Přepnutí UPS - výpadek?
Některé UPS přepínají rychle, některé pomalu. Některé ještě pomaleji. Záleží na typu (online/offline/interactive/...) a kvalitě produktu. Vyjma online UPS, všechny ostatní typy, když přepínají mezi baterií a vstupem, produkují na svém výstupu přechodový efekt. U kvalitnějších UPS je tento přechodový jev tak krátký nebo malý, že ho Orcave 101-101 neregistruje. Naproti tomu existují UPS, u kterých je přepnutí detekováno jako výpadek.
Proč UPS přepíná? Z hlediska principu (zjednodušený popis), typická offline UPS obsahuje baterii, invertor, obvod na dobíjení a transfer switch. Pokud je UPS napájena ze sítě, tak tento přepínač směruje elektrickou energii ze vstupu do spotřebiče. Když dojde k výpadku vstupu, UPS aktivuje invertor, který začne vytvářet napětí a výstup připne na tento invertor. Smart, Interactive a řada jiných technologií dokáže dobu tohoto přepnutí zkrátit na minimum. Nicméně u řady UPS bude toto přepnutí detekováno jako výpadek vstupu.
Proč je to problém ?
Představte si vzorovou situaci: máme IN 1 a IN 2 pod napětím. sestava je ve výchozím stavu . Vypadává IN 1, UPS začíná přepínat. TS detekuje výpadek Backup input a přepíná na IN 2. To by ale neměl, protože v ten okamžik výpadek Backup input je legitimní.
Důvěra v UPS
Tak dáme Backup input možnost udělat výpadek. Opakujme tedy stejný scénář. Vše dopadlo jak mělo, UPS obnovila svůj výstup včas a spotřebiče nerušeně pokračují ve své činnosti.
Co se ale stane, když UPS selže? Ať již při přepnutí (baterie neudrží spotřebiče), nebo prostě za provozu nastane porucha?
S tím souvisí takzvaná důvěra v UPS. Pokud je sestava nastavena důvěřovat Backup input zdroji, toleruje výpadky. Pokud ale Backup input selže - dojde k výpadku spotřebičů, protože se jedná o dvojitý výpadek. Tím, že se Backup input dal čas k obnovení svého výstupu se vyplýtvalo jediné kvantum k dispozici.
Ale co když UPS zdroji věřím tak napůl?
TS dostal do vínku možnost, tolerovat jakémukoliv vstupu výpadek, když nastave v časové souvislosti se zadaným zdrojem. Zdroj může být výpadek jiného vstupu. V nastavení Orcave 101-101 je tedy možno říci, že “když vypadne IN 1, Backup input může mít výpadek”. Tolerance výpadku je maximálně 100 ms. Pokud do této doby zdroj neobnoví napětí, je považovan za vypadlý a nastává dvojitý výpadek.
Vraťme se k našemu scénáři o pár řádků výše. Jen v nastavení svážeme výpadek IN1 s tolerancí výpadku na Backup Input. Když vypadává IN1 a Backup input. Protože je povolena vazba výpadků, tak TS bude ignorovat přepnutí UPS a spotřebiče zůstanou přepnuté na UPS. Na druhou stranu, kdybychom ve výchozím stavu vytáhli kabel z Backup input na Orcave 101-101 a tím simulovali poruchu, TS by se korektně přepnul na IN1 a spotřebiče by neměly výpadek. Ale ani toto chování není bez poskvrny, UPS může přepnout prakticky kdykoliv, na základě pokynu operátora, při selftestu a podobně. O těchto událostech TS neví a nemůže tedy dát UPSce potřebnou šanci a přepne.
! |
Je na operátorovi rozhodnout, jestli UPS důvěřuje, nebo nikoliv. Případně nastavit korektní vztah mezi výpadky na vstupech. Nelze poskytnout obecný návod, jak nejlépe nastavit danou lokalitu. Záleží na typu a kvalitě UPS, stejně tak jako na četnosti výpadků, druzích spotřebičů a podobně.
|
Detekce napětí na vstupech a souběhy výpadků
TS detekuje napětí na vstupech na základě měření napětí. Napětí je na vstupech registrováno od cca 80V AC. TS měří napětí, frekvenci a střídu vstupu. Pokud parametricky vyhovuje, je vstup, po dané bezpečností době, prohlášen za online. Jestliže vstup je v červených parametrech po kratší dobu, je zcela ignorován.
Napětí na vstupu je vzorkováno každých 125 µs a kvantováno na hodnoty 0 nebo 1 (tj. napětí pod/nad 80 V). Na vzorkovaný signál je aplikován FIR filtr a sumarizace na 4 poslední naměřené hodnoty. Výsledkem je signál s periodou 500 µs. Ten je již prostý zákmitům. Minimální délka změny signálu, aby se dostal od vstupu k vyhodnocovací logice je cca 375 µs. Kraší změny nejsou detekovány, tím se předchází falešné detekci v zarušených sítích. Algoritmus je adapatibilní a je frekvenčně nezávislý. Nezávislost neplatí pro agregáty, produkující 10 kHz PWM modulaci, místo skutečné sinusoidy.
Kladná i záporná půlperioda napětí v rozvodné síti je vyhodnocována nezávisle, bez ohledu na svou polaritu.
Na každou půlperiodu, při frekvenci 50 Hz, připadá cca 20 vyhodnocení. Orcave 101-101 dynamicky počítá periodu signálu a periody “on” části. Jako výpadek je pak specifikován takový stav linky, jež v rámci ON fáze, nepřenese egergii do spotřebičů ve více “kvantech” než je specifikováno. Výchozí nastavení je hodnota 4, jež odpovídá době detekce cca 4*500 µs = 2 ms. Výpadky nelze detekovat mimo aktuální “půlvlnu”, takže principielně nelze ignorovat výpadku delší než cca 8 ms. Nicméně, pomocí “gross” lze detekce posunout i za hranice půlvny.
V praxi může nastat situace, že výpadky nastanou krátce po sobě. Například výpadek fází je posunut. Nebo výpadek při přepnutí UPS nastává za krátký okamžik po výpadku IN. Proto TS, když detekuje výpadek, vyčká krátké časové kvantum na další případný výpadek, které pak vyhodnocuje jako atomický výpadek dvou vstupů. Tato doba je ve výchozím nastavení 750 µs.
Pokud je rozdíl mezi výpadky vstupů delší, může se stát, že TS přepne na vstup, který v době vyhodnocování byl ještě online, ale během dalších několika desítek ms bude offline. Této situaci nelze předejít a pokud nastane, nastává dvojitý výpadek a spotřebiče jsou bez energie. Lze prodloužit tento čas na delší dobu, ale na druhou stranu, o tuto dobu se prodlouží doba samotného přepnutí.
Zde je vidět, že i když máme dva další nezávislé vstupy, TS nemůže suplovat funknci UPS. Pouze ji doplňuje. Výchozí tok energie by měl vždy být přes UPS, která je navrhnuta přesně pro tyto účely. Samotný TS by měl reagovat pouze v případě selhání, servisu, nebo testu UPS.