VANTAGGI E BENEFICI DEI GRUPPI DI CONTINUITA` EATON

VANTAGGI E BENEFICI DEI GRUPPI DI CONTINUITA’ EATON
I Gruppi di Continuità Powerware, data lo stato dell’arte della tecnologia impiegata da Eaton,
leader mondiale nella progettazione e produzione di soluzioni UPS, consentono il massimo
delle prestazioni sul mercato.
I vantaggi e benefici degli apparati di nuova generazione prevedono
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la possibilità di operare al più basso costo di esercizio per proteggere e soddisfare i
requisiti dei carichi critici moderni (server/computer)
o erogando più potenza attiva (kW) e anche con carichi
capacitivi
o operando a maggior rendimento
o occupando minori spazi;
una perfetta integrazione nell’ambiente operativo
o assorbendo corrente da rete in maniera pulita
o non richiedendo di sovradimensionare gli apparati a monte
(generatore diesel);
Caratteristiche esclusive Eaton per migliorare l’affidabilità e la
flessibilità come
o ABM™ (Advance Battery Managment) per la gestione della batteria
o HotSync™ per il funzionamenti di sistemi in parallelo.
Possibilità di operare al più basso costo di esercizio per proteggere e soddisfare i requisiti dei
carichi critici moderni (server/computer) considerando che
•
La potenza totale a 40°C ambiente è
disponibile con cosfì 0.9, permettendo
l’erogazione di maggiore potenza attiva (kW)
rispetto alle macchine normalmente sul
mercato. Ciò è un requisito fondamentale per
alimentare i carichi critici moderni
(server/computer) che assorbono corrente con
tecnologia a correzione del fattore di potenza
(PFC).
Derating 15%
Capacitivo
PF=0.8
PF=0.9
OK
OK
OK
OK
PF=0.9
Inoltre Gli UPS Powerware di nuova
generazione proposti da Eaton hanno una
PF=0.7
variazione del fattore di potenza permesso da
Induttivo
0,7 induttivo a 0,9 capacitivo, senza derating
dell’UPS stesso. La situazione è riassumibile
nel grafico vicino. Nel caso quindi di carichi la
cui corrente assorbita ha fattore di potenza 0,9 capacitivo, non occorre sovradimensionare i gruppi di
continuità proposti.
•
Grazie al solo utilizzo di due soli stadi di conversione a IGBT per tutta la catena doppia conversione
on-line (vedere schema 9390 in figura), il rendimento è estremamente elevato, con un’efficienza
(modello 9390) di 93,6% (carico100%), 92,9% (carico75%) e 92,6 (carico 50%).
A titolo di esempio è possibile osservare che un 1% di miglior rendimento per carico di 100 kW dà:
1%*100kW*24h*365g = 8760 kW/h per anno di maggior consumo.
Con un costo dell’elettricità di 20 EUR / 100 kWh otteniamo:
0.2*8760 = 1752 EUR per anno di risparmio elettrico
Considerando anche un risparmio sull’impianto di raffreddamento, abbiamo un
Risparmio totale di 2 336 € per anno
•
L’uso della tecnologia utilizzata permette una realizzazione estremamente compatta, pur
mantenendo una facile accessibilità solo dal fronte senza vincoli di posizionamento. Si riduce così la
necessità di occupare costosi spazi.
Perfetta integrazione nell’ambiente operativo considerando che
•
•
Il raddrizzatore utilizza il controllo attivo del fattore di potenza in ingresso (PFC) tramite stadio di
conversione di potenza a IGBT con PWM ad alta frequenza, in grado di assorbire energia dalla rete
con un fattore di potenza pari a 0,99 in condizioni normali e corrente dalla rete con un contenuto
armonico al di sotto del 5% senza la necessità di aggiungere filtri (vedere tipologie di
raddrizzatore in figura). Ciò evita eventuali problemi di risonanza tra i condensatori del filtro THD ed
una sorgente a monte ad alta impedenza (es. generatore diesel), nonché problemi al filtro stesso se
la tensione a monte è particolarmente distorta. Le prestazioni indicate sono garantite a qualunque
percentuale di carico, senza i problemi di sovracompensazione per carichi bassi. Il fattore di
potenza pari a 0,99 permette, a parità di potenza erogata, una minore corrente assorbita a monte,
con conseguente possibilità di riduzione dimensionale dell’impianto elettrico.
Le prestazioni di raddrizzatore appena descritte rendono l’apparato particolarmente adatto a
funzionare anche in presenza di generatore diesel a monte, visto il pressoché trascurabile
contenuto armonico della corrente assorbita e l’assenza di sfasamento della corrente medesima.
Ciò previene la necessità di un eccessivo e quindi costoso sovradimensionamento del generatore
stesso. Ai fini del suo dimensionamento, occorre tener conto di una corrente assorbita pressoché
sinusoidale.
Raddrizzatore esafase
(28-30% THDi, FP 0,8)
esafase con filtro
(8-15% THDi, FP 0,92)
Radd.re PFC a
Font-end attivo
(2-5% THDi, FP 0,99)
Raddrizzatore dodecafase
(10-12% THDi, FP 0,8)
Tecnologia booster
(8-12% THDi)
dodecafase con filtro
(5-7% THDi, FP 0,92)
Filtro attivo (THM)
(3-10% THDi)
Caratteristiche esclusive per migliorare l’affidabilità e la flessibilità dell’impianto
•
Gestione della batteria mediante l’esclusivo ABM (Advance Battery Managment) che prevede la
carica della batteria solo quando necessario, mentre normalmente essa è lasciata in stato di riposo
(resting), evitando l’invecchiamento normalmente dovuto alla correnti di tampone e di ripple. E’
ottenibile un 50% in più di tempo di vita.
La finalità del dispositivo ABM è di prolungare la vita delle batterie e garantire l’efficienza del
sistema nel caso in cui si verifichi un blackout. Per aumentare la vita media delle batterie è
necessario ridurre la corrosione delle stesse, causata dal flusso di corrente che le attraversa.
Ovviamente il numero di volte in cui la batteria si scarica è determinato dai blackout che si
verificano e quindi non può essere ridotto, ma la frequenza di ricarica delle batterie può essere
controllata ed ottimizzata.
Gli UPS con ABM caricano le batterie solo quando è necessario e il dispositivo ABM mantiene sotto
controllo lo stato delle stesse e le ricarica in funzione dei valori riscontrati.
In funzionamento normale la batteria viene caricata per 2 giorni, seguiti da 18 giorni di riposo o
“rest” (poi viene riavviato il ciclo di 2 giorni di ricarica e 18 giorni di rest, ecc). Questo permette di
ridurre di molto la corrosione della batteria rispetto ad una modalità di carica tradizionale.
Se le batterie hanno bisogno di essere ricaricate durante i 18 giorni di rest (per esempio dopo un
blackout), ABM avvia immediatamente la carica della batteria e ritorna alla condizione rest quando
la batteria raggiunge la soglia ottimale.
La perdita di energia delle batterie durante il periodo rest non è superiore al 2-3%, quindi questa
gestione non limita l’autonomia disponibile in caso di blackout.
In un sistema on-line doppia conversione, ABM elimina il problema di ripple nel periodo rest.
ABM – Ciclo di carica
Charging mode:
Dopo l’avvio, la tensione di riferimento è stabilizzata in modo che il carica
batteria operi in limitazione di corrente finché la batteria non
smette di
richiedere energia.
Floating mode:
Quando la tensione della batteria è al massimo del suo
valore, viene
avviata la carica lenta per 48 ore.
Resting mode:
Dopo 48 ore dall’inizio del ciclo di ricarica, il carica batteria
disattivato.
Alarm level:
Un nuovo ciclo di ricarica viene avviato dopo 18 giorni o nel
che la
tensione di batteria raggiunga un livello di allarme inferiore a
di
soglia
Vantaggi ABM:
· ABM aumenta la vita media della batteria del 50
· Ottimizza i tempi di ricarica
· Riduce la corrosione delle piastre
· Controllo intelligente a microprocessore verifica reale delle condizioni delle batterie (test
periodico, scarica controllata) per una accurata protezione da eventuali anomalie.
•
viene
caso
quello
%
Possibilità, mediante la tecnologia brevettata Hot Sync™, di avere 2 o più unità connesse in
parallelo.
Per un livello di disponibilità del 99.999% necessario per applicazioni critiche, un Gruppo Statico di
Continuità in configurazione singola non è più sufficiente, ma sono necessari sistemi di più UPS
funzionanti in configurazione parallelo ridondante. Inoltre la continua diffusione di impianti di
elaborazione centralizzati ha creato una richiesta di mercato per soluzioni di alimentazione scalabili,
con l’aggiunta di moduli in parallelo a quelli già precedentemente installati, consentendo una
pianificazione delle spese in linea con le reali necessità del momento.
Gestire i single point of failure
Un sistema di continuità parallelo prevede la connessione insieme di due o più unità UPS con uscita
comune di alimentazione verso il carico, cosicché anche nell’improbabile ipotesi che una si guasti,
le rimanenti sono in grado di assicurare continuità al carico. Tradizionalmente una configurazione in
parallelo ridondante è ottenuta avendo una circuiteria di controllo comune nel sistema.
Sfortunatamente, questo porta ad un singolo punto di guasto (“single point of failure”) per l’intero
sistema perché se il controllo comune ha un guasto, l’intero sistema UPS rischia di perdere il carico.
Allo stesso modo la necessità di scambio di segnali tra le diverse unità in parallelo al fine di un’equa
ripartizione della corrente di carico può costituire un “single point of failure”.
Questa è la ragione per cui Eaton Powerware ha sviluppato la tecnologia brevettata Hot Sync per
parallelo ridondante o per aumento di capacità. Esso è progettato per eliminare ogni “single point of
failure” a livello di sistema implicito nei sistemi di controllo tradizionale, aumentando
esponenzialmente l’affidabilità dell’intero sistema.
Sincronizzati ma non interdipendenti
Hot Sync permette a due o più unità di lavorare in completa sincronizzazione senza che esse siano
collegate tra loro e senza alcuna logica comune. Questa tecnologia fornisce la ridondanza e la
ripartizione del carico automatica con nient’altro che la connessione di potenza tra i moduli. Tutte le
unità sono in grado di funzionare autonomamente e prendere decisioni semplicemente analizzando il
proprio carico. I moduli UPS non necessitano di alcuna comunicazione tra loro per ripartirsi la
corrente di carico o per rimuovere un’unità guasta dal bus del carico. Se un modulo presenta dei
problemi, gli altri continuano ad alimentare il carico equamente mentre quello guasto è
immediatamente isolato. Persino se venissero interrotti i cavi di segnale tra le varie unità il sistema
continuerebbe ad alimentare il carico senza interruzione, in virtù del fatto che i segnali scambiati
sono solo di carattere ausiliario e non
necessari per la ripartizione del carico.
rete
Questo significa che non esiste alcun
“single point of failure”.
Testata in campo ed installata in
migliaia di siti in tutto il mondo, la
tecnologia proprietaria Hot Sync® di
Eaton Powerware è divenuta lo
standard di affidabilità globale. Grazie
alle ottimali funzionalità di
monitoraggio e alla presenza di
controlli altamente automatizzati il
sistema è facile da gestire come un
singolo modulo.
Carico
Hot Sync Ridondante
L’Hot Sync Ridondante permette il
parallelo di N+1 moduli fino ad 8 UPS, con i moduli UPS che si dividono il carico critico tra loro. Se in
un modulo dovesse avvenire un qualsiasi malfunzionamento, il rimanente carico critico è protetto al
100%. La diagnostica interna isola immediatamente il modulo UPS difettoso dal bus critico mentre
l'altro UPS assume il pieno carico.
Hot Sync di Capacità
L’Hot Sync di Capacità permette fino a otto moduli UPS di operare in parallelo per aumentare la
capacità di carico.
Aggiungendo ulteriori moduli UPS rispetto a quelli necessari per supportare il carico, può essere
ottenuta anche la ridondanza. Per esempio, se il carico richiesto dovesse essere di 800 kVA,
selezionando tre unità da 400 kVA si ha la ridondanza di N+1: due moduli per alimentare il carico ed
uno per ridondanza.