3 tarefas para ferramentas de medição de energia em um no-break moderno

O objetivo das fontes de alimentação ininterruptas (UPS) é proteger equipamentos críticos durante uma grande queda de energia com backup de bateria. Ao mesmo tempo, a função de medir o consumo de energia é apenas uma das muitas disponíveis nos modernos UPSs de classe empresarial.

Por que merece um artigo separado? Vamos dar uma olhada—e descobrir quantas emergências podem ser evitadas medindo constantemente o consumo de energia de cada tomada do no-break.

Resultados da medição: na tela, na rede local e na nuvem

Primeiro, vamos esclarecer como os usuários - e nas organizações, isso é um engenheiro de operações ou administrador do sistema - podem ler as leituras de carga nas saídas do no-break.

A fonte pode exibir esses valores para o usuário de três maneiras: exibi-los no monitor embutido (todos os no-breaks de classe empresarial são equipados com pequenos monitores de serviço), transmiti-los pela rede local ou exibi-los em um especial website do fabricante da UPS. Este último é chamado de monitoramento de nuvem.

O primeiro método é usado muito raramente - exceto no momento da conexão inicial da carga ao no-break: conectamos um computador, impressora, equipamento de rede etc., olhamos para o monitor - se o consumo de energia estiver normal, passamos nossos negócios.

Na foto: exemplo de telas de monitoramento remoto de UPS em desktop e dispositivos móveis.

Além disso, a tarefa de monitorar o consumo de energia da carga passa para um software especial (software) que informa automaticamente eventos críticos de energia via e-mail, SMS ou mensagens push. Para tal, a UPS está equipada com uma placa de rede e está ligada à rede local da empresa.

O Intelligent Power Manager da Eaton é um exemplo desse tipo de software. A propósito, quase todos os fabricantes de UPS possuem ferramentas de software para monitoramento remoto do consumo de energia, e esse software está disponível no mercado há mais de uma década.

Entre as novidades que a pandemia trouxe em 2020 está o monitoramento baseado em nuvem do consumo de energia e do status de todos os no-breaks da rede corporativa.

A idéia é simples: um administrador de sistema remoto não pode andar pelas instalações verificando os monitores do no-break — e muitas vezes nem pode ir ao seu escritório, a menos que seja absolutamente necessário. Mas usando a tecnologia Internet of Things (IoT), é possível exibir as leituras do UPS em um site especial, onde o administrador do sistema pode assistir a qualquer momento de um computador ou smartphone (ou visualizar essas informações por meio de um aplicativo móvel).

O software de monitoramento em nuvem, além de exibir leituras de no-break, sensores de temperatura e outros dispositivos "inteligentes", pode enviar mensagens de emergência sobre mau funcionamento e acidentes, além de exibir análises avançadas de dados - sobre o status da bateria de todos os no-breaks, consumo total de energia, tensão de rede, temperatura dentro do UPS e áreas de escritório, etc.

Atualmente, o monitoramento em nuvem é fornecido apenas pelos principais fabricantes de UPS de classe empresarial - por exemplo, PredictPulse da Eaton e APC SmartConnect da Schneider Electric.

Agora vamos diretamente para as tarefas que são resolvidas medindo continuamente o consumo de energia das cargas do UPS.

Tarefa número 1: calcular o tempo de energia de backup

Se você dirige um carro, provavelmente conhece um parâmetro no painel como a distância estimada que pode ser percorrida com o combustível restante no tanque. Às vezes, esses números são críticos - por exemplo, se você precisar chegar a um posto de gasolina em uma área com poucos postos de gasolina.

Uma tarefa semelhante é realizada pela função de medição do consumo de energia do UPS — ela resume a carga em cada tomada e informa ao usuário por quanto tempo um computador conectado ao UPS ou, por exemplo, equipamento médico ou industrial pode operar com bateria em caso de uma interrupção da fonte de alimentação externa. Além disso, esse cálculo será feito com a maior precisão possível com base no nível de carga atual da bateria do no-break.

O tempo de operação do no-break da bateria depende diretamente do consumo de energia da carga. Em geral, quando a carga de trabalho é reduzida pela metade, o tempo de operação triplica.

Muitos no-breaks de classe empresarial permitem conectar módulos de bateria adicionais ao dispositivo, mas há um recurso importante: adicionar baterias ao no-break pode aumentar a duração da carga da bateria, mas não aumenta a potência nominal do no-break - é definido de acordo com as características dos blocos eletrônicos, não pela capacidade da bateria.

A imagem mostra um exemplo de tela do UPS (aqui: Eaton 5PX) com indicação de potência de carga, nível de bateria e seleção de segmento de saída.

As baterias mais usadas em no-breaks são as baterias VRLA (Valve Regulated Lead Acid), também conhecidas como manutenção. Os fabricantes recomendam selecionar a potência do UPS para a carga de forma que ela seja carregada em termos de potência em não mais que 75%.

As baterias envelhecem e perdem capacidade com o tempo, e o monitoramento em nuvem (como o monitoramento em uma rede local) permite que você perceba a tempo que a capacidade da bateria caiu para um nível inaceitavelmente baixo. O software de monitoramento rastreia automaticamente tais incidentes e avisa com antecedência quando o tempo de substituição da bateria está próximo.

Isso é importante para alimentar servidores, onde um desligamento normal de todos os programas requer pelo menos alguns minutos. Se a bateria estiver gasta, o no-break desligará antes que os programas sejam concluídos e dados valiosos poderão ser perdidos.

Modelos modernos de UPS de classe empresarial, por exemplo Eaton 5P / 5PX, permitem ao administrador não apenas monitorar o nível de consumo de energia no UPS, mas também gerenciar a carga na fonte de alimentação da bateria da rede elétrica, desligada principalmente para não -equipamento essencial.

Tarefa 2: identificar UPS sobrecarregado e subcarregado

A segunda tarefa de medir o consumo de energia é evitar uma situação em que alguns no-breaks estejam sobrecarregados enquanto outros permaneçam subcarregados. A sobrecarga do UPS geralmente é causada por dois motivos:

1) para proteger a fonte de alimentação da carga, um UPS com potência nominal insuficiente é selecionado (por exemplo, uma carga na faixa de 700-1100 V·A é conectada a um UPS·A de 1000 V para que a potência nominal seja excedido periodicamente);

2) pessoal não qualificado conectou mais equipamentos ao UPS do que o inicialmente calculado (caso possível - o aspirador conectou um potente aspirador profissional na tomada mais próxima que viu ao lado dele, e essa tomada era da UPS).

Em caso de sobrecarga, a UPS de classe empresarial procura maximizar o desempenho do equipamento protegido e envia um sinal de alarme pela rede para o dispositivo móvel do administrador do sistema.

Além disso, como o equipamento protegido consome mais energia do que o UPS foi projetado, o UPS transfere a carga diretamente para a rede elétrica por meio de um adaptador denominado «bypass».

Então, dependendo da lógica do UPS, o bypass pode ficar ligado por um tempo, esperando a carga normalizar. Se isso não acontecer e a sobrecarga continuar, o UPS desligará completamente e desligará a carga.

A figura mostra a instalação do modo de operação UPS manualmente, através do monitor de serviço da fonte

A tarefa do administrador é monitorar constantemente a situação da empresa em relação à possível sobrecarga de determinados UPSs por meio do monitoramento remoto.Se a carga de qualquer UPS estiver próxima do máximo recomendado, o administrador escreve um pedido de compra e instalação de um UPS de maior potência ou redistribui a carga para outro UPS menos carregado, enquanto realiza um trabalho explicativo entre os trabalhadores.

Tarefa número 3: Observação de um curto-circuito ou circuito aberto na carga

Em regra, um UPS é usado para proteger a fonte de alimentação de dispositivos eletrônicos que possuem sua própria fonte de alimentação. Às vezes, nas fontes de alimentação de tais dispositivos (servidores, roteadores, impressoras, etc.), há um mau funcionamento e um curto-circuito.

Nesse caso, o UPS desliga imediatamente essa carga e emite um alarme, tanto localmente com sinal sonoro quanto como mensagem pela rede local ou para um local de monitoramento na nuvem. Quando um alarme é recebido, ações são tomadas para eliminar o alarme.

Outro caso é o aparecimento de um circuito aberto na alimentação da carga. Neste caso, o no-break não acionará o alarme, mas o administrador poderá visualizar essa situação nos gráficos de carga do no-break na nuvem (ou através do software de monitoramento pela rede local) e também tomar providências para substituir a fonte de alimentação da carga danificada.

Considerando que, além dos equipamentos de TI, os nobreaks são utilizados para backup de energia para equipamentos médicos e industriais, monitorar curtos-circuitos e circuitos abertos na carga é importante não apenas para manter o funcionamento do software e a segurança dos dados do computador, mas também para a saúde das pessoas ou para a execução sem problemas dos processos de produção. …

Conclusão

Graças ao monitoramento remoto (nuvem ou rede local), a medição do consumo de energia nos grupos de saída do UPS é de grande importância prática, o que permite responder a tempo a situações de emergência, bem como redistribuir uniformemente a carga entre UPS para alcançar o possível vida útil mais longa da bateria e maior confiabilidade de energia de dispositivos críticos...

O uso de um no-break de classe empresarial com alta eficiência (por exemplo -99% de eficiência, como no já mencionado Eaton 5PX) e funções de serviço avançadas: software para monitoramento remoto / nuvem, capacidade de conectar baterias adicionais, cálculo automático do restante tempo de carregamento das baterias , a disponibilidade de baterias de carregamento de software de três níveis, que prolonga a vida útil da bateria em até 50% e informando a equipe sobre o tempo de substituição da bateria - permite proteger com mais eficácia o computador, médicos e equipamentos industriais em empresas de qualquer porte e setor.