vantaggi e benefici dei gruppi di continuita' eaton - Gfo Europe S.p.A.

VANTAGGI E BENEFICI DEI GRUPPI DI CONTINUITA’ EATONI Gruppi di Continuità Powerware, data lo stato dell’arte della tecnologia impiegata da Eaton,leader mondiale nella progettazione e produzione di soluzioni UPS, consentono il massimodelle prestazioni sul mercato.I vantaggi e benefici degli apparati di nuova generazione prevedono‣ la possibilità di operare al più basso costo di esercizio per proteggere e soddisfare irequisiti dei carichi critici moderni (server/computer)o erogando più potenza attiva (kW) e anche con carichicapacitivio operando a maggior rendimentoo occupando minori spazi;‣ una perfetta integrazione nell’ambiente operativoo assorbendo corrente da rete in maniera pulitao non richiedendo di sovradimensionare gli apparati a monte(generatore diesel);‣ Caratteristiche esclusive Eaton per migliorare l’affidabilità e laflessibilità comeo ABM (Advance Battery Managment) per la gestione della batteriao HotSync per il funzionamenti di sistemi in parallelo.Possibilità di operare al più basso costo di esercizio per proteggere e soddisfare i requisiti deicarichi critici moderni (server/computer) considerando che• La potenza totale a 40°C ambiente èdisponibile con cosfì 0.9, permettendol’erogazione di maggiore potenza attiva (kW)rispetto alle macchine normalmente sulmercato. Ciò è un requisito fondamentale peralimentare i carichi critici moderni(server/computer) che assorbono corrente contecnologia a correzione del fattore di potenza(PFC).Derating 15%PF=0.8PF=0.9OKOKOKCapacitivoOKPF=0.9Inoltre Gli UPS Powerware di nuovagenerazione proposti da Eaton hanno unaPF=0.7variazione del fattore di potenza permesso da0,7 induttivo a 0,9 capacitivo, senza deratingInduttivodell’UPS stesso. La situazione è riassumibilenel grafico vicino. Nel caso quindi di carichi lacui corrente assorbita ha fattore di potenza 0,9 capacitivo, non occorre sovradimensionare i gruppi dicontinuità proposti.

• Grazie al solo utilizzo di due soli stadi di conversione a IGBT per tutta la catena doppia conversioneon-line (vedere schema 9390 in figura), il rendimento è estremamente elevato, con un’efficienza(modello 9390) di 93,6% (carico100%), 92,9% (carico75%) e 92,6 (carico 50%).A titolo di esempio è possibile osservare che un 1% di miglior rendimento per carico di 100 kW dà:1%*100kW*24h*365g = 8760 kW/h per anno di maggior consumo.Con un costo dell’elettricità di 20 EUR / 100 kWh otteniamo:0.2*8760 = 1752 EUR per anno di risparmio elettricoConsiderando anche un risparmio sull’impianto di raffreddamento, abbiamo unRisparmio totale di 2 336 € per anno• L’uso della tecnologia utilizzata permette una realizzazione estremamente compatta, purmantenendo una facile accessibilità solo dal fronte senza vincoli di posizionamento. Si riduce così lanecessità di occupare costosi spazi.Perfetta integrazione nell’ambiente operativo considerando che• Il raddrizzatore utilizza il controllo attivo del fattore di potenza in ingresso (PFC) tramite stadio diconversione di potenza a IGBT con PWM ad alta frequenza, in grado di assorbire energia dalla retecon un fattore di potenza pari a 0,99 in condizioni normali e corrente dalla rete con un contenutoarmonico al di sotto del 5% senza la necessità di aggiungere filtri (vedere tipologie diraddrizzatore in figura). Ciò evita eventuali problemi di risonanza tra i condensatori del filtro THD eduna sorgente a monte ad alta impedenza (es. generatore diesel), nonché problemi al filtro stesso sela tensione a monte è particolarmente distorta. Le prestazioni indicate sono garantite a qualunquepercentuale di carico, senza i problemi di sovracompensazione per carichi bassi. Il fattore dipotenza pari a 0,99 permette, a parità di potenza erogata, una minore corrente assorbita a monte,con conseguente possibilità di riduzione dimensionale dell’impianto elettrico.• Le prestazioni di raddrizzatore appena descritte rendono l’apparato particolarmente adatto afunzionare anche in presenza di generatore diesel a monte, visto il pressoché trascurabilecontenuto armonico della corrente assorbita e l’assenza di sfasamento della corrente medesima.Ciò previene la necessità di un eccessivo e quindi costoso sovradimensionamento del generatorestesso. Ai fini del suo dimensionamento, occorre tener conto di una corrente assorbita pressochésinusoidale.

Raddrizzatore esafase(28-30% THDi, FP 0,8)esafase con filtro(8-15% THDi, FP 0,92)Raddrizzatore dodecafase(10-12% THDi, FP 0,8)dodecafase con filtro(5-7% THDi, FP 0,92)Radd.re PFC aFont-end attivo(2-5% THDi, FP 0,99)Tecnologia booster(8-12% THDi)Filtro attivo (THM)(3-10% THDi)Caratteristiche esclusive per migliorare l’affidabilità e la flessibilità dell’impianto• Gestione della batteria mediante l’esclusivo ABM (Advance Battery Managment) che prevede lacarica della batteria solo quando necessario, mentre normalmente essa è lasciata in stato di riposo(resting), evitando l’invecchiamento normalmente dovuto alla correnti di tampone e di ripple. E’ottenibile un 50% in più di tempo di vita.La finalità del dispositivo ABM è di prolungare la vita delle batterie e garantire l’efficienza delsistema nel caso in cui si verifichi un blackout. Per aumentare la vita media delle batterie ènecessario ridurre la corrosione delle stesse, causata dal flusso di corrente che le attraversa.Ovviamente il numero di volte in cui la batteria si scarica è determinato dai blackout che siverificano e quindi non può essere ridotto, ma la frequenza di ricarica delle batterie può esserecontrollata ed ottimizzata.Gli UPS con ABM caricano le batterie solo quando è necessario e il dispositivo ABM mantiene sottocontrollo lo stato delle stesse e le ricarica in funzione dei valori riscontrati.In funzionamento normale la batteria viene caricata per 2 giorni, seguiti da 18 giorni di riposo o“rest” (poi viene riavviato il ciclo di 2 giorni di ricarica e 18 giorni di rest, ecc). Questo permette diridurre di molto la corrosione della batteria rispetto ad una modalità di carica tradizionale.Se le batterie hanno bisogno di essere ricaricate durante i 18 giorni di rest (per esempio dopo unblackout), ABM avvia immediatamente la carica della batteria e ritorna alla condizione rest quandola batteria raggiunge la soglia ottimale.La perdita di energia delle batterie durante il periodo rest non è superiore al 2-3%, quindi questagestione non limita l’autonomia disponibile in caso di blackout.In un sistema on-line doppia conversione, ABM elimina il problema di ripple nel periodo rest.

ABM – Ciclo di caricaCharging mode:Dopo l’avvio, la tensione di riferimento è stabilizzata in modo che il caricabatteria operi in limitazione di corrente finché la batteria nonsmette dirichiedere energia.Floating mode:Quando la tensione della batteria è al massimo del suovalore, vieneavviata la carica lenta per 48 ore.Resting mode:Dopo 48 ore dall’inizio del ciclo di ricarica, il carica batteriadisattivato.Alarm level:Un nuovo ciclo di ricarica viene avviato dopo 18 giorni o nelche latensione di batteria raggiunga un livello di allarme inferiore adisogliavienecasoquelloVantaggi ABM:· ABM aumenta la vita media della batteria del 50 %· Ottimizza i tempi di ricarica· Riduce la corrosione delle piastre· Controllo intelligente a microprocessore -verifica reale delle condizioni delle batterie (testperiodico, scarica controllata) per una accurata protezione da eventuali anomalie.• Possibilità, mediante la tecnologia brevettata Hot Sync, di avere 2 o più unità connesse inparallelo.Per un livello di disponibilità del 99.999% necessario per applicazioni critiche, un Gruppo Statico diContinuità in configurazione singola non è più sufficiente, ma sono necessari sistemi di più UPSfunzionanti in configurazione parallelo ridondante. Inoltre la continua diffusione di impianti dielaborazione centralizzati ha creato una richiesta di mercato per soluzioni di alimentazione scalabili,con l’aggiunta di moduli in parallelo a quelli già precedentemente installati, consentendo unapianificazione delle spese in linea con le reali necessità del momento.Gestire i single point of failureUn sistema di continuità parallelo prevede la connessione insieme di due o più unità UPS con uscitacomune di alimentazione verso il carico, cosicché anche nell’improbabile ipotesi che una si guasti,le rimanenti sono in grado di assicurare continuità al carico. Tradizionalmente una configurazione inparallelo ridondante è ottenuta avendo una circuiteria di controllo comune nel sistema.Sfortunatamente, questo porta ad un singolo punto di guasto (“single point of failure”) per l’intero

sistema perché se il controllo comune ha un guasto, l’intero sistema UPS rischia di perdere il carico.Allo stesso modo la necessità di scambio di segnali tra le diverse unità in parallelo al fine di un’equaripartizione della corrente di carico può costituire un “single point of failure”.Questa è la ragione per cui Eaton Powerware ha sviluppato la tecnologia brevettata Hot Sync® perparallelo ridondante o per aumento di capacità. Esso è progettato per eliminare ogni “single point offailure” a livello di sistema implicito nei sistemi di controllo tradizionale, aumentandoesponenzialmente l’affidabilità dell’intero sistema.Sincronizzati ma non interdipendentiHot Sync® permette a due o più unità di lavorare in completa sincronizzazione senza che esse sianocollegate tra loro e senza alcuna logica comune. Questa tecnologia fornisce la ridondanza e laripartizione del carico automatica con nient’altro che la connessione di potenza tra i moduli. Tutte leunità sono in grado di funzionare autonomamente e prendere decisioni semplicemente analizzando ilproprio carico. I moduli UPS non necessitano di alcuna comunicazione tra loro per ripartirsi lacorrente di carico o per rimuovere un’unità guasta dal bus del carico. Se un modulo presenta deiproblemi, gli altri continuano ad alimentare il carico equamente mentre quello guasto èimmediatamente isolato. Persino se venissero interrotti i cavi di segnale tra le varie unità il sistemacontinuerebbe ad alimentare il carico senza interruzione, in virtù del fatto che i segnali scambiatisono solo di carattere ausiliario e nonnecessari per la ripartizione del carico.reteQuesto significa che non esiste alcun“single point of failure”.Testata in campo ed installata inmigliaia di siti in tutto il mondo, latecnologia proprietaria Hot Sync® diEaton Powerware è divenuta lostandard di affidabilità globale. Graziealle ottimali funzionalità dimonitoraggio e alla presenza dicontrolli altamente automatizzati ilsistema è facile da gestire come unsingolo modulo.Hot Sync RidondanteCaricoL’Hot Sync Ridondante permette ilparallelo di N+1 moduli fino ad 8 UPS, con i moduli UPS che si dividono il carico critico tra loro. Se inun modulo dovesse avvenire un qualsiasi malfunzionamento, il rimanente carico critico è protetto al100%. La diagnostica interna isola immediatamente il modulo UPS difettoso dal bus critico mentrel'altro UPS assume il pieno carico.Hot Sync di CapacitàL’Hot Sync di Capacità permette fino a otto moduli UPS di operare in parallelo per aumentare lacapacità di carico.Aggiungendo ulteriori moduli UPS rispetto a quelli necessari per supportare il carico, può essereottenuta anche la ridondanza. Per esempio, se il carico richiesto dovesse essere di 800 kVA,selezionando tre unità da 400 kVA si ha la ridondanza di N+1: due moduli per alimentare il carico eduno per ridondanza.