UPS: Nezapomeňte na ochranu svých zařízení

Bezproblémový provoz počítačových sítí je nemyslitelný bez zdrojů nepřerušovaného napájení UPS. Minimální och...


Bezproblémový provoz počítačových sítí je nemyslitelný bez zdrojů
nepřerušovaného napájení UPS. Minimální ochranu před výpadky a výkyvy napájecí
sítě poskytují levná off-line zařízení, systémy typu on-line a line-interactive
navíc zlepšují kvalitu napájení. U nově vyvíjených výrobků je snahou výrobců
zlepšit účinnost a zároveň nabídnout modulární koncepce, které zajišťují větší
flexibilitu a variabilitu instalací. Většina firem by zřejmě měla vážné
problémy, kdyby zůstaly bez elektrického napájení a jejich IT systémy se
zastavily. Ze statistického hlediska to rozhodně není tak nepravděpodobné, jak
se snad může zdát. Při dostupnosti napájení 99,98 % je třeba počítat průměrně
se 105 minutami výpadku proudu ročně. A to nemluvíme o různých katastrofických
událostech. Pro firmy, které si takové riziko nemohou dovolit, není jiná
možnost, než si pořídit záložní zdroje.

Špatná kvalita
Vedle samotného výpadku proudu je však třeba zohlednit i jiné poruchové
faktory, které mohou vést ke škodám na vybavení IT, pokud v síti nejsou
nainstalována žádná zařízení pro zajištění nepřerušovaného napájení nebo na
ochranu proti přepětí. Podle odhadů odborníků lze kolem 60 procent všech
problémů s počítači přičíst poruchám napájení.
V ideálním případě by mělo být k dispozici elektrické napětí ve tvaru čisté
sinusoidy. Skutečnost však vypadá jinak: Střídavé napětí dodávané přímo ze sítě
je nespojité a vykazuje řadu nepravidelností. Zkušenosti ze zemí, kde došlo k
liberalizaci trhu s elektrickou energií, pak ukazují, že tento proces kvalitu
napětí spíše ještě zhorší. Také zde mohou pomoci systémy nepřerušovaného
napájení tím, že napětí vyhlazují a filtrují. Ke zhoršení kvality napájení může
dojít i v případě, kdy uvnitř budovy určitá zařízení při svém spuštění způsobí
proudový náraz. Například výtahy mohou způsobit natolik velké proudové
zatížení, že oslabí dodávku proudu do ostatních spotřebičů. K nejdůležitějším
problémům s elektrickým proudem patří přepětí, vysokonapěťové špičky, spínací
špičky, podpětí, vysokofrekvenční
rušení, zkrat, výpadek sítě, elektrický šum ve vedení nebo harmonické vlny.
Tyto faktory jsou příčinou problémů, jako jsou chyby v přenosu dat, vymazání
operační paměti, zhroucení pevných disků, zablokování klávesnice nebo případně
i poškozené desky plošných spojů.

Systémy UPS
Systémy nepřerušovaného napájení UPS (Uninterruptible Power Supply) zajišťují
ochranu před tímto nebezpečím. Podle provedení dokážou částečně nebo zcela
odstranit uvedené problémy. V oblasti ochrany firemních sítí se etablovaly tři
způsoby systémů nepřerušovaného napájení: off-line, line-interactive a on-line.
Společným rysem všech uvedených systémů je to, že při výpadku proudu dodávaného
ze sítě nastoupí záložní zdroj a po určitou dobu zajišťuje napájení ze svých
baterií, aby všechny systémy a zařízení mohly řádně ukončit svoji činnost.
Je-li třeba zajistit nepřetržitý provoz, překlenou UPS pouze první minuty
výpadku a pak už naběhne nouzový elektrický agregát (motorgenerátor) a začne
poskytovat proud. Výkon baterií v záložním zdroji stačí zpravidla na 10 až 30
minut provozu připojených systémů. Aby se samotné systémy nepřerušovaného
napájení nestaly příčinou selhání napájení, nabízí většina výrobců takzvanou
redundanci n + 1. V této koncepci se instaluje vždy o jednu jednotku záložního
zdroje víc, než je z hlediska potřeby proudu nutné. Tím je zajištěno, že i v
případě výpadku jednoho záložního zdroje se aktivuje druhá jednotka, která
zajistí dostatečné napájení pro všechna spuštěná zařízení.

Různé možnosti
Nejjednodušším a nejlevnějším řešením jsou off-line nebo stand-by systémy. V
normálním provozu jsou off-line, to znamená, že proud teče ze sítě přímo ke
spotřebičům. Systém nepřerušovaného napájení naskočí teprve v momentě, kdy
vypadne proud. Stejnosměrné napětí z baterií se mění na střídavé napětí.
Off-line systémy nepřerušovaného napájení nenabízejí zpravidla žádné funkce pro
úpravu napětí. Obsahují pouze tlumič rázového napětí a filtry, které tlumí
přepětí a spínací špičky. Přístroje typu line-interactive a systémy s jednou
konverzí naproti tomu zásobují uživatele prostřednictvím takzvaného PLC (Power
Line Conditioner). Při větších napěťových odchylkách se automaticky zapne
systém nepřerušovaného napájení a upraví napájení tak, že kromě jiného vyhladí
napěťové špičky a vyrovná podpětí. Pomocí takzvané metody boostingu mohou
systémy nepřerušovaného napájení line-interactive postupně regulovat napětí
zvýšeným odběrem proudu. Teprve když tento způsob nemá úspěch, nastane přepnutí
na baterie. Systémy line-interactive poskytují lepší ochranu než off-line
systémy a jsou levnější než čisté on-line systémy.
Nejčistší výstupní proud dodávají on-line systémy nepřerušovaného napájení,
označované také jako systémy s dvojitou konverzí (double conversion). Plynule
mění vstupní proud pomocí usměrňovače na stejnosměrný proud a z něho pak
produkují opět střídavý proud pro spotřebiče. On-line zařízení mají tu výhodu,
že umějí dokonale odstranit kolísání frekvence a poruchy sítě a při výpadku
proudu není nutná žádná doba na přepnutí. U off-line a line-interactive
principu naopak potřebuje systém nepřerušovaného napájení několik milisekund,
aby přepnul na provoz s bateriemi nebo střídači.

Důležitá je účinnost
Abychom zbytečně neplýtvali elektřinou, je při pořizování systémů
nepřerušovaného napájení třeba dbát na to, aby měly vysokou účinnost.
Katalogové údaje výrobců je třeba brát s rezervou, protože byly zpravidla
pořízeny v ideálních laboratorních podmínkách. Efektivní stupeň účinnosti
systému nepřerušovaného napájení však silně závisí na příslušných podmínkách
sítě. Zejména je třeba vzít v úvahu takové faktory, jako jsou zátěž, stabilita
síťového napětí nebo působení dílčích zátěží. Účinnost systému nepřerušovaného
napájení by se měla zjišťovat při nelineární proudové zátěži, protože napájecí
zdroje IT a počítačových systémů odebírají proud z veřejné sítě nikoliv
lineárně, ale pulzně. Systémy nepřerušovaného napájení často také nejsou
vytíženy na 100 %, takže účinnost je rozhodující v provozu s dílčí zátěží.
Zvlášť nízká je zátěž u redundantních konfigurací, ve kterých si například dva
systémy nepřerušovaného napájení se 400 kVA dělí zátěž 350 kVA. To znamená, že
v normálním provozu je každý systém nepřerušovaného napájení vytížen jen asi z
45 %. Z hlediska své architektury mají on-line systémy nepřerušovaného napájení
horší účinnost než off-line nebo line-interactive zařízení, protože
permanentním usměrňováním a změnou na střídavý proud nutně vznikají energetické
ztráty. Výrobcům se ovšem již podařilo dosáhnout vysoké účinnosti i u nich.
Off-line a line-interactive systémy dosahují v laboratorních podmínkách
účinnosti 95 % a více. Účinnost line-interactive systémů však rapidně klesá,
pokud musí pro regulaci napětí aktivovat výstupní měnič.

Modulární řešení
Odborníci na systémy nepřerušovaného napájení z firmy APC, kteří již před
několika lety prosadili na trhu se svou rodinou produktů Symmetra modulární
přístup k UPS, představili letos na jaře produkt Power Struxure novou koncepci
velmi pružné infrastruktury napájecích systémů. Řešení obsahuje nejen modulární
komponenty systémů nepřerušovaného napájení, ale i příslušné rackové systémy,
komponenty pro větrání a kontrolu i celou kabeláž. Firma APC zvolila řešení,
kdy vede svazek kabelů na horní straně podél racků a tím poskytuje jednoduchý
způsob, jak vybudovat a zase rozebrat kompletní systém. Podle Rodgera B.
Dowdella, prezidenta a CEO firmy APC, přináší Power Struxure tu výhodu, že
firmy mohou díky flexibilnímu řešení používat systémy nepřerušovaného napájení
podstatně efektivněji. Mnohé firmy dosud používají jen část instalované
kapacity nepřerušovaného napájení, protože chtějí být vybaveny na budoucí
nárůst. Produkt Power Struxure má podle názoru R. Dowdella umožnit takovým
firmám úspory ve výši 20-60 %. Systém je k dostání ve třech velikostech, které
mají pokrýt potřebu středních až velkých firem. Předností modulárních systémů
nepřerušovaného napájení lze zvlášť dobře využít v centralizovaných IT
prostředích. Pro decentralizovaně organizované firmy, které musejí zajišťovat
nepřerušované napájení i v oddělených pracovních skupinách nebo na pobočkách,
jsou samostatná zařízení stejně jako doposud nezbytná. Výběr produktů by se zde
měl orientovat podle výše zmíněných kritérií a podle požadavků na dostupnost
vlastních systémů.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.