiency Management (MEM)-systeem en lage energieverliezen. Ons ontwerpteam werkt al vele jaren samen met datacenters aan de voorfront van technologische ontwikkeling.

1. Hoogfrequent apparaat:

Met behulp van hoogfrequent schakeltechnologie worden hoogfrequente schakelelementen gebruikt om de UPS met transformator op netfrequentie in gelijkrichters en omvormers te vervangen; deze worden algemeen aangeduid als hoogfrequent machines. Hoogfrequent machines zijn klein van formaat en zeer efficiënt.

2. Netfrequentiemachine:

Een UPS die een transformator op netfrequentie gebruikt als onderdeel van de gelijkrichter en omvormer, wordt algemeen aangeduid als netfrequentiemachine.

Hoogfrequentmachine versus industriële netfrequentiemachine.

2-1: De hoogfrequentemachine is niet uitgerust met een scheidingstransformator en de nulgeleider van de uitgang voert hoogfrequent stroom, die voornamelijk afkomstig is van de harmonische interferentie van het elektriciteitsnet, de pulserende stroom van de UPS-gelijkrichter en de hoogfrequente omvormer, en de harmonische interferentie van de belasting. De interferentiespanning is niet alleen hoog van waarde, maar ook moeilijk te elimineren. De nul-aardspanning aan de uitgang van de netfrequentiemachine is daarentegen lager en bevat geen hoogfrequent component, wat van groter belang is voor de communicatiebeveiliging van het computernetwerk.

2-2: De uitgang van de hoogfrequentemachine is niet getransformeerd geïsoleerd. Indien het omvormerstroomonderdeel kortsluit, wordt de hoge gelijkstroomspanning op de gelijkstroombus (DCBUS) direct op de belasting aangelegd, wat een veiligheidsrisico vormt; bij de netfrequentiemachine doet zich dit probleem niet voor.

2-3: De netfrequentiemachine heeft een sterke weerstand tegen belastingschokken.

1. De energieverhouding is relatief hoog. Met een hoge energiedichtheid in opslag heeft deze reeds 460–600 Wh/kg bereikt, wat ongeveer 6–7 keer zo hoog is als bij lood-zuuraccu’s;

2. De levensduur is lang en kan meer dan 6 jaar bedragen. Een batterij met lithium-ijzerfosfaat als positieve elektrode, die bij 1C (100% DOD) wordt opgeladen en ontladen, heeft een gebruiksgeschiedenis van 10.000 cycli.

3. De nominale spanning is hoog (de enkelvoudige werkingsspanning is 3,7 V of 3,2 V), wat ongeveer gelijk is aan de seriespanning van 3 nikkel-cadmium- of nikkel-metaalhydride-accu’s, waardoor het gemakkelijk is om een accupakket te vormen;

4. Met een hoge vermogensduurzaamheid kan de lithiumijzerfosfaat-lithiumionaccu die in elektrische voertuigen wordt gebruikt, een laad- en ontlaadvermogen van 15–30 C bereiken, wat geschikt is voor intensieve startversnelling;

5. De zelfontlading is zeer laag, wat één van de meest opvallende voordelen van deze accu is. Momenteel kan doorgaans minder dan 1 % per maand worden bereikt, wat minder is dan 1/20e van de nikkel-waterstofaccu;

6. Licht van gewicht: het gewicht is ongeveer 1/5 tot 1/6 van dat van lood-zuurproducten bij hetzelfde volume;

7. Sterke temperatuurbestendigheid bij zowel hoge als lage temperaturen: het kan worden gebruikt in omgevingen van –20 °C tot +60 °C; na speciale bewerking kan het zelfs worden gebruikt in omgevingen tot –45 °C;

8. Milieuvriendelijk en milieubeschermend: tijdens de productie, het gebruik of de sloop bevat of produceert het geen giftige of schadelijke zware metalen of stoffen zoals lood, kwik, cadmium, enzovoort;

9. De productie verbruikt vrijwel geen water, wat zeer voordelig is voor landen met een tekort aan water.

De batterij is een belangrijk onderdeel van het UPS-ononderbroken stroomvoorzieningssysteem. Een adequate onderhoudsbehandeling van de batterij kan de versletenheidssnelheid van de batterij vertragen, de levensduur van de batterij verlengen, de vervangingsfrequentie van de batterij sterk verminderen en de bedrijfskosten effectief besparen.

1. Het handhaven van een geschikte omgevingstemperatuur kan de levensduur van de UPS-batterij verlengen

Over het algemeen is de omgevingstemperatuur de factor die van invloed is op de onderbrekingsvrije accu van een UPS. Over het algemeen bedraagt de optimale omgevingstemperatuur die door accufabrikanten wordt aanbevolen 20–25 °C. Hoewel een stijging van de temperatuur het ontladingsvermogen van de accu verbetert, is de prijs die hiervoor wordt betaald dat de levensduur van de accu sterk wordt verkort. Volgens testresultaten neemt de levensduur van een UPS aanzienlijk af bij elke temperatuurstijging van 10 °C boven 25 °C. Op dit moment worden in UPS-systemen over het algemeen onderhoudsvrije, verzegelde lood-zuuraccu’s gebruikt, met een ontwerplevensduur van meestal vijf jaar; deze levensduur kan echter alleen worden bereikt onder de omstandigheden die door de accufabrikant zijn gespecificeerd. Indien aan deze specifieke omgevingsvereisten niet wordt voldaan, kan de werkelijke levensduur sterk variëren. Bovendien leidt een verhoging van de omgevingstemperatuur tot een versterking van de interne chemische activiteit van de accu, waardoor een grote hoeveelheid warmte-energie wordt geproduceerd, wat op zijn beurt de temperatuur van de omgeving verder verhoogt. Deze vicieuze cirkel versnelt de verkorting van de acculevensduur.

2. Laad en ontlad de UPS-accu regelmatig

De drijflaadspanning en de ontlaadspanning van de UPS-voeding zijn in de fabriek afgesteld op de nominale waarde, en de ontlaadstroom neemt toe naarmate de belasting toeneemt. De belasting moet tijdens gebruik redelijk worden afgesteld, bijvoorbeeld door het aantal gebruikte eenheden elektronische apparatuur zoals computers te beperken. Normaal gesproken mag de belasting niet meer bedragen dan 60% van de nominale belasting van de UPS. Binnen dit bereik wordt de accu niet overontladen.

Omdat de UPS langdurig is aangesloten op het elektriciteitsnet, zal de batterij in een omgeving met een hoge stroomkwaliteit en weinig stroomonderbrekingen langdurig in een drijflaadtoestand verkeren. Dit leidt geleidelijk tot een vermindering van de activiteit van de onderlinge omzetting van chemische energie en elektrische energie in de batterij en versnelt de veroudering, waardoor de levensduur wordt verkort. Daarom dient de batterij elke 2–3 maanden volledig te worden ontladen; de ontladingsduur kan worden bepaald op basis van de capaciteit van de batterij en de grootte van de belasting. Na een volledige ontlading onder belasting moet de batterij volgens de voorschriften gedurende meer dan 8 uur worden opgeladen.

3. Tijdige vervanging van afgedankte/defecte UPS-ononderbroken-stroomvoorzieningsbatterijen

Op dit moment varieert het aantal opslagbatterijen die zijn uitgerust met grote en middelgrote UPS-voedingen van 3 tot 80 of zelfs meer. Deze afzonderlijke batterijen zijn via een circuit met elkaar verbonden om een batterijpakket te vormen dat voldoet aan de behoeften van de gelijkstroomvoeding van de UPS. Tijdens het continue bedrijf en gebruik van de UPS is het, vanwege verschillen in prestaties en kwaliteit, onvermijdelijk dat de prestaties van individuele batterijen achteruitgaan, waardoor de opslagcapaciteit niet meer aan de eisen voldoet en de batterij beschadigd raakt. Wanneer een of meer batterijen in het batterijpakket beschadigd zijn, moeten onderhoudspersoneel elke batterij controleren en testen om beschadigde batterijen uit te sluiten. Bij vervanging door een nieuwe batterij dient u proberen dezelfde batterijtype van dezelfde fabrikant te kopen; het is verboden om zuurvaste batterijen, verzegelde batterijen en batterijen met verschillende specificaties te mengen.

De PWM-zonneregelaar gebruikt drie laadmodi: krachtig laden, evenwichtig laden en drijfladen.

Krachtig laden:

ook wel direct laden genoemd, is snelladen; wanneer de batterijspanning laag is, wordt de batterij met een hoge stroom en een relatief hoge spanning geladen.

Evenwichtig laden:

Nadat het intensieve laden is voltooid, staat de batterij een tijdlang stil. Wanneer de spanning daalt tot een bepaalde waarde, gaat de batterij over op de evenwichtige laadtoestand om een uniforme en consistente aansluitingspanning van de batterij te garanderen.

Drijfladen:

Nadat het evenwichtige laden is voltooid, staat de batterij ook een tijdlang stil. Wanneer de spanning daalt tot de onderhoudsspanning, bevindt de batterij zich in de drijflaadtoestand, zodat de batterij in de laadtoestand blijft zonder overladen.

De MPPT-zonneregelaar gebruikt MPPT-beperkte stroomlading, constante spanningsevenwichtslading en constante spanningdrijflading.

MPPT-beperkte stroomlading:

wanneer de batterijspanning zeer laag is, wordt de MPPT-laadmodus gebruikt; het uitgangsvermogen van het zonnepaneel wordt naar het batterijeind gestuurd. Wanneer de lichtintensiteit zeer sterk is, neemt het uitgangsvermogen van het zonnepaneel toe en bereikt de laadstroom de drempelwaarde, waarna de MPPT-laadmodus wordt beëindigd en overgeschakeld wordt naar constante-stroomlading;

Wanneer de lichtintensiteit afneemt, wordt teruggekeerd naar de MPPT-laadmodus.

Constante-spanningslading:

de batterij schakelt vrij tussen de MPPT-laadmodus en de constante-stroomlaadmodus, waarbij deze modi elkaar aanvullen om de batterijspanning te laten stijgen tot de verzadigingsspanning; vervolgens treedt de batterij de constante-spanningslaadfase binnen. Naarmate de laadstroom geleidelijk daalt tot 0,01C, wordt deze laadfase beëindigd en gaat de batterij over naar de drijflaadfase.

Constante-spanningsdrijflading:

de batterij wordt geladen met een spanning die iets lager is dan de constante spanning.

Deze fase wordt voornamelijk gebruikt om de energie aan te vullen die verloren gaat door zelfontlading van de batterij.

Principe van zachte start van de omvormer:

1. Zachte start met een omvormer betekent dat de spanning geleidelijk wordt verhoogd van nul tot de nominale spanning, zodat er tijdens het gehele opstartproces van de motor geen schokkoppel optreedt, maar een vlotte opstartbewerking.

2. De zachte starter is een nieuw motoregelaarapparaat dat zachte motoropstart, zacht motorstoppen en meerdere beveiligingsfuncties integreert. De belangrijkste onderdelen zijn een driehoekige parallel thyristor en de bijbehorende elektronische regelkring, die in serie zijn geschakeld tussen de voeding en de aangestuurde motor. Door verschillende methoden toe te passen om de geleidingshoek van de driehoekige parallel thyristor te regelen, kan de ingangsspanning van de aangestuurde motor worden aangepast aan verschillende eisen, waardoor diverse functies kunnen worden gerealiseerd.

De functie van de zachte start met een omvormer:

1. Op het moment dat de omvormer wordt ingeschakeld, wordt de omvormer van stroom voorzien, maar er treedt een vertraging van ongeveer 2 seconden op voordat 220 V wordt afgegeven. De spanning bereikt niet onmiddellijk 220 V, maar stijgt geleidelijk van 100 V naar 220 V, ja. Dit is een beveiligingsmaatregel voor de omvormer zelf.

2. Bijvoorbeeld: een normale omvormer met een vermogen van 1000 W levert bij inschakelen direct 1000 W. Bij een zachte start stijgt het vermogen geleidelijk: 700 W – 800 W – 900 W – 1000 W.