SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 19
Descargar para leer sin conexión
1. UPS sistemi

       1.1.    Šta je UPS i čemu služi?
      UPS je jedan od osnovnih uređaja čija je funkcija da određenu nepredvidivu pojavu
učinimo predvidivom.

       U slučaju nestanka napona gradske mreže računar se isključuje i neminovno dolazi do
gubitka tekućih podataka u radnoj memoriji, ili što je još gore može doći do oštećenja zapisa
na samom hard disku ako je prekid nastao u trenutku čitanja ili upisa na hard disk.

       Zbog očuvanja ispravnog rada samog računara kao i podataka tokom rada na računaru
korisno je računar povezati preko izvora besprekidnog napajanja - UPS ( Uninterruptable
Power Supply – neprekidno napajanje strujom ). U slučaju nestanka struje preko baterija
obezbeđuje se računaru napon gradske mreže u trajanju od nekoliko minuta do nekoliko
desetinaa minuta, zavisno od potrošnje računalnog uređanja i kapaciteta baterija, što je
dovoljno da se sačuvaju podaci i isključi računar ako u međuvremenu ne dođe do
uspostavljanja napona gradske mreže. Sam UPS realizuje se kao preklopni (off-line) koji
reaguje isključivo po nestanku struje kada u nekoliko mili sekundi elektronika preuzima
generisanje napona mreže tako što vrši generisanje napona iz baterije, ili stalni (on-line) koji
neprekidno vrši pretvaranje napona baterije u naizmenični napon mreže a baterija se
neprekidno dopunjava. Naravno, druga vrsta izložena je neprekidnom opterećenju pa je
samim tim gabaritnija i skuplja. Dobra svojstva imaju UPS uređaji tipa 'off-line' koji
poseduju stabilizator za ublažavanje promena napona mreže.




                                         Slika 8: UPS uređaj

        Bez obzira koja se vrsta UPS uređaja odabere, dobro je odlučiti se za onaj koji ima
25%-50% veće mogućnosti po snazi od snage opterećenja koje se kontroliše i nije
preporučljivo koristiti potrošače koji imaju induktivnu osobinu. Što je kapacitet akumulatora
(baterije) veći autonomnost samostalnog rada je veća, što je korisno za uređaje koji su u
suštini tokom dana bez fizičkog nadzora. Ako napon gradske mreže previše osciluje pažnju
treba obratiti na raspon promene napona gradske mreže koji UPS može anulirati. Tada je ova
osobna važnija od kapaciteta ugrađenih baterija. U svrhu odluke pri nabavljanju uređaja
prethodno treba utvrditi kakve su uobičajene pojave na napojnom vodu koji se koristi za
priključivanje računara. Bolji UPS uređaji (obično nose oznaku SMART) imaju serijski
priključak (COM) za vezu s računarom, čime se uz određenu programsku podršku prati stanje
istrošenosti akumulatora nakon nestanka struje. Kada napon akumulatora dođe ispod kritične
granice, UPS to signalizira računalu koji se automatski gasi, a potom se gasi i sam UPS.
Razumljiva optička i zvučna signalizacija UPS-a nije na odmet.




       1.2. UPS – osnovni principi rada, karakteristike i pojmovi


                    3.2.1 Vrste smetnji

     Kako bi znali od čega u stvari štite ovakvi uređaji, moramo da razmotrimo kako i zašto
se javljaju razne anomalije u snabdevanju uređaja električnom energijom. Grubo rečeno,
imamo nekoliko vrsta "uljeza" iz elektriène mreže:

       Podnapon (Brownout, Sag). Spada u najčešće probleme na električnoj mreži. Za
podnapon se uzima bilo koji napon 20% niži od nominalnog (u našem slučaju 220V).
Prouzrokuje "zamrzavanje" tastature, čudno "groktanje" diska ili "zaglavljivanje" sistema.
Gubitak podataka sa diska je vrlo verovatan, ako se podnapon dogodi u trenutku upisivanja,
ali i čitanja podataka sa/na njega. Podnapon umnogome smanjuje radni vek komponenti, a
relativno je čest u ruralnim delovima naselja, koja su dosta udaljena od trafo stanice.

       Prenapon (Surge). Obično traje 1/120 sekunde (1,2ms) i prouzrokovan je
uključivanjem/isključivanjem velikih potrošača/elektromotora koji rade u okruženju
kompjutera (veš mašina, zamrzivač, lift, rashladni uređaji, kompresori...) Za prenapon se
smatra napon za oko 10% veći od nominalnog. Prilično loše utiče na SMD elemente. Lošija
ATX napajanja mogu da "izvedu" i neočekivano uključenje (isključenog) kompjutera pri
prenaponu.

         Udar (Spike). Važi za daleko najopasniji vid problema sa električnom energijom.
Prouzrokovan je trenutnim skokom napona i do 100% ( pa i više) iznad nominalnog. Javlja se
kada grom udari u blizini trafo-stanice, kada se struja uključi (posle restrikcija, nekog kvara
itd. ) ili zbog "radova" na električnoj mreži (popravke, prespajanje itd). Posledice mogu biti
različite od slučaja do slučaja - od prostog treptaja monitora, pa do kompletnog "spaljivanja"
kompjutera. Zato se ne preporuèuje korišćenje osetljive opreme odmah po dolasku struje (ako
je bila isključena) ili u toku atmosferskih pražnjenja.

        Šum (Noise/Interference). Nastaje od blagih poremećaja frekvencije. Postoje dve
vrste šumova (interferencija): RF (Radio-frekventna) i EM (Elektro-magnetna). Obrazuju ih
razne stvari, poput uključenja/isključenja uređaja sa elektromotorom, varničenje na troli
(trolejbus/tramvaj), radio prijemnici/predajnici itd. Javlja se iz razloga što instalacije u


                                                                                             1
kući/stanu obrazuju neku vrstu antene, koja "skuplja" sve moguće smetnje. Posledice postoje,
ali nisu preterano štetne.

         Isključenje (Blackout). Deluje dosta pogubno po opremu. Prouzrokuju ga kvarovi,
preveliki zahtevi za električnom energijom (preopterećenje), prirodne nepogode (udar groma,
oluja...). Javlja se kao potpuno (restrikcije, kvarovi) ili trenutno isključenje. Dok je potpuno
isključenje u najvećem broju slučajeva bezopasno (osim po vaš rad, ako niste snimili, ili ako
je disk u tom trenutku nešto upisivao), trenutno isključenje je znatno opasnije. Posledice
mogu izostati (osim resetovanja, koje je gotovo pravilo), ali i biti katastrofalne. Ne treba ni
pominjati koliko elektronika "voli" ovakav vatromet. Neki proizvođači za Blackout uzimaju i
sve napone ispod 70V, pošto se računa da je to najniži napon pri kojem uređaji uopšte
"pristaju" da rade.



                                   3.2.2 Modeli zaštite

       E sad, pošto znamo moguće probleme, razmotrićemo i metode zaštite. Postoji nekoliko
vrsta uređaja, koji Vam mogu pružiti zaštitu. Neki od njih su manje efikasni, neki više... a
naravno, i cena je jedan od faktora.
       Pa pođimo redom...

        Prenaponska zaštita (Surge Protectors/Suppressors) je jedan od vidova zaštite od
fluktuacija u električnoj mreži, premda najslabiji. Kod nas je vrlo popularan u formi
produžnog kabla. Radi tako što preusmerava sve napone iznad 220V u uzemljenje i time vrši
sprečavanje udara direktno na opremu. Na podnapone i ostale "uljeze" nema nikakvog uticaja.
I u sferi ovih "zaštitnika" postoji nekoliko različitih vrsta, ali pošto oni nisu tema ovog teksta,
ostavićemo ih za neku drugu priliku. Izreka "bolje išta, nego ništa" se najbolje može primeniti
na ove prenaponske zaštite. Bolje je imati UPS, ali ako nemate, dobro je i ovo.

        Linijski filteri (PowerLine Filters) su pasivni uređaji, koji filtriraju frekvencije iznad
i ispod 50Hz (nominalna frekvencija). U praksi onemogućavaju pojavljivanje "smetala" kao
što je šum i daju "čistiju" struju. Zvučnici povezani na pojačalo koje ide preko linijskog filtera
neće emitovati razna pucketanja i šuštanje prilikom uključivanja/isključivanja većih
potrošača, na primer. Cena linijskih filtera varira od 50 pa sve do 300 eura, za standardne
(kućne) modele. Ono što razlikuje linijske filtere od UPS-a je nekoliko stvari – Nemogućnost
zaštite od prenapona i udara i nemogućnost nastavljanja rada prilikom nestanka električne
energije (zbog nedostatka baterije) su loše strane. Ali ono što je njegova prednost je upravo
pomenuto filtriranje. U tome je neretko prilično bolji od većine UPS-ova (posebno od
StandBy klase), a sigurno bolji od svih konfekcijskih kakve nalazimo na našem tržištu. Još
jedna zgodna stvar u vezi sa njima je mogućnost priključivanja kućnih uređaja po želji, koji se
uklapaju u dozvoljeno opterećenje (Audio/video uređaj i sl.), pošto je izlaz rešen običnim
"šuko" utičnicama.

       Besprekidni Izvor Napajanja (UPS, Uninterruptable Power Supply) je nama
najpoznatiji oblik zaštite. Generalno ih možemo podeliti na tri tipa. Pa, idemo redom:

      1)Stand By UPS (Off-line). Najčešći oblik napajanja kakva viđamo kod domaćih
snabdevača hardverom. Rade na vrlo jednostavnom principu - struja se isporučuje direktno iz

                                                                                                 2
mreže, a istovremeno se pune baterije. U slučaju nestanka struje, ili bilo kakve nepravilnosti u
snabdevanju istom (podnapon, prenapon, udar), napajanje se automatski, u toku rada,
prebacuje na baterije, iz kojih putem invertora do kompjutera dolazi čist napon i stabilna
frekvencija. Za ovu vrstu UPS-a vezane su neke prednosti, ali i mane. Prvo, baterije imaju
duži vek trajanja, jer se ne koriste stalno, već samo po potrebi, kao i punjač i invertor, pa je
samim tim buka manja. Ređe korišćenje većine delova UPS-a omogućava korišćenje jeftinijih
(čitaj: mahom lošijih) komponenti, pa je i krajnja cena niža. Loša strana je, što u slučaju da
otkaže neki od vitalnih delova (inverter, punjač), nećete primetiti sve dok ne nastane neki
haos u napajanju. Veoma važna osobina ovih UPS-ova je tzv. Switchover time, odnosno
vreme prebacivanja napajanja sa mrežnog na baterijsko. Tu se krije i druga nezgodna
karakteristika. Naime, UPS "čeka" da se neka od anomalija ispolji, pa tek onda odreaguje
prebacivanjem sa mrežnog na baterijsko napajanje. Proizvođači teže da to vreme bude što je
moguće kraće, kako ne bi došlo do restarta ili gašenja sistema. Standardno za današnje UPS-
ove, switchover period se kreće od 2 do 5ms, što je sasvim dovoljno, budući da stručnjaci
tvrde da će kompjuter preživeti bez restarta čak i 100ms i više. Naravno, to ne znači da će pri
tako kasnom prelasku na sekundardno napajanje, oprema preživeti bez posledica. Kao takav,
switchover period je još davno prevaziđen kao mogući faktor kvaliteta UPS-a, mada uvek
treba insistirati na što nižem periodu (5ms i niže). Neki proizvođači malo odstupaju od nekih
normi predviđenih za ovaj tip UPS-a. APC recimo, koristi drugu filozofiju prebacivanja.
Oprema se napaja preko posebnog trafoa, koji je u stanju da "u letu" registruje i reguliše
prenapon (do određene granice) ili podnapon čak i do samo 90 Volti, kada se napajanje
prebacuje na baterijsko, a istovremeno štedi baterije. To je bar za klasu bolje od standardnog
StandBy UPS-a, koji često ne raspolaže nikakvim "peglanjem" napona i frekvencije.
Nominalno opterećenje za ovu klasu UPS-a je do 1000VA.
        Blok dijagram Stand By UPS-a je prikazan na slici 9, prenosni prekidač ( transfer
switch ) je podešen za odabrani izlaz AC filtra primarnog izvora energije (što je zapravo
napajanje sa mreže - puna linija) i prekidač se prebacuje u položaj za napajanje sa
baterija/invertor tek kada dođe do prekida napajanja iz mreže. Kada se to desi prenosni
prekidač mora da se prebaci sa napajanja iz mreže na rezervno napajanje iz baterije
(isprekidana linija). Invertor jedino provodi samo kada je napajanje iz mreže prekinuto, otuda
i naziv „ Standby“. Visoka efikasnost, mala veličina i niska cena su osnovne beneficije kod
ovog dizajna. Sa odgovarajućim filtrom i surge kolom, ovakvi sistemi mogu takođe da
obezbede odgovarajuće potiskivanje šumova.




                                        Slika 9: StandBy UPS




                                                                                              3
2)OnLine UPS. Danas najređi oblik UPS-a u vankorporacijskom okruženju. Glavne
dve karakteristike su visoka cena i visoka pouzdanost, ali i (više teoretski) kratak vek
trajanja. I cena i pouzdanost počivaju na principu rada - za razliku od StandBy UPS-a, OnLine
svoj punjač, invertor i baterije koristi sve vreme rada. Dakle, napajanje u svakom trenutku ide
iz baterija, a ne iz mreže, čime se zaobilazi switchover period, koji je karakterističan za
StandBy uređaje. Takođe, ovakav način napajanja sve vreme daje uvid u stanje intvertora i
baterija, ali prouzrokuje evidentno kraći vek trajanja i konstantnu buku, koja dolazi od jakog
internog hlađenja. Noviji OnLine UPS uređaji imaju i paralelno rešeno - standardno
napajanje, na koje se sistem automatski preusmerava u slučaju kvara na invertoru ili
baterijama. Tako je osiguran permanetan rad. I pored svojih dobrih strana, ovaj UPS se
godinu za godinom, polako izbacuje iz upotrebe, jer se usavršavaju sve pouzdaniji sistemi
nadgledanja klasičnih UPS uređaja, koji eliminišu potrebu za OnLine pandanima. I danas
konstantna upotreba ovih UPS-ova pri serverima donekle demantuje prethodnu tvrdnju, a sve
zbog zaista velikog opterećenja koje ova klasa može da izdrži. Osim toga, neke studije tvrde
da je procenat otkaza prilično manji od StandBy klase. Nominalno optereæenje se kreće u
rangu od 5000VA (5kVA) pa naviše (može biti i do 800kVA!).
        Blok šema ovakvog UPS-a je prikazana na slici 10.




                                    Slika 10: OnLine UPS

        3)Line Interactive UPS. Po mnogima, ubedljivo najpouzdanija klasa UPS uređaja.
Princip je svakako inteligentan, iako u suštini jednostavan. Glavna razlika u odnosu na
prethodna dva tipa je što postoji samo dvosmerni pretvarač/invertor. Struja najpre ulazi u
pretvarač/invertor, koji razvodi struju - deo pretvarača u jednosmernu, kojom puni baterije, a
deo odmah filtrira i napaja opremu. U slučaju nastanka problema u napajanju, pretvarač radi
kao invertor, koji jednosmernu struju uskladištenu u baterijama pretvara u naizmeničnu, šalje
je na filtriranje i na izlazu dobijamo čistu naizmeničnu struju, stabilnog napona i frekvencije.
Tako dobijamo ubedljivo najbrži switchover period, jer pretvarač/invertor (u oba slučaja
zadužen za "isporuku" struje) preuzima ulogu switcha. Ovaj sistem slovi za daleko
najisplativiji. Cenom je negde između OnLine i StandBy uređaja, a pouzdanost je,
zahvaljujući principu rada, na veoma visokom nivou. Nominalna snaga je do 3000VA.

       Line interactive UPS je prikazan na slici 3.3, ovaj dizajn se najviše koristi za male
firme, Web i departmental servere. Kod ovog dizajna, konvertor energije (invertor) je uvek

                                                                                              4
konektovan na izlaz UPS-a. Invertor je reverse kada se na ulazu UPS-a dovodi nominalna AC
struja.
        Kada je ulazna struja ispod nominalne vrednosti, prenosni prekidač je otvoren i na
izlazu se dovodi struja sa baterije. Invertor je uvek spojen sa izlazom, ovaj dizajn obezbeđuje
dodatnio filtriranje i dozvoljava privremeno prebacivanje.
        Kao dodatak, u line interactive dizajnu obično je ugrađen „tap-changing“
transformator. Pomoću ovog dodatnog transformatora vrši se regulacija ulaznog napona.
Regulacija napona je značajna osobina kada se na ulaz UPS uređaja dovodi nizak napon,
drugi UPS-evi bi u tom slučaju premostili na napajanje sa baterije. Visoka efikasnost, niska
cena i visoka pouzdanost povezana sa sposobnošću korekcije niskog ili visokog napona su
uslovi za proizvodnju ovog dominantnog tipa UPS-a sa opsegom snage od 0,5 do 5kVA.




                                   Slika 11: Line Interactive UPS




                               3.2.3. Ostale karakteristike

        Kada ste rešili koju ćete vrstu UPS-a nabaviti, ostaje Vam još da prepoznate i ostale
manje i više bitne karakteristike i mogućnosti. Naravno, kao i kod svih drugih uređaja i kod
UPS-a važi pravilo "koliko para - toliko muzike", pa tako za neke naprednije opcije treba
uložiti više novca. Šta Vam od svega treba, prosudićete sami.

        Pored gore-pomenutog switchover perioda, za koji smo rekli da ne bi trebalo da
prelazi 5ms, morate izračunati ( koliko je moguće vernije) maksimalno opterećenje koje će
Vaš kompjuter vršiti na UPS. Svi UPS-ovi kao nazivnu snagu imaju volt-ampere (VA), koji
su u uskoj korespodenciji sa vremenom koje ćete imati na raspolaganju u slučaju potpunog
nestanka napajanja ili konstantnih varijacija napona iz mreže. Kod nas se sreću modeli od 200
do 2000VA (retko do 7 kVA). Formula, kao i pomoćni kalkulatori za dimenzionisanje
potrebnog UPS-a postoje, ali ne i načelno pravilo kako ustanoviti potrošnju vašeg sistema.
Kod nekih komponenti je u specifikacijama (ili čak na samoj komponenti, u obliku nalepnice)
navedena potrošnja u vatima (W) ili potrebna jačina struje u Amperima (A). Bilo koji od ova
dva podatka Vam može pomoći da izračunate potrošnju Vašeg sistema. Važno je uzeti u obzir
činjenicu da nazivna maksimalna izlazna snaga napajanja u kućištu uglavnom ne znači ništa,
jer je angažovana snaga jednaka stvarnoj potrošnji. S toga, ako ceo sistem "vuče" 240W, a vi

                                                                                             5
imate napajanje od 360, potrebna snaga UPS-a se dimenzioniše prema stvarnoj potrošnji. Ako
imate neku prosečnu mašinu, koja se sastoji iz manje/više standardnih komponenti,
procesorom prosečne potrošnje i monitorom od 17", velika je verovatnoća da će UPS od 500
ili 600VA bez problema raditi posao. Za detaljnije izračunavanje upotrebite kalkulator koji je
priložen u attachmentu poslednjeg dela teksta. Važno je napomenuti da je poželjno da UPS
bude opterećen do 70%, kako bi mogli da izvršite i neki upgrade sistema, bez kupovine novog
UPS-a. Takođe, nikako nije preporučljivo opteretiti ga sa više od 90%, pošto je ponašanje
UPS-a u takvim slučajevima krajnje nepredvidivo. Neki primerci imaju malo pomeren gornji
prag, pa su sposobni da izdrže i više nego što je označeno, ali niko Vam ne garantuje da nije
moguć i obrnut slučaj. Osim toga, što je manje opterećenje u odnosu na maksimalnu snagu, to
ćete imati više vremena na raspolaganju u slučaju nestanka struje. Kod većine konfekcijskih
UPS-ova to vreme varira između 5 i 20 minuta, dok teška artiljerija može da izvuče i par sati.
Vreme autonomije pre svega zavisi od kapaciteta, kvaliteta, ali i starosti baterija (posebno,
ako su često izložene torturi sa mreže). Proizvođači često navode da duplo povećan potreban
kapacitet daje oko 2 i po puta dužu autonomiju. Drugim rečima, ako Vam je uz UPS od
600VA, autonomija 15 minuta, ista konfiguracija će uz UPS od 1200VA, izdržati blizu 40
minuta.

       U direktnoj srazmeri sa prethodnom stavkom je i vreme punjenja baterija. To vreme
retko kad ide ispod 4-5 sati, a neretko može biti i 12. Pri odabiru UPS-a treba imati u vidu
okruženje u kome se radi. Okruženje sa manje stabilnom strujom će češće posezati za
uslugama UPS-a, te će i pražnjenje baterija biti češće. Ne treba pominjati da uz češće
pražnjenje treba i češće punjenje, kako cela stvar ne bi uginula.

        Još jedna važna karakteristika je broj "izlaza" na koje možete priljučiti uređaje. Obično
se kreću od 2 pa do 6 (nekad i više, u zavisnosti od klase i kapaciteta), ali broj isporučenih
kablova u paketu nekad ne zadovoljava, pa se morate snaći za dodatne. Zbog toga uvek treba
proveriti sadržaj kutije pre konačne kupovine. Broj potrebnih utičnica retko kad prelazi 3, pa
ova priča i nema neku bitnu pozadinu. Nikako se ne preporučuje maltretiranje uređaja
neadekvatnim periferijama (printer, skener, aktivni zvučnici i sl.), jer ga nepotrebno
opterećuju, a nisu od vitalnog značaja (gubitkom napona u printeru nećete ništa izgubiti, sve
je i tako na HDD-u). U vezi sa utičnicama može biti i namena UPS-a. Zapravo, postoje UPS
uređaji koji nisu namenjeni isključivo za kompjutere, već svojom "šuko" utičnicom
obezbeđuju napajanje proizvoljnim kućnim/studijskim uređajima male snage (takve proizvodi
Furman).

        Od dodatnih pogodnosti postoji nekoliko "sitnica". Prva, možda i najpoželjnija, je
mogućnost dobijanja povratne informacije od UPS-a putem COM porta, USB-a ili čak LAN-a
(kada se radi o mreži). Ova mogućnost razlikuje inteligentne (Smart UPS) od ovih drugih (da
ne kažem "glupih", čiji senzor jedino zanima da li je struja čista ili ne, zovu ih još i Back
UPS). Ovaj softverski deo će Vam pomoći u nadgledanju rada, kvalitetu dobijene struje,
napunjenosti baterija itd. Može Vas upozoriti o nastalom kvaru na uređaju (ako je u pitanju
skuplji komad) ili obavestiti preko mreže. Snimiće Vaš rad i zatim ugasiti kompjuter (ili
server, po unapred definisanom protokolu), kada se baterije isprazne, a mrežno napajanje još
uvek ne funkcioniše. Sve u svemu, jedna vrlo zgodna mogućnost. Veći deo vremena korisnici
UPS-a ne primećuju dobrobiti ove opcije, osim kada nešto krene napako.

      Takođe, većina današnjih UPS-ova omogućava filtriranje telefonske linije ( i samim
tim sprečavanje spaljivanja modema), kao i mrežne infrastrukture. Oni napredniji
omogućavaju hot-swaping baterija (zamena u toku rada) ili kačenje dodatnih baterija

                                                                                               6
(posebnih, ali čak i automobilskog akumulatora) radi povećanja autonomije za čak nekoliko
sati. Svaka od ovih dodatnih mogućnosti (naravno) u izvesnoj meri povećava krajnju cenu.

       Neki korisnici zahtevaju i mogućnost tzv. hladnog starta - uključivanja kompjutera čak
i kada mrežni napon nije prisutan, što će reći - iz baterija. Ova mogućnost nema neku naročitu
primenu. Većina uređaja omogućava prilično malu autonomiju, pa će Vam pri hladnom startu,
posle podizanja sistema ostati još samo par minuta prostora za rad, što i nije neko vreme.



                      3.2.4. W i VA – Razlika između ovih veličina?


      Mnogi ljudi su zbunjeni kada prave razliku između veličina W i VA koje su merene za
određeno opterećenja UPS-a. Mnogi proizvođači UPS-eva ne prave razliku između ove dve
merene veličine.

       Energija koja dolazi do kompjuterske opreme izražava se u Watima (W) ili Volt
Amperima (VA). Snaga u Watima je realna snaga koja dolazi do uređaja. Volt-Amperima se
izražava “prividna snaga” i ona predstavlja proizvod primenjenog napona koji se dovodi na
uređaj i struje koja protiče kroz taj uređaj. Watima se određuje stvarna snaga dobijena na
uređaju i toplotna energija generisana uređajem. VA se koristi za poređenje uvedene struje i
prekidne struje.

        Odnos W i VA za neke tipove električnih opterećenja, kao što su užarene sijalice, je
identičan. Međutim kod računarske opreme vrednost W i VA mogu se značajno razlikovati, sa
VA se procenjuje vrednost koja je uvek jednaka ili veća od W. Odnod vrednosti koje se mere
W i VA se naziva “faktor snage” i izražava se ili kao broj ( 0.7) ili u procentima ( 70 %).

       Nekada je standard u industriji bio da je vrednost u W približno 60% od vrednosti VA
za manje UPS-eve, što se uzimalo kao tipičan energetski faktor za opterećenje personalnog
računara. U nekim slučajevima proizvođači UPS-eva daju samo vrednost u VA. Za male
UPS-eve koji su namenjeni računarima kojima je vrednost predstavljena samo u VA,
procenjuje se približna vrednost u W tako što se uzima 60% od vrednosti u VA. Za veće UPS
sisteme, uobičajno je da se daje vrednost u W koja je jednaka vrednošću u VA.

        Da bismo lakše shvatili razliku između W i VA uvešćemo analogiju sa čašom u kojoj
se nalazi pivo. Tečnost je pitka ili realna komponenta, što je analogno W. Pena plus tečnost
čine ukupni deo što je pak analogno VA. Ako bi se pivo pažljivo natočilo rezultat bi bila samo
tečnost bez pene, pitak deo je jednak ukupnom delu tj. (W=VA). U ovom slučaju odnos W i
VA poznat kao faktor snage bio bi 1, ili jedinstveni faktor snage.

       Ukupan faktor snage koji zahtevaju današnji računarski sistemi nadmašuju 95, 96 pa
čak i 97% što je veoma mnogo. To je veoma mala promena faktora snage, što je skoro
jedinični faktor snage za razliku od prethodnih godina kada je faktor snage bio 85, 86, 87%,
pa čak i 70%.


                                                                                            7
U ovome leži srž problema: dok je kompjutersko opterećenje poslednjih godina
dostiglo jedinični faktor snage , mnogi UPS sistemi su nastavili da se prave sa faktorom snage
od 0.8 do 0.9, ili sa nešto nižim oko 0.7. Međutim mnogi proizvođači UPS-eva označavaju
kVA kao najznačajniju meru za korisnike, koji nisu svesni posledica promena u
kompjuterskim energetskim zahtevima. Kada neko kupi UPS 100kVA projektovamog sa 0.8
faktorom snage, u stvari on je kupio UPS od 80kVA koji ima jedinstveni faktor snage.

      Što se tiče opterečenja ako UPS ima opterećenje koje je veće od 90% njegove
nominalne vrednosti , mnogi današnji upsevi mogu biti u opasnosti od preopterećenja. A
samim tim i u opasnosti od prekida rada.

       Razmotrićemo primer gde može doći do zabune.

       Razmotrimo slučaj tipičnog 1000VA UPS-a. Korisnik želi da koristi snagu od 900W
za grejalicu. Grejač ima vrednost od 900W što će reći da je to vrednost od 900VA sa
jediničnim faktorom snage 1. Tako gledano i vrednost opterećenja u tom slučaju je 900VA,
ali UPS neće imati snagu za ovo opterećenje. To je zato što vrednost od 900W premašuje
vrednost UPS-a čija je relana vrednost 60% od 1000VA što je oko 600W.



                      3.2.5.    Konkretan model?

        Na kraju svakog ovakvog teksta bilo bi poželjno navesti najbolje, ili bar najčešće,
proizvođače. U najpominjanije svakako spada APC, koji kod nas važi za skupljeg, iako
gledajući globalno to zapravo nije. Poznati su još i Best Power, Longtime, Belkin, Emerson,
Leadman, IntelliPower, Liebert (posebno poznat po "super-teškoj" kategoriji), kao i svima
poznati Mustek. Naravno, proizvođača ima još dosta, jedan od njih je i naš Enel, koji se
možda ne odlikuje dizajnom (pošto je UPS spakovan u mini tower kućište), ali zato važi za
najizdržljivije (jači modeli bez problema izdržavaju i po nekoliko sati - duplo više od pandana
stranih proizvođača; verovatno je to posledica bivše države, koja je gajila ljubav prema
industrijskoj elektronici). Naspram jednog APC-a, Mustek deluje kao raštelovana igračka.
Bez neke zle namere, moram reći da je iz mog iskustva, najveći broj nezgoda nastao u
prisustvu Mustek UPS uređaja. Verovatno je u pitanju switchover period, dovoljan da prebaci
napajanje bez restarta, ali ne i da zaštiti opremu od udara, pošto uređaji ovog proizvođača ne
raspolažu gotovo nikakvom elektronikom za peglanje napona i frekvencije. Nekako zajedno s
tim ide i činjenica, da najčešće strada elektronika na HDD-u ili ploča (drugim rečima, nešto
od SMD-a, pošto su elektro-mehaničke komponente tipa elektromotor, prilično izdržljivije). S
druge strane, neki korisnici imaju itekako dobra iskustva sa ovim uređajima. Sve ovo navodi
na zaključak da se radi o spletu okolnosti, individualnom za svaki primerak. Ne idealno, ali
jeftino - a kada bolje razmislite i to nešto je svakako bolje nego ništa. Opet, ni UPS Vam neće
pomoći u slučaju da imate neko rahitićno napajanje. U tom slučaju bolje prvo rešite pitanje
zamene napajanja, pa tek onda kupujte UPS.

       Neka konačna preporuka o "BestBuy" varijanti ne postoji. Svako bi trebao da izabere
ono što mu odgovara po karakteristikama, ceni, ali i pratećoj opremi. Retko kad uz UPS stiže
više od 1-2 kabla, pa ako Vam kojim slučajem treba više, moraćete da doplatite. Takođe, za
skuplje uređaje nije loše proveriti kakva je buduća servisna podrška, uzimajući u obzir da

                                                                                             8
baterije ne traju večno, a kupovina novog (jednako skupog) nije baš isplativa. Za neke
uobičajene, kućne (ali i poslove manjeg obima) vredi razmisliti od StandBy varijanti UPS-a,
koja raspolaže "ispravljanjem krivih drina" bez angažovanja baterija, kao i Smart funkcijom,
koja će omogućiti malo više komfora, ali i dosta bitniju stavku - podešavanje praga
reagovanja switcha, koji će prebaciti napajanje sa primarnog na sekundarno u trenutku kada
napon izađe iz okvira koje ste Vi podesili. Zašto je ovo bitno? Pa, recimo da je napon u vašem
stanu/kući 210V. Ako je UPS fabrički podešen na reagovanje ispod 215 i iznad 230, ima šansi
da UPS neprekidno maltretira baterije, usled "neregularnog" napona, koji se igrom slučaja
kod Vas smatra "normalnim". Taj problem je, zbog nemogućnosti podešavanja, mahom čest
kod BackUPS-a. Ako imate ideju da UPS koristite van kompjuterskog okruženja, bilo bi
mudro odlučiti se za UPS koji NE poseduje green funkcije, jer ona onemogućava korišćenje
izvora ako je opterećenje manje od nekih 60-70w.




           3.3. Preporučene konfiguracije za korišćenje UPS-a


Konfiguracija 1: Zaštita jednog kompjutera sa jednim UPS-om

        Kod ove konfiguracije, svaki kompjuter je zaštićen posebnim UPS-om i komunikacija
između njih je serijska, koja se obavlja preko USB kabla. UPS softver je instaliran na
kompjuter da obezbedi gašenje sistema bez nadzora u slučaju nestanka struje. U ovom slučaju
upravljanje UPS-om je preko lokalnog kompjutera. Ovo je jednostavna konfiguracija koja se
koristi kao widespread za servere i radne stanice.




                      Slika 12: Zaštita kompjutera sa jednim UPS-om.

                                                                                            9
Konfiguracija 2: Zaštita dva ili tri kompjutera sa jednim UPS-om

        Kod ove konfiguracije, nekoliko kompjutera je spojeno na UPS veće snage (obično
snage od 1500VA ili veće). Jedan kompjuter je direktno spojen preko serijskog porta (RS232)
na UPS, dok druga dva su spojena preko „expasion“ kartice koja se montirana na UPS i koja
dozvoljava dva dodatna serijska porta. U ovoj situaciji, sva tri kompjutera će imati istu
sposobnost isključenja, ali upravljanje UPS-om je prvim kompjutrom. Značajno je da je
dozvoljena komunikacija UPS-a samo sa jednim sistemom, USB veza ne može da se koristi u
ovoj situaciji. Iako ova šema može da bude proširena za upravljanje sa 24 kompjutera (preko
daisy-chaining), APC ne preporučuje ovakav pristup sa dodatnim kablom.




                 Slika 13: Zaštita dva ili tri kompjutera sa jednim UPS-om.




Konfiguracija 3: Zaštita tri ili više kompjutera sa jednim UPS-om

        Ovakva konfiguracija je popularniji pristup koji sadrži upravljanje UPS-om direktno
preko enterne mreže (lokalne). Upravljanje mrežnom karticom (sa real-time operativnim
sistemom i hardverskim watchdog čipom) instalirano je na UPS-u i time se eliminiše zahtev
za upravljanje preko servera. Jedann od primera kod ovakve konfiguracije je InfraStruXure
arhitektura kod APC koji upotrebljavaju ovaj pristup. Softver instaliran na kompjuteru kod
ove konfiguracije treba jedino da odradi funkciju gašenja pošto je sposobnost upravljanja
ugrađena na samom UPS-u.




                                                                                        10
Slika 14: Zaštita tri ili više kompjutera sa jadnim UPS-om




           3.4. Različiti tipovi gašenja operacionog sistema


       Savremeni operacioni sistemi kao što su Microsoft Windows koriste napredne pristupe
strujnog upravljanja, što uvodi nove načine za isključenje. Iako ovi napredni sistemi moraju
uglavnom da imaju upravljanje pomoću laptopa na kome se nalazi UPS softver.

       Shutdown

       Ovo je tradicionalni način gde operacioni sistem računara dobija komandu za gašenje
od UPS softvera i dobija sekvencu za prekidanje svih aktivnih procesa pre izlaska. Kod
operacionog sistema Windows nam daje poruku „Sada možete da isključite vaš kompjuter“,
nakon čega mi vršimo isključivanje računara.

       Shutdown and „off“

        Ovo je sličan metod kao prethodni, ali ovde kada se završi proces, operativni sistem
stvarno zapoveda računaru da se isključi i onda prelazi u stanje „no longed draws power“.
Ovo je koristan predlog za konfiguraciju 3.5. koja je već obljašnjena - računar može da bude
isključen i produženo je vreme gašenja ostalih računara. (ovaj pristup se ponekad naziva „load
shedding“). Gašenje sistema i „off“ su sposobnost koja ponekad zahteva menjanje
podešavanja u BIOS-u .




                                                                                           11
Hibernation ( stanje hibernacije)

       Proces Hibernacije (na primer , koji podržava poslednji Microsoft-ov operativni sistem
Windows) je sličan kao i u prethodnim metodama ali ponekad u velikoj meri dragoceni
dodatni koraci su:

1. Prvo se desktop stanje sistema sačuva, uključujući i sve otvorene fajlove i dokumente. Ovo
se postiže čuvanjem sadržaja RAM-a u okviru velikog fajla na hard disku.
2. Zatim se gasi sistem a za njim i računar
3. Kada se ponovo uključi računar, tokom podizanja operativnog sistema, u RAM se učitava
sadržaj sa hard diska
4. Desktop, zajedno sa svim pokrenutim aplikacijama i otvorenim fajlovima, se vraća u stanje
u kome je bio pre nastupanja hibernacije.

       Ovo predstavlja glavnu prednost u odnosu na ostale metode čuvanja započetog rada i
stanja mašine pre gašenja sistema. Zbog ovog razloga, APC često preporučuje korisnicima
odabir ove metode gašenja njihovog UPS softvera.

       Standby

’      Kada računar prelazi u „standby“ način rada, on nije u potpunosti isključen, već je
prebačen u stanje niskog napajanja gde su određene komponente (monitor, U/I čipovi, itd.)
ugašene. DRAM nastavlja sa osvežavanjem, i kada se kompjuter „budi“ iz standby načina
rada, vraća se vrlo brzo u prethodno stanje. Ukoliko izaberete ovo podešavanje za svoj
računar, vrlo je važno biti siguran da UPS koji ste izabrali može da „probudi“ sistem u slučaju
dužeg prekida u napajanju, kako bi se mogao pokrenuti Shutdown proces. U suprotnom,
sistem može ostati u Standby stanju sve dok se UPS u potpunosti ne istroši, nakon čega će biti
prekinut dovod struje sistemu i nastupiće gašenje, tzv. „hard“ shutdown.




                                                                                            12
3.5. Trofazni UPS sistem snage 20kVA
        Da ne bi bilo reči samo o “običnim“ UPS sistemima – sistemima za manje snage za
kraj ću ukratko opisati princip rada trofaznog sistema čije je maksimalno opterećenje 20kVA.

       Praktičan uređaj koji je bio na servisu je IMFORM PYRAMID DSP 320. Ovo je
trofazni, sinhrono-sinfazni on-line UPS koji zahteva balans snage na priključenim
potrošačima. Trofazni sinhrono-sinfazni UPS znači da je bitan fazni raspored na ulazu UPS-a
i da su izlazne faze iz UPS-a jednake ulaznim fazama. Uređaj zahteva balans snage na
potrošačima iz razloga što je izlazni generator – invertor jedinstvena komponenta koja
zahteva približno jednakio opterećenje po sva tri izlaza. U ovom slučaju dozvoljeno
otstupanje opterećenja je ukupno do 20 % između svih faza.
       Panel ovog sistema je prikazan na slici 15.




                           Slika 15: Panel trofaznog UPS sistema




                                                                                         13
Njegova blok šema prikazana je na slici 16.




                            Slika 16: Blok šema trofaznog UPS sistema




         Vod koji dolazi od EPS-a do zgrade dovodi se na dva razvojna bloka, pomoćni i
glavni razvojni blok. Oba bloka imaju napajanje iz istog izvora, ali kako svaki ulaz napaja
različite ulazne komponente svaki ima različite topljive osigurače. Princip rada uređaja je
najbolje objasniti kroz postupak startovanja uređaja. Ovde bih napomenuo da ceo sistem
kontroliše DSP bazirani mikrokontroler koji na bazi ulaznih parametara kao što su: prisustvo
napona (na ulazu, ispravljaču, bypass-u, DC magistrali, izlazu invertora, izlazu UPS-a) i
izmerenih struja kroz galvanski odvojene merne kalemove upravlja sistemom u realnom
vremenu. UPS je fizički podvojen u sledeća četri bloka: ispravljač, jednosmerna magistrala,
baterijska banka i invertor.




                                                                                         14
Slika 17: DC magistrala                          Slika 18: Invertor




                                     Slika 19: Ispravljač

      Proces startovanja. Kada je UPS vezan na električnu instalaciju dovoda energije
do UPS-a (ulaz i bypass ulaz) i razvodni sistem izlaza starovanje se vrši po fazama:

      1) Dovede se energija bypass ulazu (osiguračem F4)
      2) Dovede se energija na ulaz UPS-a (osiguračem F1). Ovog trenutka unutrašnji
         ispravljači stvaraju niske napone za napajanje svih blokova sistema. Startuje se
         DSP kontroler i utvrđuje postojanje energije na ulazu i bypass ulazu.
      3) Uklučenjem osigurača F6 INRUSH CURRENT startuje se ispravljački blok.
         Utvrđuje se sinfaznost ulaza i ako UPS na displeju prikaže grešku VSECFL to
         znači da treba promeniti fazni raspored ulaza. Ako ne prikaže grešku čuće se blagi
         mehanički klik iz UPS-a ( Rectifier Contactor) kontaktora koji napaja ispravljač.
         Ispravljač kreće da gradi energiju na jednosmernoj magistrali DC bus. Kada
         dostigne potrebnu vredost od +/- 420V dc DSP kontroler će krenuti sa
         startovanjem invertora. Kada izlaz invertora dostigne efektivni napon od 230V u

                                                                                        15
odnosu na nulti vod po svakoj liniji izlaza, na displeju kontrolera će se pojaviti
          NORMAL i crvena dioda za baterije će treptati što je znakl za siguran prelaz na
          sledeću fazu startovanja.
       4) Ubacuju se ultra brzi osigurači i priključuju baterije F5.
       5) Priključuje se potrošač na UPS osiguračem F2
       6) Iz menija UPS-a startujemo test baterija. DSP kontroler instruira ispravljač da ne
          ispravlja veću struju od 3A po fazi, tako da invertor sa jednosmerne magistrale
          koristi energiju batetrija i praćenjem pada napona u periodu od 20s ( koliko test
          traje) utvrđuje se ispravnost baterijske banke. Ako je pad u zadovoljavajućim
          granicama sistem prijavi na displeju OK, i od tog trenutka je u svojoj potpunoj
          funkciji.

        Proces gašenja je suprotan u odnosu na proces startovanja. Prvo se isključuju
baterije F5, zatim se isključuje izlaz F2, zatim INRUSH F6 i na kraju ulazi F1 i F4.

       Uređaj je obezbeđen sa dva sistema bypass-a koji omogućavaju direktan penos
energije sa ulaza na izlaz, ka potrošačima. Oni su Split Bypass i Manual Bypass.

       Splyt Bypass je elektronski bypass realizovan sa tri tiristora. Njime upravlja DSP
mikrokontroler i koristi ga u slučaju pojave manjih neispravnosti celog sistema kao što su:
termička nestabilnost, baterijska neispravnost, preopterećenje izlaza i sl.

       Manual bypass je mehaničko prespajanje ulaza na izlaz. Koristi se samo kada je
potrebno električno odvojiti uređaj od sistema a da potrošač i dalje ima napajanje energijom.




                   Slika 20: Izgled prednje strane panela sa osiguračima




                                                                                          16
Slika 21: Izgled osigurača i klema
        NAPOMENA: Da bi uljključili manuelni bypass potrebno je da svi osigurači budu
isključeni jer u suprotnom ćemo upropastiti uređaj.

        Funkcija Bypass-a je u suštini da kada dođe do nekog problema u uređaju reaguje i
propusti ulaz ka izlazu. To je kod elektronskog Bypass-a a u ovom kolu takođe postoji i
manuelni Baypass kojim se podignu svi osigurači i spaja se izlaz sa ulazom dok je sva ostala
otkačena i mogu se raditi određene popravke na njoj.




                              Slika 22 : Interfejsna logika

                                                                                         17
Kao i svi industrijski uređaji u procesnoj tehnici i ovaj UPS uređaj je opremljen
spoljnom signalizacijom i upravljanjem. Na njega je moguće priključiti spoljni kontroler
preko serijskih veza preko RS232 ili Rs488 interfejsa. Dovesti mu spoljnu
signalizaciju/upravljanje preko generatorskog signala i signala za urgentno gašenje (EPO-
Emergency Power Off) ili preko relejnih kontakata dobiti operativno stanje UPS-a. To se
može videti sa slike 21.


        Operativno stanje UPS-a je ustvari stanje konačnog automata zasnovano na
prethodnom stanju. UPS može biti u nekom od sledeća tri stanja: normalnom, bypass/greška
ili na baterije. Do bypass ili na baterije stanja dolazi iz normalnog stanja. Iz stanja na baterije
se vraća u normalno stanje kada se vrati energija na ulazu UPS-a. A iz bypass stanja se vraća
u normalno pod uslovom da se koriguje greška koja je dovela do tog stanja.

      Na sledećoj slici je prikazana električna šema je INFORM PYRAMID DSP 320 UPS-a.




                                                                            Dipl.ing. Rade Rakić


                                                                                                18

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Materijali i instalacije
Materijali i instalacijeMaterijali i instalacije
Materijali i instalacijeSale960
 
Oпасности и заштита од струјног удара
Oпасности и заштита од струјног удараOпасности и заштита од струјног удара
Oпасности и заштита од струјног удараAnđela Bulatović
 
Prirodni resursi na Zemlji
Prirodni resursi  na ZemljiPrirodni resursi  na Zemlji
Prirodni resursi na ZemljiVojka Lazarevic
 
Prirodni resursi na zemlji
Prirodni resursi na zemljiPrirodni resursi na zemlji
Prirodni resursi na zemljiAna Todorovic
 
Osi modeli dhe rrjetat e kompjuterit
Osi modeli dhe rrjetat e kompjuteritOsi modeli dhe rrjetat e kompjuterit
Osi modeli dhe rrjetat e kompjuteritKreshnik Shahini
 
Metoda superpozicije
Metoda superpozicijeMetoda superpozicije
Metoda superpozicijetehnickaso
 
Povrede, previjanje, imobilizacija
Povrede, previjanje, imobilizacijaPovrede, previjanje, imobilizacija
Povrede, previjanje, imobilizacijaAleksandra Cucić
 
Stocarstvo, lov i ribolov
Stocarstvo, lov i ribolovStocarstvo, lov i ribolov
Stocarstvo, lov i ribolovZorana Marusic
 
Metodologija irade magistarskog rada
Metodologija irade magistarskog radaMetodologija irade magistarskog rada
Metodologija irade magistarskog radanedimm
 
Sprat drveća
Sprat drvećaSprat drveća
Sprat drvećaedinadina
 
Nenstacioni Sharre (220/110/35 KV) -Praktika
Nenstacioni Sharre (220/110/35 KV)  -PraktikaNenstacioni Sharre (220/110/35 KV)  -Praktika
Nenstacioni Sharre (220/110/35 KV) -Praktikadritan sadikaj
 
Obnovljivi izvori-energije-vlada
Obnovljivi izvori-energije-vladaObnovljivi izvori-energije-vlada
Obnovljivi izvori-energije-vladavladimir minic
 
VODA, ZAGAĐIVANJE VODE I MERE ZAŠTITE
VODA, ZAGAĐIVANJE VODE I MERE ZAŠTITEVODA, ZAGAĐIVANJE VODE I MERE ZAŠTITE
VODA, ZAGAĐIVANJE VODE I MERE ZAŠTITEKlara Kakučka
 

La actualidad más candente (20)

Bare
Bare Bare
Bare
 
Značaj i zaštita šuma
Značaj i zaštita šumaZnačaj i zaštita šuma
Značaj i zaštita šuma
 
Materijali i instalacije
Materijali i instalacijeMaterijali i instalacije
Materijali i instalacije
 
Oпасности и заштита од струјног удара
Oпасности и заштита од струјног удараOпасности и заштита од струјног удара
Oпасности и заштита од струјног удара
 
Prirodni resursi na Zemlji
Prirodni resursi  na ZemljiPrirodni resursi  na Zemlji
Prirodni resursi na Zemlji
 
Krvarenje
KrvarenjeKrvarenje
Krvarenje
 
Zoniranje morskih ekosistema
Zoniranje morskih ekosistemaZoniranje morskih ekosistema
Zoniranje morskih ekosistema
 
Prirodni resursi na zemlji
Prirodni resursi na zemljiPrirodni resursi na zemlji
Prirodni resursi na zemlji
 
Osi modeli dhe rrjetat e kompjuterit
Osi modeli dhe rrjetat e kompjuteritOsi modeli dhe rrjetat e kompjuterit
Osi modeli dhe rrjetat e kompjuterit
 
2 karakteristike zvuka (1)
2 karakteristike zvuka (1)2 karakteristike zvuka (1)
2 karakteristike zvuka (1)
 
Kako stedimo-energiju
Kako stedimo-energijuKako stedimo-energiju
Kako stedimo-energiju
 
Metoda superpozicije
Metoda superpozicijeMetoda superpozicije
Metoda superpozicije
 
Travni ekosistemi
Travni ekosistemiTravni ekosistemi
Travni ekosistemi
 
Povrede, previjanje, imobilizacija
Povrede, previjanje, imobilizacijaPovrede, previjanje, imobilizacija
Povrede, previjanje, imobilizacija
 
Stocarstvo, lov i ribolov
Stocarstvo, lov i ribolovStocarstvo, lov i ribolov
Stocarstvo, lov i ribolov
 
Metodologija irade magistarskog rada
Metodologija irade magistarskog radaMetodologija irade magistarskog rada
Metodologija irade magistarskog rada
 
Sprat drveća
Sprat drvećaSprat drveća
Sprat drveća
 
Nenstacioni Sharre (220/110/35 KV) -Praktika
Nenstacioni Sharre (220/110/35 KV)  -PraktikaNenstacioni Sharre (220/110/35 KV)  -Praktika
Nenstacioni Sharre (220/110/35 KV) -Praktika
 
Obnovljivi izvori-energije-vlada
Obnovljivi izvori-energije-vladaObnovljivi izvori-energije-vlada
Obnovljivi izvori-energije-vlada
 
VODA, ZAGAĐIVANJE VODE I MERE ZAŠTITE
VODA, ZAGAĐIVANJE VODE I MERE ZAŠTITEVODA, ZAGAĐIVANJE VODE I MERE ZAŠTITE
VODA, ZAGAĐIVANJE VODE I MERE ZAŠTITE
 

Ups sistemi

  • 1. 1. UPS sistemi 1.1. Šta je UPS i čemu služi? UPS je jedan od osnovnih uređaja čija je funkcija da određenu nepredvidivu pojavu učinimo predvidivom. U slučaju nestanka napona gradske mreže računar se isključuje i neminovno dolazi do gubitka tekućih podataka u radnoj memoriji, ili što je još gore može doći do oštećenja zapisa na samom hard disku ako je prekid nastao u trenutku čitanja ili upisa na hard disk. Zbog očuvanja ispravnog rada samog računara kao i podataka tokom rada na računaru korisno je računar povezati preko izvora besprekidnog napajanja - UPS ( Uninterruptable Power Supply – neprekidno napajanje strujom ). U slučaju nestanka struje preko baterija obezbeđuje se računaru napon gradske mreže u trajanju od nekoliko minuta do nekoliko desetinaa minuta, zavisno od potrošnje računalnog uređanja i kapaciteta baterija, što je dovoljno da se sačuvaju podaci i isključi računar ako u međuvremenu ne dođe do uspostavljanja napona gradske mreže. Sam UPS realizuje se kao preklopni (off-line) koji reaguje isključivo po nestanku struje kada u nekoliko mili sekundi elektronika preuzima generisanje napona mreže tako što vrši generisanje napona iz baterije, ili stalni (on-line) koji neprekidno vrši pretvaranje napona baterije u naizmenični napon mreže a baterija se neprekidno dopunjava. Naravno, druga vrsta izložena je neprekidnom opterećenju pa je samim tim gabaritnija i skuplja. Dobra svojstva imaju UPS uređaji tipa 'off-line' koji poseduju stabilizator za ublažavanje promena napona mreže. Slika 8: UPS uređaj Bez obzira koja se vrsta UPS uređaja odabere, dobro je odlučiti se za onaj koji ima 25%-50% veće mogućnosti po snazi od snage opterećenja koje se kontroliše i nije preporučljivo koristiti potrošače koji imaju induktivnu osobinu. Što je kapacitet akumulatora (baterije) veći autonomnost samostalnog rada je veća, što je korisno za uređaje koji su u suštini tokom dana bez fizičkog nadzora. Ako napon gradske mreže previše osciluje pažnju
  • 2. treba obratiti na raspon promene napona gradske mreže koji UPS može anulirati. Tada je ova osobna važnija od kapaciteta ugrađenih baterija. U svrhu odluke pri nabavljanju uređaja prethodno treba utvrditi kakve su uobičajene pojave na napojnom vodu koji se koristi za priključivanje računara. Bolji UPS uređaji (obično nose oznaku SMART) imaju serijski priključak (COM) za vezu s računarom, čime se uz određenu programsku podršku prati stanje istrošenosti akumulatora nakon nestanka struje. Kada napon akumulatora dođe ispod kritične granice, UPS to signalizira računalu koji se automatski gasi, a potom se gasi i sam UPS. Razumljiva optička i zvučna signalizacija UPS-a nije na odmet. 1.2. UPS – osnovni principi rada, karakteristike i pojmovi 3.2.1 Vrste smetnji Kako bi znali od čega u stvari štite ovakvi uređaji, moramo da razmotrimo kako i zašto se javljaju razne anomalije u snabdevanju uređaja električnom energijom. Grubo rečeno, imamo nekoliko vrsta "uljeza" iz elektriène mreže: Podnapon (Brownout, Sag). Spada u najčešće probleme na električnoj mreži. Za podnapon se uzima bilo koji napon 20% niži od nominalnog (u našem slučaju 220V). Prouzrokuje "zamrzavanje" tastature, čudno "groktanje" diska ili "zaglavljivanje" sistema. Gubitak podataka sa diska je vrlo verovatan, ako se podnapon dogodi u trenutku upisivanja, ali i čitanja podataka sa/na njega. Podnapon umnogome smanjuje radni vek komponenti, a relativno je čest u ruralnim delovima naselja, koja su dosta udaljena od trafo stanice. Prenapon (Surge). Obično traje 1/120 sekunde (1,2ms) i prouzrokovan je uključivanjem/isključivanjem velikih potrošača/elektromotora koji rade u okruženju kompjutera (veš mašina, zamrzivač, lift, rashladni uređaji, kompresori...) Za prenapon se smatra napon za oko 10% veći od nominalnog. Prilično loše utiče na SMD elemente. Lošija ATX napajanja mogu da "izvedu" i neočekivano uključenje (isključenog) kompjutera pri prenaponu. Udar (Spike). Važi za daleko najopasniji vid problema sa električnom energijom. Prouzrokovan je trenutnim skokom napona i do 100% ( pa i više) iznad nominalnog. Javlja se kada grom udari u blizini trafo-stanice, kada se struja uključi (posle restrikcija, nekog kvara itd. ) ili zbog "radova" na električnoj mreži (popravke, prespajanje itd). Posledice mogu biti različite od slučaja do slučaja - od prostog treptaja monitora, pa do kompletnog "spaljivanja" kompjutera. Zato se ne preporuèuje korišćenje osetljive opreme odmah po dolasku struje (ako je bila isključena) ili u toku atmosferskih pražnjenja. Šum (Noise/Interference). Nastaje od blagih poremećaja frekvencije. Postoje dve vrste šumova (interferencija): RF (Radio-frekventna) i EM (Elektro-magnetna). Obrazuju ih razne stvari, poput uključenja/isključenja uređaja sa elektromotorom, varničenje na troli (trolejbus/tramvaj), radio prijemnici/predajnici itd. Javlja se iz razloga što instalacije u 1
  • 3. kući/stanu obrazuju neku vrstu antene, koja "skuplja" sve moguće smetnje. Posledice postoje, ali nisu preterano štetne. Isključenje (Blackout). Deluje dosta pogubno po opremu. Prouzrokuju ga kvarovi, preveliki zahtevi za električnom energijom (preopterećenje), prirodne nepogode (udar groma, oluja...). Javlja se kao potpuno (restrikcije, kvarovi) ili trenutno isključenje. Dok je potpuno isključenje u najvećem broju slučajeva bezopasno (osim po vaš rad, ako niste snimili, ili ako je disk u tom trenutku nešto upisivao), trenutno isključenje je znatno opasnije. Posledice mogu izostati (osim resetovanja, koje je gotovo pravilo), ali i biti katastrofalne. Ne treba ni pominjati koliko elektronika "voli" ovakav vatromet. Neki proizvođači za Blackout uzimaju i sve napone ispod 70V, pošto se računa da je to najniži napon pri kojem uređaji uopšte "pristaju" da rade. 3.2.2 Modeli zaštite E sad, pošto znamo moguće probleme, razmotrićemo i metode zaštite. Postoji nekoliko vrsta uređaja, koji Vam mogu pružiti zaštitu. Neki od njih su manje efikasni, neki više... a naravno, i cena je jedan od faktora. Pa pođimo redom... Prenaponska zaštita (Surge Protectors/Suppressors) je jedan od vidova zaštite od fluktuacija u električnoj mreži, premda najslabiji. Kod nas je vrlo popularan u formi produžnog kabla. Radi tako što preusmerava sve napone iznad 220V u uzemljenje i time vrši sprečavanje udara direktno na opremu. Na podnapone i ostale "uljeze" nema nikakvog uticaja. I u sferi ovih "zaštitnika" postoji nekoliko različitih vrsta, ali pošto oni nisu tema ovog teksta, ostavićemo ih za neku drugu priliku. Izreka "bolje išta, nego ništa" se najbolje može primeniti na ove prenaponske zaštite. Bolje je imati UPS, ali ako nemate, dobro je i ovo. Linijski filteri (PowerLine Filters) su pasivni uređaji, koji filtriraju frekvencije iznad i ispod 50Hz (nominalna frekvencija). U praksi onemogućavaju pojavljivanje "smetala" kao što je šum i daju "čistiju" struju. Zvučnici povezani na pojačalo koje ide preko linijskog filtera neće emitovati razna pucketanja i šuštanje prilikom uključivanja/isključivanja većih potrošača, na primer. Cena linijskih filtera varira od 50 pa sve do 300 eura, za standardne (kućne) modele. Ono što razlikuje linijske filtere od UPS-a je nekoliko stvari – Nemogućnost zaštite od prenapona i udara i nemogućnost nastavljanja rada prilikom nestanka električne energije (zbog nedostatka baterije) su loše strane. Ali ono što je njegova prednost je upravo pomenuto filtriranje. U tome je neretko prilično bolji od većine UPS-ova (posebno od StandBy klase), a sigurno bolji od svih konfekcijskih kakve nalazimo na našem tržištu. Još jedna zgodna stvar u vezi sa njima je mogućnost priključivanja kućnih uređaja po želji, koji se uklapaju u dozvoljeno opterećenje (Audio/video uređaj i sl.), pošto je izlaz rešen običnim "šuko" utičnicama. Besprekidni Izvor Napajanja (UPS, Uninterruptable Power Supply) je nama najpoznatiji oblik zaštite. Generalno ih možemo podeliti na tri tipa. Pa, idemo redom: 1)Stand By UPS (Off-line). Najčešći oblik napajanja kakva viđamo kod domaćih snabdevača hardverom. Rade na vrlo jednostavnom principu - struja se isporučuje direktno iz 2
  • 4. mreže, a istovremeno se pune baterije. U slučaju nestanka struje, ili bilo kakve nepravilnosti u snabdevanju istom (podnapon, prenapon, udar), napajanje se automatski, u toku rada, prebacuje na baterije, iz kojih putem invertora do kompjutera dolazi čist napon i stabilna frekvencija. Za ovu vrstu UPS-a vezane su neke prednosti, ali i mane. Prvo, baterije imaju duži vek trajanja, jer se ne koriste stalno, već samo po potrebi, kao i punjač i invertor, pa je samim tim buka manja. Ređe korišćenje većine delova UPS-a omogućava korišćenje jeftinijih (čitaj: mahom lošijih) komponenti, pa je i krajnja cena niža. Loša strana je, što u slučaju da otkaže neki od vitalnih delova (inverter, punjač), nećete primetiti sve dok ne nastane neki haos u napajanju. Veoma važna osobina ovih UPS-ova je tzv. Switchover time, odnosno vreme prebacivanja napajanja sa mrežnog na baterijsko. Tu se krije i druga nezgodna karakteristika. Naime, UPS "čeka" da se neka od anomalija ispolji, pa tek onda odreaguje prebacivanjem sa mrežnog na baterijsko napajanje. Proizvođači teže da to vreme bude što je moguće kraće, kako ne bi došlo do restarta ili gašenja sistema. Standardno za današnje UPS- ove, switchover period se kreće od 2 do 5ms, što je sasvim dovoljno, budući da stručnjaci tvrde da će kompjuter preživeti bez restarta čak i 100ms i više. Naravno, to ne znači da će pri tako kasnom prelasku na sekundardno napajanje, oprema preživeti bez posledica. Kao takav, switchover period je još davno prevaziđen kao mogući faktor kvaliteta UPS-a, mada uvek treba insistirati na što nižem periodu (5ms i niže). Neki proizvođači malo odstupaju od nekih normi predviđenih za ovaj tip UPS-a. APC recimo, koristi drugu filozofiju prebacivanja. Oprema se napaja preko posebnog trafoa, koji je u stanju da "u letu" registruje i reguliše prenapon (do određene granice) ili podnapon čak i do samo 90 Volti, kada se napajanje prebacuje na baterijsko, a istovremeno štedi baterije. To je bar za klasu bolje od standardnog StandBy UPS-a, koji često ne raspolaže nikakvim "peglanjem" napona i frekvencije. Nominalno opterećenje za ovu klasu UPS-a je do 1000VA. Blok dijagram Stand By UPS-a je prikazan na slici 9, prenosni prekidač ( transfer switch ) je podešen za odabrani izlaz AC filtra primarnog izvora energije (što je zapravo napajanje sa mreže - puna linija) i prekidač se prebacuje u položaj za napajanje sa baterija/invertor tek kada dođe do prekida napajanja iz mreže. Kada se to desi prenosni prekidač mora da se prebaci sa napajanja iz mreže na rezervno napajanje iz baterije (isprekidana linija). Invertor jedino provodi samo kada je napajanje iz mreže prekinuto, otuda i naziv „ Standby“. Visoka efikasnost, mala veličina i niska cena su osnovne beneficije kod ovog dizajna. Sa odgovarajućim filtrom i surge kolom, ovakvi sistemi mogu takođe da obezbede odgovarajuće potiskivanje šumova. Slika 9: StandBy UPS 3
  • 5. 2)OnLine UPS. Danas najređi oblik UPS-a u vankorporacijskom okruženju. Glavne dve karakteristike su visoka cena i visoka pouzdanost, ali i (više teoretski) kratak vek trajanja. I cena i pouzdanost počivaju na principu rada - za razliku od StandBy UPS-a, OnLine svoj punjač, invertor i baterije koristi sve vreme rada. Dakle, napajanje u svakom trenutku ide iz baterija, a ne iz mreže, čime se zaobilazi switchover period, koji je karakterističan za StandBy uređaje. Takođe, ovakav način napajanja sve vreme daje uvid u stanje intvertora i baterija, ali prouzrokuje evidentno kraći vek trajanja i konstantnu buku, koja dolazi od jakog internog hlađenja. Noviji OnLine UPS uređaji imaju i paralelno rešeno - standardno napajanje, na koje se sistem automatski preusmerava u slučaju kvara na invertoru ili baterijama. Tako je osiguran permanetan rad. I pored svojih dobrih strana, ovaj UPS se godinu za godinom, polako izbacuje iz upotrebe, jer se usavršavaju sve pouzdaniji sistemi nadgledanja klasičnih UPS uređaja, koji eliminišu potrebu za OnLine pandanima. I danas konstantna upotreba ovih UPS-ova pri serverima donekle demantuje prethodnu tvrdnju, a sve zbog zaista velikog opterećenja koje ova klasa može da izdrži. Osim toga, neke studije tvrde da je procenat otkaza prilično manji od StandBy klase. Nominalno optereæenje se kreće u rangu od 5000VA (5kVA) pa naviše (može biti i do 800kVA!). Blok šema ovakvog UPS-a je prikazana na slici 10. Slika 10: OnLine UPS 3)Line Interactive UPS. Po mnogima, ubedljivo najpouzdanija klasa UPS uređaja. Princip je svakako inteligentan, iako u suštini jednostavan. Glavna razlika u odnosu na prethodna dva tipa je što postoji samo dvosmerni pretvarač/invertor. Struja najpre ulazi u pretvarač/invertor, koji razvodi struju - deo pretvarača u jednosmernu, kojom puni baterije, a deo odmah filtrira i napaja opremu. U slučaju nastanka problema u napajanju, pretvarač radi kao invertor, koji jednosmernu struju uskladištenu u baterijama pretvara u naizmeničnu, šalje je na filtriranje i na izlazu dobijamo čistu naizmeničnu struju, stabilnog napona i frekvencije. Tako dobijamo ubedljivo najbrži switchover period, jer pretvarač/invertor (u oba slučaja zadužen za "isporuku" struje) preuzima ulogu switcha. Ovaj sistem slovi za daleko najisplativiji. Cenom je negde između OnLine i StandBy uređaja, a pouzdanost je, zahvaljujući principu rada, na veoma visokom nivou. Nominalna snaga je do 3000VA. Line interactive UPS je prikazan na slici 3.3, ovaj dizajn se najviše koristi za male firme, Web i departmental servere. Kod ovog dizajna, konvertor energije (invertor) je uvek 4
  • 6. konektovan na izlaz UPS-a. Invertor je reverse kada se na ulazu UPS-a dovodi nominalna AC struja. Kada je ulazna struja ispod nominalne vrednosti, prenosni prekidač je otvoren i na izlazu se dovodi struja sa baterije. Invertor je uvek spojen sa izlazom, ovaj dizajn obezbeđuje dodatnio filtriranje i dozvoljava privremeno prebacivanje. Kao dodatak, u line interactive dizajnu obično je ugrađen „tap-changing“ transformator. Pomoću ovog dodatnog transformatora vrši se regulacija ulaznog napona. Regulacija napona je značajna osobina kada se na ulaz UPS uređaja dovodi nizak napon, drugi UPS-evi bi u tom slučaju premostili na napajanje sa baterije. Visoka efikasnost, niska cena i visoka pouzdanost povezana sa sposobnošću korekcije niskog ili visokog napona su uslovi za proizvodnju ovog dominantnog tipa UPS-a sa opsegom snage od 0,5 do 5kVA. Slika 11: Line Interactive UPS 3.2.3. Ostale karakteristike Kada ste rešili koju ćete vrstu UPS-a nabaviti, ostaje Vam još da prepoznate i ostale manje i više bitne karakteristike i mogućnosti. Naravno, kao i kod svih drugih uređaja i kod UPS-a važi pravilo "koliko para - toliko muzike", pa tako za neke naprednije opcije treba uložiti više novca. Šta Vam od svega treba, prosudićete sami. Pored gore-pomenutog switchover perioda, za koji smo rekli da ne bi trebalo da prelazi 5ms, morate izračunati ( koliko je moguće vernije) maksimalno opterećenje koje će Vaš kompjuter vršiti na UPS. Svi UPS-ovi kao nazivnu snagu imaju volt-ampere (VA), koji su u uskoj korespodenciji sa vremenom koje ćete imati na raspolaganju u slučaju potpunog nestanka napajanja ili konstantnih varijacija napona iz mreže. Kod nas se sreću modeli od 200 do 2000VA (retko do 7 kVA). Formula, kao i pomoćni kalkulatori za dimenzionisanje potrebnog UPS-a postoje, ali ne i načelno pravilo kako ustanoviti potrošnju vašeg sistema. Kod nekih komponenti je u specifikacijama (ili čak na samoj komponenti, u obliku nalepnice) navedena potrošnja u vatima (W) ili potrebna jačina struje u Amperima (A). Bilo koji od ova dva podatka Vam može pomoći da izračunate potrošnju Vašeg sistema. Važno je uzeti u obzir činjenicu da nazivna maksimalna izlazna snaga napajanja u kućištu uglavnom ne znači ništa, jer je angažovana snaga jednaka stvarnoj potrošnji. S toga, ako ceo sistem "vuče" 240W, a vi 5
  • 7. imate napajanje od 360, potrebna snaga UPS-a se dimenzioniše prema stvarnoj potrošnji. Ako imate neku prosečnu mašinu, koja se sastoji iz manje/više standardnih komponenti, procesorom prosečne potrošnje i monitorom od 17", velika je verovatnoća da će UPS od 500 ili 600VA bez problema raditi posao. Za detaljnije izračunavanje upotrebite kalkulator koji je priložen u attachmentu poslednjeg dela teksta. Važno je napomenuti da je poželjno da UPS bude opterećen do 70%, kako bi mogli da izvršite i neki upgrade sistema, bez kupovine novog UPS-a. Takođe, nikako nije preporučljivo opteretiti ga sa više od 90%, pošto je ponašanje UPS-a u takvim slučajevima krajnje nepredvidivo. Neki primerci imaju malo pomeren gornji prag, pa su sposobni da izdrže i više nego što je označeno, ali niko Vam ne garantuje da nije moguć i obrnut slučaj. Osim toga, što je manje opterećenje u odnosu na maksimalnu snagu, to ćete imati više vremena na raspolaganju u slučaju nestanka struje. Kod većine konfekcijskih UPS-ova to vreme varira između 5 i 20 minuta, dok teška artiljerija može da izvuče i par sati. Vreme autonomije pre svega zavisi od kapaciteta, kvaliteta, ali i starosti baterija (posebno, ako su često izložene torturi sa mreže). Proizvođači često navode da duplo povećan potreban kapacitet daje oko 2 i po puta dužu autonomiju. Drugim rečima, ako Vam je uz UPS od 600VA, autonomija 15 minuta, ista konfiguracija će uz UPS od 1200VA, izdržati blizu 40 minuta. U direktnoj srazmeri sa prethodnom stavkom je i vreme punjenja baterija. To vreme retko kad ide ispod 4-5 sati, a neretko može biti i 12. Pri odabiru UPS-a treba imati u vidu okruženje u kome se radi. Okruženje sa manje stabilnom strujom će češće posezati za uslugama UPS-a, te će i pražnjenje baterija biti češće. Ne treba pominjati da uz češće pražnjenje treba i češće punjenje, kako cela stvar ne bi uginula. Još jedna važna karakteristika je broj "izlaza" na koje možete priljučiti uređaje. Obično se kreću od 2 pa do 6 (nekad i više, u zavisnosti od klase i kapaciteta), ali broj isporučenih kablova u paketu nekad ne zadovoljava, pa se morate snaći za dodatne. Zbog toga uvek treba proveriti sadržaj kutije pre konačne kupovine. Broj potrebnih utičnica retko kad prelazi 3, pa ova priča i nema neku bitnu pozadinu. Nikako se ne preporučuje maltretiranje uređaja neadekvatnim periferijama (printer, skener, aktivni zvučnici i sl.), jer ga nepotrebno opterećuju, a nisu od vitalnog značaja (gubitkom napona u printeru nećete ništa izgubiti, sve je i tako na HDD-u). U vezi sa utičnicama može biti i namena UPS-a. Zapravo, postoje UPS uređaji koji nisu namenjeni isključivo za kompjutere, već svojom "šuko" utičnicom obezbeđuju napajanje proizvoljnim kućnim/studijskim uređajima male snage (takve proizvodi Furman). Od dodatnih pogodnosti postoji nekoliko "sitnica". Prva, možda i najpoželjnija, je mogućnost dobijanja povratne informacije od UPS-a putem COM porta, USB-a ili čak LAN-a (kada se radi o mreži). Ova mogućnost razlikuje inteligentne (Smart UPS) od ovih drugih (da ne kažem "glupih", čiji senzor jedino zanima da li je struja čista ili ne, zovu ih još i Back UPS). Ovaj softverski deo će Vam pomoći u nadgledanju rada, kvalitetu dobijene struje, napunjenosti baterija itd. Može Vas upozoriti o nastalom kvaru na uređaju (ako je u pitanju skuplji komad) ili obavestiti preko mreže. Snimiće Vaš rad i zatim ugasiti kompjuter (ili server, po unapred definisanom protokolu), kada se baterije isprazne, a mrežno napajanje još uvek ne funkcioniše. Sve u svemu, jedna vrlo zgodna mogućnost. Veći deo vremena korisnici UPS-a ne primećuju dobrobiti ove opcije, osim kada nešto krene napako. Takođe, većina današnjih UPS-ova omogućava filtriranje telefonske linije ( i samim tim sprečavanje spaljivanja modema), kao i mrežne infrastrukture. Oni napredniji omogućavaju hot-swaping baterija (zamena u toku rada) ili kačenje dodatnih baterija 6
  • 8. (posebnih, ali čak i automobilskog akumulatora) radi povećanja autonomije za čak nekoliko sati. Svaka od ovih dodatnih mogućnosti (naravno) u izvesnoj meri povećava krajnju cenu. Neki korisnici zahtevaju i mogućnost tzv. hladnog starta - uključivanja kompjutera čak i kada mrežni napon nije prisutan, što će reći - iz baterija. Ova mogućnost nema neku naročitu primenu. Većina uređaja omogućava prilično malu autonomiju, pa će Vam pri hladnom startu, posle podizanja sistema ostati još samo par minuta prostora za rad, što i nije neko vreme. 3.2.4. W i VA – Razlika između ovih veličina? Mnogi ljudi su zbunjeni kada prave razliku između veličina W i VA koje su merene za određeno opterećenja UPS-a. Mnogi proizvođači UPS-eva ne prave razliku između ove dve merene veličine. Energija koja dolazi do kompjuterske opreme izražava se u Watima (W) ili Volt Amperima (VA). Snaga u Watima je realna snaga koja dolazi do uređaja. Volt-Amperima se izražava “prividna snaga” i ona predstavlja proizvod primenjenog napona koji se dovodi na uređaj i struje koja protiče kroz taj uređaj. Watima se određuje stvarna snaga dobijena na uređaju i toplotna energija generisana uređajem. VA se koristi za poređenje uvedene struje i prekidne struje. Odnos W i VA za neke tipove električnih opterećenja, kao što su užarene sijalice, je identičan. Međutim kod računarske opreme vrednost W i VA mogu se značajno razlikovati, sa VA se procenjuje vrednost koja je uvek jednaka ili veća od W. Odnod vrednosti koje se mere W i VA se naziva “faktor snage” i izražava se ili kao broj ( 0.7) ili u procentima ( 70 %). Nekada je standard u industriji bio da je vrednost u W približno 60% od vrednosti VA za manje UPS-eve, što se uzimalo kao tipičan energetski faktor za opterećenje personalnog računara. U nekim slučajevima proizvođači UPS-eva daju samo vrednost u VA. Za male UPS-eve koji su namenjeni računarima kojima je vrednost predstavljena samo u VA, procenjuje se približna vrednost u W tako što se uzima 60% od vrednosti u VA. Za veće UPS sisteme, uobičajno je da se daje vrednost u W koja je jednaka vrednošću u VA. Da bismo lakše shvatili razliku između W i VA uvešćemo analogiju sa čašom u kojoj se nalazi pivo. Tečnost je pitka ili realna komponenta, što je analogno W. Pena plus tečnost čine ukupni deo što je pak analogno VA. Ako bi se pivo pažljivo natočilo rezultat bi bila samo tečnost bez pene, pitak deo je jednak ukupnom delu tj. (W=VA). U ovom slučaju odnos W i VA poznat kao faktor snage bio bi 1, ili jedinstveni faktor snage. Ukupan faktor snage koji zahtevaju današnji računarski sistemi nadmašuju 95, 96 pa čak i 97% što je veoma mnogo. To je veoma mala promena faktora snage, što je skoro jedinični faktor snage za razliku od prethodnih godina kada je faktor snage bio 85, 86, 87%, pa čak i 70%. 7
  • 9. U ovome leži srž problema: dok je kompjutersko opterećenje poslednjih godina dostiglo jedinični faktor snage , mnogi UPS sistemi su nastavili da se prave sa faktorom snage od 0.8 do 0.9, ili sa nešto nižim oko 0.7. Međutim mnogi proizvođači UPS-eva označavaju kVA kao najznačajniju meru za korisnike, koji nisu svesni posledica promena u kompjuterskim energetskim zahtevima. Kada neko kupi UPS 100kVA projektovamog sa 0.8 faktorom snage, u stvari on je kupio UPS od 80kVA koji ima jedinstveni faktor snage. Što se tiče opterečenja ako UPS ima opterećenje koje je veće od 90% njegove nominalne vrednosti , mnogi današnji upsevi mogu biti u opasnosti od preopterećenja. A samim tim i u opasnosti od prekida rada. Razmotrićemo primer gde može doći do zabune. Razmotrimo slučaj tipičnog 1000VA UPS-a. Korisnik želi da koristi snagu od 900W za grejalicu. Grejač ima vrednost od 900W što će reći da je to vrednost od 900VA sa jediničnim faktorom snage 1. Tako gledano i vrednost opterećenja u tom slučaju je 900VA, ali UPS neće imati snagu za ovo opterećenje. To je zato što vrednost od 900W premašuje vrednost UPS-a čija je relana vrednost 60% od 1000VA što je oko 600W. 3.2.5. Konkretan model? Na kraju svakog ovakvog teksta bilo bi poželjno navesti najbolje, ili bar najčešće, proizvođače. U najpominjanije svakako spada APC, koji kod nas važi za skupljeg, iako gledajući globalno to zapravo nije. Poznati su još i Best Power, Longtime, Belkin, Emerson, Leadman, IntelliPower, Liebert (posebno poznat po "super-teškoj" kategoriji), kao i svima poznati Mustek. Naravno, proizvođača ima još dosta, jedan od njih je i naš Enel, koji se možda ne odlikuje dizajnom (pošto je UPS spakovan u mini tower kućište), ali zato važi za najizdržljivije (jači modeli bez problema izdržavaju i po nekoliko sati - duplo više od pandana stranih proizvođača; verovatno je to posledica bivše države, koja je gajila ljubav prema industrijskoj elektronici). Naspram jednog APC-a, Mustek deluje kao raštelovana igračka. Bez neke zle namere, moram reći da je iz mog iskustva, najveći broj nezgoda nastao u prisustvu Mustek UPS uređaja. Verovatno je u pitanju switchover period, dovoljan da prebaci napajanje bez restarta, ali ne i da zaštiti opremu od udara, pošto uređaji ovog proizvođača ne raspolažu gotovo nikakvom elektronikom za peglanje napona i frekvencije. Nekako zajedno s tim ide i činjenica, da najčešće strada elektronika na HDD-u ili ploča (drugim rečima, nešto od SMD-a, pošto su elektro-mehaničke komponente tipa elektromotor, prilično izdržljivije). S druge strane, neki korisnici imaju itekako dobra iskustva sa ovim uređajima. Sve ovo navodi na zaključak da se radi o spletu okolnosti, individualnom za svaki primerak. Ne idealno, ali jeftino - a kada bolje razmislite i to nešto je svakako bolje nego ništa. Opet, ni UPS Vam neće pomoći u slučaju da imate neko rahitićno napajanje. U tom slučaju bolje prvo rešite pitanje zamene napajanja, pa tek onda kupujte UPS. Neka konačna preporuka o "BestBuy" varijanti ne postoji. Svako bi trebao da izabere ono što mu odgovara po karakteristikama, ceni, ali i pratećoj opremi. Retko kad uz UPS stiže više od 1-2 kabla, pa ako Vam kojim slučajem treba više, moraćete da doplatite. Takođe, za skuplje uređaje nije loše proveriti kakva je buduća servisna podrška, uzimajući u obzir da 8
  • 10. baterije ne traju večno, a kupovina novog (jednako skupog) nije baš isplativa. Za neke uobičajene, kućne (ali i poslove manjeg obima) vredi razmisliti od StandBy varijanti UPS-a, koja raspolaže "ispravljanjem krivih drina" bez angažovanja baterija, kao i Smart funkcijom, koja će omogućiti malo više komfora, ali i dosta bitniju stavku - podešavanje praga reagovanja switcha, koji će prebaciti napajanje sa primarnog na sekundarno u trenutku kada napon izađe iz okvira koje ste Vi podesili. Zašto je ovo bitno? Pa, recimo da je napon u vašem stanu/kući 210V. Ako je UPS fabrički podešen na reagovanje ispod 215 i iznad 230, ima šansi da UPS neprekidno maltretira baterije, usled "neregularnog" napona, koji se igrom slučaja kod Vas smatra "normalnim". Taj problem je, zbog nemogućnosti podešavanja, mahom čest kod BackUPS-a. Ako imate ideju da UPS koristite van kompjuterskog okruženja, bilo bi mudro odlučiti se za UPS koji NE poseduje green funkcije, jer ona onemogućava korišćenje izvora ako je opterećenje manje od nekih 60-70w. 3.3. Preporučene konfiguracije za korišćenje UPS-a Konfiguracija 1: Zaštita jednog kompjutera sa jednim UPS-om Kod ove konfiguracije, svaki kompjuter je zaštićen posebnim UPS-om i komunikacija između njih je serijska, koja se obavlja preko USB kabla. UPS softver je instaliran na kompjuter da obezbedi gašenje sistema bez nadzora u slučaju nestanka struje. U ovom slučaju upravljanje UPS-om je preko lokalnog kompjutera. Ovo je jednostavna konfiguracija koja se koristi kao widespread za servere i radne stanice. Slika 12: Zaštita kompjutera sa jednim UPS-om. 9
  • 11. Konfiguracija 2: Zaštita dva ili tri kompjutera sa jednim UPS-om Kod ove konfiguracije, nekoliko kompjutera je spojeno na UPS veće snage (obično snage od 1500VA ili veće). Jedan kompjuter je direktno spojen preko serijskog porta (RS232) na UPS, dok druga dva su spojena preko „expasion“ kartice koja se montirana na UPS i koja dozvoljava dva dodatna serijska porta. U ovoj situaciji, sva tri kompjutera će imati istu sposobnost isključenja, ali upravljanje UPS-om je prvim kompjutrom. Značajno je da je dozvoljena komunikacija UPS-a samo sa jednim sistemom, USB veza ne može da se koristi u ovoj situaciji. Iako ova šema može da bude proširena za upravljanje sa 24 kompjutera (preko daisy-chaining), APC ne preporučuje ovakav pristup sa dodatnim kablom. Slika 13: Zaštita dva ili tri kompjutera sa jednim UPS-om. Konfiguracija 3: Zaštita tri ili više kompjutera sa jednim UPS-om Ovakva konfiguracija je popularniji pristup koji sadrži upravljanje UPS-om direktno preko enterne mreže (lokalne). Upravljanje mrežnom karticom (sa real-time operativnim sistemom i hardverskim watchdog čipom) instalirano je na UPS-u i time se eliminiše zahtev za upravljanje preko servera. Jedann od primera kod ovakve konfiguracije je InfraStruXure arhitektura kod APC koji upotrebljavaju ovaj pristup. Softver instaliran na kompjuteru kod ove konfiguracije treba jedino da odradi funkciju gašenja pošto je sposobnost upravljanja ugrađena na samom UPS-u. 10
  • 12. Slika 14: Zaštita tri ili više kompjutera sa jadnim UPS-om 3.4. Različiti tipovi gašenja operacionog sistema Savremeni operacioni sistemi kao što su Microsoft Windows koriste napredne pristupe strujnog upravljanja, što uvodi nove načine za isključenje. Iako ovi napredni sistemi moraju uglavnom da imaju upravljanje pomoću laptopa na kome se nalazi UPS softver. Shutdown Ovo je tradicionalni način gde operacioni sistem računara dobija komandu za gašenje od UPS softvera i dobija sekvencu za prekidanje svih aktivnih procesa pre izlaska. Kod operacionog sistema Windows nam daje poruku „Sada možete da isključite vaš kompjuter“, nakon čega mi vršimo isključivanje računara. Shutdown and „off“ Ovo je sličan metod kao prethodni, ali ovde kada se završi proces, operativni sistem stvarno zapoveda računaru da se isključi i onda prelazi u stanje „no longed draws power“. Ovo je koristan predlog za konfiguraciju 3.5. koja je već obljašnjena - računar može da bude isključen i produženo je vreme gašenja ostalih računara. (ovaj pristup se ponekad naziva „load shedding“). Gašenje sistema i „off“ su sposobnost koja ponekad zahteva menjanje podešavanja u BIOS-u . 11
  • 13. Hibernation ( stanje hibernacije) Proces Hibernacije (na primer , koji podržava poslednji Microsoft-ov operativni sistem Windows) je sličan kao i u prethodnim metodama ali ponekad u velikoj meri dragoceni dodatni koraci su: 1. Prvo se desktop stanje sistema sačuva, uključujući i sve otvorene fajlove i dokumente. Ovo se postiže čuvanjem sadržaja RAM-a u okviru velikog fajla na hard disku. 2. Zatim se gasi sistem a za njim i računar 3. Kada se ponovo uključi računar, tokom podizanja operativnog sistema, u RAM se učitava sadržaj sa hard diska 4. Desktop, zajedno sa svim pokrenutim aplikacijama i otvorenim fajlovima, se vraća u stanje u kome je bio pre nastupanja hibernacije. Ovo predstavlja glavnu prednost u odnosu na ostale metode čuvanja započetog rada i stanja mašine pre gašenja sistema. Zbog ovog razloga, APC često preporučuje korisnicima odabir ove metode gašenja njihovog UPS softvera. Standby ’ Kada računar prelazi u „standby“ način rada, on nije u potpunosti isključen, već je prebačen u stanje niskog napajanja gde su određene komponente (monitor, U/I čipovi, itd.) ugašene. DRAM nastavlja sa osvežavanjem, i kada se kompjuter „budi“ iz standby načina rada, vraća se vrlo brzo u prethodno stanje. Ukoliko izaberete ovo podešavanje za svoj računar, vrlo je važno biti siguran da UPS koji ste izabrali može da „probudi“ sistem u slučaju dužeg prekida u napajanju, kako bi se mogao pokrenuti Shutdown proces. U suprotnom, sistem može ostati u Standby stanju sve dok se UPS u potpunosti ne istroši, nakon čega će biti prekinut dovod struje sistemu i nastupiće gašenje, tzv. „hard“ shutdown. 12
  • 14. 3.5. Trofazni UPS sistem snage 20kVA Da ne bi bilo reči samo o “običnim“ UPS sistemima – sistemima za manje snage za kraj ću ukratko opisati princip rada trofaznog sistema čije je maksimalno opterećenje 20kVA. Praktičan uređaj koji je bio na servisu je IMFORM PYRAMID DSP 320. Ovo je trofazni, sinhrono-sinfazni on-line UPS koji zahteva balans snage na priključenim potrošačima. Trofazni sinhrono-sinfazni UPS znači da je bitan fazni raspored na ulazu UPS-a i da su izlazne faze iz UPS-a jednake ulaznim fazama. Uređaj zahteva balans snage na potrošačima iz razloga što je izlazni generator – invertor jedinstvena komponenta koja zahteva približno jednakio opterećenje po sva tri izlaza. U ovom slučaju dozvoljeno otstupanje opterećenja je ukupno do 20 % između svih faza. Panel ovog sistema je prikazan na slici 15. Slika 15: Panel trofaznog UPS sistema 13
  • 15. Njegova blok šema prikazana je na slici 16. Slika 16: Blok šema trofaznog UPS sistema Vod koji dolazi od EPS-a do zgrade dovodi se na dva razvojna bloka, pomoćni i glavni razvojni blok. Oba bloka imaju napajanje iz istog izvora, ali kako svaki ulaz napaja različite ulazne komponente svaki ima različite topljive osigurače. Princip rada uređaja je najbolje objasniti kroz postupak startovanja uređaja. Ovde bih napomenuo da ceo sistem kontroliše DSP bazirani mikrokontroler koji na bazi ulaznih parametara kao što su: prisustvo napona (na ulazu, ispravljaču, bypass-u, DC magistrali, izlazu invertora, izlazu UPS-a) i izmerenih struja kroz galvanski odvojene merne kalemove upravlja sistemom u realnom vremenu. UPS je fizički podvojen u sledeća četri bloka: ispravljač, jednosmerna magistrala, baterijska banka i invertor. 14
  • 16. Slika 17: DC magistrala Slika 18: Invertor Slika 19: Ispravljač Proces startovanja. Kada je UPS vezan na električnu instalaciju dovoda energije do UPS-a (ulaz i bypass ulaz) i razvodni sistem izlaza starovanje se vrši po fazama: 1) Dovede se energija bypass ulazu (osiguračem F4) 2) Dovede se energija na ulaz UPS-a (osiguračem F1). Ovog trenutka unutrašnji ispravljači stvaraju niske napone za napajanje svih blokova sistema. Startuje se DSP kontroler i utvrđuje postojanje energije na ulazu i bypass ulazu. 3) Uklučenjem osigurača F6 INRUSH CURRENT startuje se ispravljački blok. Utvrđuje se sinfaznost ulaza i ako UPS na displeju prikaže grešku VSECFL to znači da treba promeniti fazni raspored ulaza. Ako ne prikaže grešku čuće se blagi mehanički klik iz UPS-a ( Rectifier Contactor) kontaktora koji napaja ispravljač. Ispravljač kreće da gradi energiju na jednosmernoj magistrali DC bus. Kada dostigne potrebnu vredost od +/- 420V dc DSP kontroler će krenuti sa startovanjem invertora. Kada izlaz invertora dostigne efektivni napon od 230V u 15
  • 17. odnosu na nulti vod po svakoj liniji izlaza, na displeju kontrolera će se pojaviti NORMAL i crvena dioda za baterije će treptati što je znakl za siguran prelaz na sledeću fazu startovanja. 4) Ubacuju se ultra brzi osigurači i priključuju baterije F5. 5) Priključuje se potrošač na UPS osiguračem F2 6) Iz menija UPS-a startujemo test baterija. DSP kontroler instruira ispravljač da ne ispravlja veću struju od 3A po fazi, tako da invertor sa jednosmerne magistrale koristi energiju batetrija i praćenjem pada napona u periodu od 20s ( koliko test traje) utvrđuje se ispravnost baterijske banke. Ako je pad u zadovoljavajućim granicama sistem prijavi na displeju OK, i od tog trenutka je u svojoj potpunoj funkciji. Proces gašenja je suprotan u odnosu na proces startovanja. Prvo se isključuju baterije F5, zatim se isključuje izlaz F2, zatim INRUSH F6 i na kraju ulazi F1 i F4. Uređaj je obezbeđen sa dva sistema bypass-a koji omogućavaju direktan penos energije sa ulaza na izlaz, ka potrošačima. Oni su Split Bypass i Manual Bypass. Splyt Bypass je elektronski bypass realizovan sa tri tiristora. Njime upravlja DSP mikrokontroler i koristi ga u slučaju pojave manjih neispravnosti celog sistema kao što su: termička nestabilnost, baterijska neispravnost, preopterećenje izlaza i sl. Manual bypass je mehaničko prespajanje ulaza na izlaz. Koristi se samo kada je potrebno električno odvojiti uređaj od sistema a da potrošač i dalje ima napajanje energijom. Slika 20: Izgled prednje strane panela sa osiguračima 16
  • 18. Slika 21: Izgled osigurača i klema NAPOMENA: Da bi uljključili manuelni bypass potrebno je da svi osigurači budu isključeni jer u suprotnom ćemo upropastiti uređaj. Funkcija Bypass-a je u suštini da kada dođe do nekog problema u uređaju reaguje i propusti ulaz ka izlazu. To je kod elektronskog Bypass-a a u ovom kolu takođe postoji i manuelni Baypass kojim se podignu svi osigurači i spaja se izlaz sa ulazom dok je sva ostala otkačena i mogu se raditi određene popravke na njoj. Slika 22 : Interfejsna logika 17
  • 19. Kao i svi industrijski uređaji u procesnoj tehnici i ovaj UPS uređaj je opremljen spoljnom signalizacijom i upravljanjem. Na njega je moguće priključiti spoljni kontroler preko serijskih veza preko RS232 ili Rs488 interfejsa. Dovesti mu spoljnu signalizaciju/upravljanje preko generatorskog signala i signala za urgentno gašenje (EPO- Emergency Power Off) ili preko relejnih kontakata dobiti operativno stanje UPS-a. To se može videti sa slike 21. Operativno stanje UPS-a je ustvari stanje konačnog automata zasnovano na prethodnom stanju. UPS može biti u nekom od sledeća tri stanja: normalnom, bypass/greška ili na baterije. Do bypass ili na baterije stanja dolazi iz normalnog stanja. Iz stanja na baterije se vraća u normalno stanje kada se vrati energija na ulazu UPS-a. A iz bypass stanja se vraća u normalno pod uslovom da se koriguje greška koja je dovela do tog stanja. Na sledećoj slici je prikazana električna šema je INFORM PYRAMID DSP 320 UPS-a. Dipl.ing. Rade Rakić 18