数年前, 知り合いの施設管理者から電話があった. 彼の口調は穏やかだった, しかし言葉はそうではなかった: 「UPSは大丈夫と言っています, でもラックの半分が真っ暗になってしまった. 商用電源は失われていませんでした. どうしたの?」
そこに着いたとき, 丸太が物語っていた. 電圧が下がってしまった 78% のために 0.4 秒. UPS (スタンバイ ユニット) はディップを確認しましたが、しきい値が以下であったためバッテリーに切り替わりませんでした。 75%. サーバー, しかし, 出力を維持できませんでした 0.4 秒. 内部電源が落ちた, そしてラック全体が再起動されました. UPSは点滅すらしませんでした.
その瞬間が核心的な問題を捉えています 電源 ほとんどの組織では: 私たちはそれを商品のように扱います, しかしそれは複雑なシステムのように動作します. そしてそれが失敗したとき, それは激しく失敗する.
あなたの機器を本当に破壊しているものは何ですか
電力問題は停電だけではない. 実際の被害は、めったに見られない 3 つの方法で発生します.
マイクロサグとは、1 秒未満続く電圧降下です。. ライトがちらつくかもしれません; あなたは気付かないかもしれません. しかし、すべてのサーバーの内部では, ネットワークスイッチ, 産業用コントローラーは、定格が約 12 ～ 18 ミリ秒のホールドアップ コンデンサを備えた電源です。. それより長く続くサグは、多くの場合そうなりますが、コンデンサを消耗させます。. 出力が崩れる, そして設備が茶色くなってしまう. ハードドライブが書き込みを中止する. データベースが破損しています. UPS, スタンバイまたはラインインタラクティブ モデルの場合, 電圧が転送しきい値を超えていないため、まったく反応しない可能性があります.
高調波も目に見えない脅威です. 現代の電子機器は、滑らかな正弦波ではなく、短いパルスで電流を引き出します。. 三相システムの場合, これらのパルスは高調波電流を生成し、中性線で加算されます。. 中性線を測定しました 150% 位相遮断器が通常の負荷を示している間に、絶縁体を焦がすほどの高温の相電流. 結果: 原因不明のブレーカートリップ, 過熱したパネル, 変圧器は定格よりもはるかに高温で動作します.
熱はあらゆる問題を増幅させる. 電解コンデンサ, すべての電源に含まれているもの, 残忍な規則に従う: 動作温度が10℃上昇するごとに, 彼らの人生の半分. 低い電力品質 - リップル, 高調波, サグ — コンデンサの動作温度が上昇します. 5 年間稼働するはずのサーバーが 3 年目に電源を失い始める. 電源を交換してください, そしてさらに2年後にまた失敗する. 根本原因はコンポーネントではありませんでした; それは電力を供給していました.
これらの問題を実際に解決するUPS
マーケティングを取り除くと, UPS アーキテクチャには実際には 3 つあります. 上記の現実世界の問題を処理できるのは 1 つだけです.
待機する (オフライン) ユニットは障害が発生するまで商用電力を負荷に直接供給します。, それからバッテリーに切り替えます. 切り替えには 2 ～ 10 ミリ秒かかります. 機器のホールドアップ時間が短くなったとき 8 経年劣化によるミリ秒, 10ms の切り替えはクラッシュを意味します. これらはオフィスの机の下にあります, 重要インフラではない.
ラインインタラクティブユニットは、バッテリに切り替えることなく小さな電圧低下を処理する電圧レギュレータを追加します。. 彼らはステップアップしています, しかし、依然として伝達ギャップがあり、高調波や周波数変動がクリーンアップされません。.
ダブルコンバージョン (オンライン) ユニットは名前が示すとおりのことを行います: 入力ACはDCに変換されます, これにより、バッテリーが充電されると同時に、負荷に新しい AC を生成するインバーターに電力が供給されます。. 負荷はユーティリティを認識せず、インバータのみを認識します。.
転送時間ゼロ. インバーターは常時稼働しています. 切り替えるスイッチがありません.
クリーンな出力. 電圧, 頻度, と波形は独立して再生されます. ユーティリティがおかしくなった場合, あなたの機器は決して知りません.
力率補正. 整流器は滑らかな正弦波で電流を引き出します。, 上流の高調波を低減.
最新のダブルコンバージョン UPS ユニットは、オンライン モードで 96 ～ 97% の効率で動作します. 多くの製品は、商用電源がクリーンなときにインバータをバイパスする「エコ」モードも提供しています, 効率を高める 99% 転送時間は 1 ～ 4 ミリ秒で、ほぼすべての負荷に対して十分な速度です.
すべてを変えるバッテリーの選択
UPS の故障のほとんどはバッテリーに遡ります。. 選択した化学的性質によって、交換頻度と、必要なときに機能するかどうかが決まります。.
VRLA (バルブ制御式鉛酸) 伝統的な選択です. 低い初期費用, すべての電気技師によく知られている. しかし、落とし穴もあります:
定格寿命 (3–5年) 気温は25℃です. それを8℃上回るごとに寿命が半減する. バッテリー室を 33°C にすると、5 年のバッテリーが 2.5 年のバッテリーに変わります。.
サイクル寿命が短い. 200 ～ 300 回の完全放電後, 容量が低下する. サイトで頻繁に電力網の問題が発生したり、バッテリーを循環させる発電機のテストが発生したりする場合, 数年ごとに交換することになります.
熱暴走は本当にある. 短絡したセルが検出されないと、発火点まで過熱する可能性があります.
リン酸鉄リチウム (LiFePO₄) クリティカルなアプリケーションにとって好ましいオプションとなっています. 携帯電話に使われているリチウムコバルトではありません。はるかに安全で長持ちします。.
サイクル寿命: 2,000–3,000サイクル 80% 放電深さ - VRLA の 5 ～ 10 倍.
温度許容差: –20°C ～ 60°C で動作. 多くの場合、バッテリー室専用の冷却を省略できます.
フットプリント: 同じランタイムの場合、VRLA の 3 分の 1 から 2 分の 1 のスペース.
内蔵モニタリング: 各モジュールは電圧を報告します, 現在, 温度, 継続的な健康状態.
初期費用が高くなる, しかし終わった 10 年 - 交換を含む, 労働, 冷却 - 総所有コストが膨大になることがよくあります. パフォーマンスが向上し、リスクが軽減されます.
冗長性: 1 ボックスは依然として 1 点です
単一の UPS, どんなに良くても, 1箱です. ボックスが失敗する.
N+1 は、複数の UPS モジュールを並行して取り付けることを意味します. 必要な場合は 200 kVA, 3つインストールしてもいいかもしれません 100 kVAモジュール. 彼らは負荷を共有します. 片方が失敗したら, 残りの 2 つは瞬時に全負荷を運びます. 何も中断せずに障害が発生したモジュールを保守できます.
2Nはさらに進化します: 2つの独立したUPSパス, それぞれ全荷重に対応したサイズ. 1 つのパスで障害が発生しても、もう 1 つのパスには影響しません. UPS 全体をオフラインにして、他の UPS を稼働させることができます。.
監視: 壊れる前に知る
バッテリーを監視していない場合, それらが機能するかどうかはわかりません.
インピーダンス追跡はゴールドスタンダードです. バッテリーが劣化すると, 内部インピーダンスが上昇します. 20 ～ 25% の増加は、容量テストで障害が検出される数週間前に障害を予測します.
温度監視によりホットスポットを早期に発見. 隣のセルよりも 3 ～ 5°C 高い温度で動作しているセルは危険信号です.
ネットワーク統合は不可欠です. UPS は中央システムにイベントを記録する必要があります. サーバーが予期せず再起動した場合, ログをチェックしてたるみがあるかどうかを確認できます, バイパスへの乗り換え, またはその瞬間にバッテリーの放電が発生しました. それがなければ, あなたはブラインドのトラブルシューティングを行っています.
シンプルな前進への道
老朽化した電力インフラを管理している場合, ここから始めてください:
実際の負荷を測定する. ネームプレートの評価は、ほとんどの場合、現実世界の消費よりも高くなります. 必要だと考える施設 300 kVA は次の速度で実行される可能性があります 180 kVA. それはすべてを変える - UPS のサイジング, バッテリー稼働時間, 発電機の要件.
ダブルコンバージョン UPS を設置する. クリティカルな負荷に対してスタンバイまたはラインインタラクティブユニットを実行している場合, 交換してください. 1 回の停止に比べてコストの差は小さい.
頻繁なサイクルにはリチウムを選択してください. サイトにグリッドが不安定であるか、定期的なジェネレーター テストがある場合, LiFePO₄ は交換を避ければ元が取れます.
可視性を組み込む. バッテリーのインピーダンス変化に対するアラートを使用して、ネットワーク接続の監視を指定します, 温度偏差, および「バッテリー駆動」イベント.
実際の条件下でテストする. 毎年ロードバンクテストを実行するだけではありません. UPS モジュールを取り出し、システムがそれを処理することを確認します. テストジェネレータは負荷がかかっている状態で転送します.
いつ 電源 正しく設計されている, あなたはそれについて考えるのをやめます. グリッドがたるむ可能性があります, 発電機は始動できる, そしてあなたの機器は決して気付かない. バッテリーが健康状態を報告する, 緊急時ではなく、予定どおりに交換します.
最悪のことは何もしないことだ. 電力インフラは正常に故障しない. 突然失敗する, そしていつも誰かが見ているとき. データを取得する, アップグレードを行う, 機能するシステムを構築することで、他のすべてのことに集中できるようになります.
詳細については, Jetronl の Web サイトにアクセスしてください: https://www.jetronlinstrument.com/.
