3 tâches pour les outils de mesure de puissance dans un onduleur moderne

Le but des alimentations sans coupure (UPS) est de protéger les équipements critiques lors d'une panne de courant majeure avec une batterie de secours. Dans le même temps, la fonction de mesure de la consommation d'énergie n'est que l'une des nombreuses fonctions disponibles dans les onduleurs modernes de classe entreprise.

Pourquoi mérite-t-il un article séparé ? Jetons un coup d'œil et découvrons combien d'urgences peuvent être évitées en mesurant constamment la consommation d'énergie de chaque prise UPS.

Résultats de mesure : à l'écran, dans le réseau local et dans le cloud

Tout d'abord, clarifions comment les utilisateurs (et dans les organisations, il s'agit d'un ingénieur d'exploitation ou d'un administrateur système) peuvent lire les relevés de charge sur les sorties de l'onduleur.

La source peut afficher ces valeurs à l'utilisateur de trois manières : les afficher sur le moniteur intégré (tous les onduleurs de classe entreprise sont équipés de petits moniteurs de service), les transmettre sur le réseau local ou les afficher sur un écran spécial. site Web du fabricant de l'onduleur. Ce dernier est appelé surveillance du cloud.

La première méthode est utilisée assez rarement - sauf au moment de la connexion initiale de la charge à l'onduleur: nous avons connecté un ordinateur, une imprimante, un équipement réseau, etc., regardé le moniteur - si la consommation électrique est normale, nous sommes allés notre affaire.

Sur la photo : exemple d'écrans de surveillance à distance de l'onduleur sur les ordinateurs de bureau et les appareils mobiles.

De plus, la tâche de surveiller la consommation d'énergie de la charge passe à un logiciel spécial (logiciel) qui signale automatiquement les événements d'alimentation critiques par e-mail, SMS ou messages push. A cet effet, l'onduleur est équipé d'une carte réseau et est connecté au réseau local de l'entreprise.

Intelligent Power Manager d'Eaton est un exemple d'un tel logiciel. Soit dit en passant, presque tous les fabricants d'onduleurs disposent d'outils logiciels de surveillance à distance de la consommation d'énergie, et ces logiciels sont disponibles sur le marché depuis plus d'une décennie.

Parmi les nouveaux produits que la pandémie a apportés en 2020, il y a la surveillance basée sur le cloud de la consommation d'énergie et de l'état de tous les onduleurs du réseau d'entreprise.

L'idée est simple : un administrateur système distant ne peut pas se déplacer dans l'installation pour vérifier les moniteurs de l'onduleur et souvent ne peut même pas venir à son bureau à moins que cela ne soit absolument nécessaire. Mais en utilisant la technologie Internet des objets (IoT), il est possible d'afficher les lectures de l'onduleur sur un site Web spécial, où l'administrateur système peut regarder à tout moment depuis un ordinateur ou un smartphone (ou afficher ces informations via une application mobile).

Le logiciel de surveillance dans le cloud, en plus d'afficher les lectures des onduleurs, des capteurs de température et d'autres appareils "intelligents", peut envoyer des messages d'urgence sur les dysfonctionnements et les accidents, ainsi que des analyses de données avancées - sur l'état de la batterie de tous les onduleurs, la consommation d'énergie totale, tension secteur, température à l'intérieur de l'UPS et des bureaux, etc.

La surveillance du cloud n'est actuellement fournie que par les principaux fabricants d'onduleurs de classe entreprise, par exemple, PredictPulse d'Eaton et APC SmartConnect de Schneider Electric.

Passons maintenant directement aux tâches résolues en mesurant en continu la consommation d'énergie des charges de l'onduleur.

Tâche numéro 1 : calculer le temps d'alimentation de secours

Si vous conduisez une voiture, vous connaissez probablement un tel paramètre sur le tableau de bord comme la distance estimée qui peut être parcourue avec le carburant restant dans le réservoir. Parfois, ces chiffres sont critiques - par exemple, si vous devez vous rendre à une station-service dans une zone avec peu de stations-service.

Une tâche similaire est effectuée par la fonction de mesure de la consommation électrique de l'onduleur — elle résume la charge sur chaque prise et indique à l'utilisateur combien de temps un ordinateur connecté à l'onduleur ou, par exemple, un équipement médical ou industriel peut fonctionner sur batterie en cas de une interruption de l'alimentation externe. De plus, ce calcul sera effectué aussi précisément que possible en fonction du niveau de charge actuel de la batterie de l'onduleur.

Le temps de fonctionnement de l'onduleur à batterie dépend directement de la consommation électrique de la charge. En général, lorsque la charge de travail est divisée par deux, le temps de fonctionnement triple.

De nombreux onduleurs de classe entreprise vous permettent de connecter des modules de batterie supplémentaires à l'appareil, mais il y a une caractéristique importante : l'ajout de batteries à l'onduleur peut augmenter la durée de la charge de la batterie, mais n'augmente pas la puissance nominale de l'onduleur - c'est réglé en fonction des caractéristiques de l'électronique par blocs, et non par capacité de la batterie.

L'image montre un exemple d'écrans d'UPS (ici : Eaton 5PX) avec indication de la puissance de la charge, du niveau de la batterie et de la sélection du segment de sortie.

Les batteries les plus couramment utilisées dans les onduleurs sont les batteries VRLA (Valve Regulated Lead Acid), également appelées maintenance. Les fabricants recommandent de sélectionner la puissance de l'onduleur pour la charge afin qu'elle soit chargée en termes de puissance à 75 % maximum.

Les batteries vieillissent et perdent de leur capacité avec le temps, et la surveillance du cloud (telle que la surveillance sur un réseau local) vous permet de remarquer à temps que la capacité de la batterie a chuté à un niveau inacceptable. Le logiciel de surveillance suit automatiquement ces incidents et avertit à l'avance lorsque l'heure de remplacement de la batterie est proche.

Ceci est important pour alimenter les serveurs, où un arrêt progressif de tous les programmes nécessite au moins quelques minutes. Si la batterie est ancienne, l'onduleur s'éteindra avant la fin des programmes et des données importantes risquent d'être perdues.

Les modèles d'onduleurs modernes de classe entreprise, par exemple Eaton 5P / 5PX, permettent à l'administrateur non seulement de surveiller le niveau de consommation d'énergie dans l'onduleur, mais également de gérer la charge de l'alimentation par batterie à partir du secteur, éteint principalement pour non -équipement indispensable.

Tâche 2 : identifier les onduleurs surchargés et sous-chargés

La deuxième tâche de mesure de la consommation d'énergie consiste à éviter une situation où certains onduleurs sont surchargés tandis que d'autres restent sous-chargés. La surcharge de l'onduleur est généralement causée par deux raisons :

1) pour protéger l'alimentation de la charge, un onduleur avec une puissance nominale insuffisante est sélectionné (par exemple, une charge dans la plage de 700-1100 V·A est connectée à un onduleur 1000 V·A de sorte que la puissance nominale soit dépassé périodiquement);

2) un personnel non qualifié a connecté plus d'équipements à l'onduleur que prévu initialement (cas possible - le nettoyeur a branché un puissant aspirateur professionnel dans la prise la plus proche qu'il a vue à côté de lui, et cette prise provenait de l'onduleur).

En cas de surcharge, l'onduleur de classe entreprise cherche à maximiser les performances de l'équipement protégé et envoie un signal d'alarme sur le réseau à l'appareil mobile de l'administrateur système.

De plus, comme l'équipement protégé consomme plus d'énergie que ce pour quoi l'ASI est conçue, l'ASI transfère la charge directement sur le secteur via un adaptateur appelé «bypass».

Ensuite, selon la logique de l'onduleur, le bypass peut rester activé pendant un certain temps, en attendant que la charge se normalise. Si cela ne se produit pas et que la surcharge continue, l'UPS s'arrêtera complètement et arrêtera la charge.

L'image montre l'installation manuelle du mode de fonctionnement de l'onduleur, via le moniteur de service de la source

La tâche de l'administrateur est de surveiller en permanence la situation dans l'entreprise concernant l'éventuelle surcharge de certains onduleurs grâce à la surveillance à distance.Si la charge d'un onduleur est proche du maximum recommandé, l'administrateur rédige une demande d'achat et d'installation d'un onduleur de plus grande puissance ou redistribue la charge à un autre onduleur moins chargé, tout en effectuant un travail d'explication parmi les travailleurs.

Tâche numéro 3 : Observation d'un court-circuit ou d'un circuit ouvert dans la charge

En règle générale, un onduleur est utilisé pour protéger l'alimentation des appareils électroniques qui ont leur propre alimentation. Parfois, dans les alimentations de ces appareils (serveurs, routeurs, imprimantes, etc.), il y a un dysfonctionnement et un court-circuit.

Dans ce cas, l'onduleur arrête immédiatement cette charge et émet une alarme, à la fois localement avec un signal sonore et sous forme de message sur le réseau local ou vers un site de surveillance dans le cloud. Lorsqu'une alarme est reçue, des mesures sont prises pour éliminer l'alarme.

Un autre cas est l'apparition d'un circuit ouvert dans l'alimentation de charge. Dans ce cas, l'onduleur ne déclenchera pas d'alarme, mais l'administrateur peut voir cette situation sur les tableaux de charge de l'onduleur dans le cloud (ou via le logiciel de surveillance sur le réseau local) et également prendre des mesures pour remplacer l'alimentation de charge endommagée.

Considérant qu'en plus des équipements informatiques, les onduleurs sont utilisés pour la sauvegarde de l'alimentation des équipements médicaux et industriels, la surveillance des courts-circuits et des circuits ouverts dans la charge est importante non seulement pour maintenir le fonctionnement des logiciels et la sécurité des données informatiques, mais aussi pour la santé des personnes ou l'exécution sans problème des processus de production. …

Conclusion

Grâce à la surveillance à distance (cloud ou réseau local), la mesure de la consommation d'énergie dans les groupes de sortie UPS est d'une grande importance pratique, ce qui vous permet de réagir à temps aux situations d'urgence, ainsi que de redistribuer uniformément la charge entre UPS pour atteindre le durée de vie de la batterie la plus longue et augmentation de la fiabilité de l'alimentation des appareils critiques...

L'utilisation d'un onduleur de classe entreprise à haut rendement (par exemple -99% de rendement, comme dans l'Eaton 5PX susmentionné) et des fonctions de service avancées : logiciel de surveillance à distance/cloud, possibilité de connecter des batteries supplémentaires, calcul automatique du restant temps de charge des batteries , la disponibilité de batteries de charge logicielles à trois niveaux, qui prolongent la durée de vie de la batterie jusqu'à 50%, et informant le personnel du moment du remplacement de la batterie - vous permet de protéger plus efficacement l'ordinateur, médical et équipements industriels dans des entreprises de toute taille et de toute industrie.