Настройка ИБП Eaton 9130

1. Зачем настраивать UPS?

После подключения ИБП, его можно было бы сразу ввести в эксплуатацию - заводские уставки (настройки по умолчанию) могут вполне подойти для большого числа случаев. Да и настройки есть не у всех UPS. Но, если мы собираемся эксплуатировать действительно высококлассный ИБП с двойным преобразованием, то было бы глупо не использовать все возможности для повышения надежности, удобства и эффективности системы бесперебойного питания.

Мы будем настраивать online UPS Powerware 9130-T (Eaton) мощностью 2000 ВА. ИБП уже подключен. Он будет работать в офисе с тремя компьютерами, телефонной станцией и МФУ (лазерный принтер, факс, копир, сканер). Хоть это и не имеет прямого отношения к теме, но начитавшимся про "не подключайте лазерные принтеры к UPS" скажем, что это песня 20-летней давности, которая даже и тогда имела не много смысла - нужно просто соотносить максимальные токи принтера (и любого другого потребителя) с максимальными выходными токами UPS, и все будет хорошо.

В нашем офисе не очень хорошая электрическая сеть. Раз в неделю бывают отключения минут по 5-10 (секундные просечки бывают, конечно, еще чаще), а пару раз в год могут отключить электричество и на несколько часов. Напряжение в сети обычно от 185 до 215 вольт, но вечерами, когда в здании отключаются основные потребители, может подскочить и до 250 В. В офисе есть свой щиток, и начальство требует, чтобы уходя все выключали. Вот, в основном, и все основные условия, которые имеют отношение к настройке UPS. Можно начинать настройку.

2. Простые настройки ИБП

Влючаем сеть. На передней панели Powerware 9130 (Eaton) на пару минут появляется логотип Eaton. Если UPS пищит, возможно мы забыли подключить аккумуляторную батарею, хотя это нужно было сделать на этапе подключения UPS - исправляем ошибку.

Нажимаем кнопку включения - на дисплее надпись "ИБП готов к работе". Приятно, что по-русски (все ИБП Powerware 9130 (Eaton) приходят в Россию с предустановленным русским языком). Но UPS еще не включен, чтобы он включился, нужно нажать и удерживать кнопку включения в течение секунды. Делаем это, на дисплее надпись: "ИБП включается", которая через несколько секунд сменяется сообщением "ИБП online, мощность 0%" - ИБП включился и на его выходе появилось напряжение.

Какое, говорите, напряжение на выходе? Проверим заводскую установку. Нажимаем и удерживаем кнопку "esc" пока на дисплее не появляется сообщение "Установки пользователя". Нажимаем кнопку входа в пункт меню и кнопками со стрелками доходим до пункта "Output voltage ( 230V )" (русский язык куда-то делся - придется привыкать к английскому). Эту установку легко исправить на 220 В (вход в пункт меню и кнопки со стрелками). Вопрос заключается в том, нужно ли это делать? Нашему ИБП Powerware 9130 (Eaton) все равно, какое напряжение поддерживать на выходе: 220 В или 230 В, в обоих случаях оно будет идеальным. Потребители (компьютеры, МФУ и телефонная станция) наверняка рассчитаны на 230 В (можно проверить в инструкциях), поэтому заводская установка 230 В представляется правильной. Оставляем ее. Сразу проверяем соседний пункт меню и убеждаемся, что выходная частота равна 50 Гц.

Еще одна несложная настройка - дата и время. Входим в пользовательские настройки (см. предыдущий абзац) и кнопками со стрелками идем до пункта "Set date and time". Входим в этот пункт меню и кнопками со стрелками устанавливаем дату и время, подтверждая каждую установку нажатием кнопки ввода.

Чтобы UPS не отвлекал людей от работы при очень коротких сбоях электрической сети, установим задержку включения звукового сигнала при сбое электропитания в 5 с. Для этого идем в меню пользовательских настроек, пункт "On battery notice delay" и устанавливаем соответствующую задержку.

2. Настройки параметров байпаса ИБП Powerware 9130 (Eaton)

Как у любого ИБП с двойным преобразованием энергии, есть статический байпас. ИБП переключается на работу через него в случае перегрузки или поломки. Нам нужно убедиться, что условия переключения на байпас (и обратно) установлены в соответствии с характеристиками нашей электрической сети и потребителей.

Прежде всего, установим граничные условия для переключения ИБП на байпас. В пользовательских настройках ищем пункт "Synchronization window". По умолчанию там должно стоять ±3.0 Гц. В этом диапазоне частота инвертора сможет следить за частотой электрической сети. Для нашего случая, эта установка не имеет значения, т.к., с одной стороны, мы питаемся от городской электрической сети с очень стабильной частотой (она вряд ли отклонится от 50 Гц больше, чем на 0.2 Гц), а с другой стороны, для наших потребителей точное поддержание частоты не имеет никакого значения - там нет ни синхронных двигателей ни каких-либо блоков, синнхронизующихся с сетью. Оставляем настройку по умолчанию.

А вот диапазон напряжений сети, при которых возможно переключение на байпас, лучше бы установить в соответствии с реальным диапазоном напряжений в нашей электрической сети. Тогда большую часть времени ИБП будет иметь возможность переключиться на байпас в случае перегрузки, а скачок напряжения при переключении (см. страницу про online UPS (ИБП с двойным преобразованием)) будет не слишком велик. Находим среди пользовательских настроек пункты "Bypass voltage high limit" и "Bypass voltage low limit" и устанавливаем, соответственно "230V + 9%" (250 В) и "230V - 18%" (190 В). Чтобы включить в действие эти пороги ("окна" ограниченные порогами) ищем среди пользовательских настроек пункт "Qualify bypass" (разрешить переход на байпас) и устанавливаем в нем значение "when in cpec" (когда в "окне").

В случае переключения в отсутствие синхронизации инвертора с сетью (байпасом), потребители испытают большой скачок напряжения. Поэтому такое переключение нужно запретить. Находим пункт "Unsynchronized transfers" (несинхронизованные переходы на байпас) и устанавливаем параметр "disabled" (запрещены). Теперь переключение на байпас возможно только в случае, если выполняются следующие условия:

• напряжение байпаса в "окне" от минимального до максимального напряжений (190 - 250 В);
• частота байпаса байпаса в "окне" от минимальной до максимальной частоты (47 - 53 Гц).
• инвертор ИБП синхронизован с байпасом (сетью).

В случае перегрузки, ИБП должен мгновенно переключаться на байпас. Заводская установка параметра "Transfer to bypass when overload" (= "Immediate") как раз и должна это обеспечить. Наша задача - только убедиться, что этот параметр не настроен иначе.

3. Настройка параметров аккумуляторной батареи

К аккумуляторной батарее относятся всего несколько пунктов пользовательских настроек. Сначала проверим параметр "Number of battery strings" (количество параллельных линеек аккумуляторной батареи). У нас нет дополнительных аккумуляторных батарей, поэтому здесь должна стоять 1. Правильная установка этого параметра поможет ИБП Powerware 9130 (Eaton) правильно индицировать время работы от батареи. Настройка влияет только на индикацию, на сам процесс разряда аккумуляторов и защитное отключение этот параметр влияния не оказывает.

Убедимся теперь, что Powerware 9130 (Eaton) будет правильно заряжать свои аккумуляторы. Установка параметра "Battery charge mode" (режим зарядки аккумуляторов) в "ABM cycling" позволит ИБП применить фирменную методику зарядки свинцовых аккумуляторов фирмы Eaton - Advanced Battery Management. Eaton обещает, что ее применение увеличивает ресурс аккумуляторов чуть ли не вдвое. Так что, - пусть будет. А вот температурную компенсацию зарядного тока нужно включить обязательно: "Temperature compensated charging" = "enabled", теперь при повышенной температуре аккумуляторы в ИБП не будут перезаряжаться.

У нас есть возможность запретить включение ИБП Powerware 9130 (Eaton), когда после полного разряда аккумуляторной батареи, снова появляется напряжение в сети, пока батарея ИБП не зарядится хоть немного (в параметре "Battery charge % to restart" можно поставить от 10 до 90 %). У нас нет оснований предполагать частые повторные отключения сети, поэтому оставляем этот параметр без изменения ("Not checked" - не выбрано).

Автоматическую проверку аккумуляторной батареи ("Automatic battery support test" = "Enabled") нужно обязательно включить, чтобы раз в месяц ИБП переходил на работу от батареи на 25 секунд и проверял напряжение на батарее под нагрузкой. Если вдруг аккумуляторная батарея не пройдет тест, у нас всегда есть возможность проверить аккумуляторы индикатором емкости свинцовых аккумуляторов и, при необходимости, заменить аккумуляторы в ИБП.

Сигнал о приближающимся полном разряде аккумуляторов ИБП подаст примерно за 3 минуты до отключения. Мы имеем возможность установить параметр "Battery low alarm" в 2 или 5 минут, но делать этого не станем - трех минут нам вполне хватит, чтобы даже в аварийной ситуации успеть выключить компьютеры.

4. Настройка управления сегментами нагрузки ИБП Powerware 9130 (Eaton)

Среднюю суммарную мощность всех наших потребителей можно оценить в 500-600 Вт. В ИБП Powerware 9130 (Eaton), установлены 8 аккумуляторов по 9 А*час. Если рассчитать время работы нашего UPS от аккумулятора, мы получим около 50 минут. Этого нам в общем-то достаточно. Но ИБП Powerware 9130 (Eaton) может программно управлять нагрузкой. Глупо было бы этим не воспользоваться - мы сумеем еще увеличить время работы ИБП от аккумуляторов.

Один компьютер, МФУ и телефонную станцию мы подключили к первой группе выходных разъемов ИБП (первый сегмент нагрузки). А все остальное - к разъемам второго выхода (2-й сегмент нагрузки). Оценим среднюю мощность сегмента 1 в 200 Вт и мощность сегмента 2 в 300 Вт. Если отключить 2-й сегмент нагрузки через 10 минут после перехода ИБП Powerware 9130 (Eaton) на работу от аккумуляторов, то оставшийся заряд аккумуляторной батареи можно будет истратить на питание 1-го сегмента нагрузки. И наш самый важный компьютер с принтером и телефонной станцией проработает дольше. Насколько дольше?

Можно рассчитать время работы ИБП от аккумулятора при условии, что к нему подключен только первый сегмент нагрузки. Получим около 2.5 часов. Учтем, что в реальных условиях, часть заряда (примерно 20% = 10 мин / 50 мин) аккумуляторы UPS отдадут на питание суммарной мощности обоих сегментов, и уменьшим полученный результат на 20%. Получается примерно 2 часа. Более точный расчет времени работы ИБП от аккумулятора для случая ступенчатого изменения нагрузки, можно провести по разрядным кривым аккумуляторов. Но нам достаточно сейчас и сделанной оценки.

Итак, мы хотим, чтобы после отключения электрической сети, второй сегмент нагрузки отключился через 10 минут, а первый сегмент продолжал работать до полного исчерпания заряда аккумуляторной батареи (еще примерно 2 часа). Это позволит нам более, чем вдвое продлить (хоть и в урезанном режиме) работу офиса в условиях очень длительного отключения электрической сети, которые у нас, по условиям задачи, бывают примерно дважды в год.

Чтобы реализовать задумку, находим в пользовательских настройках параметр "Automatic on battery shutdown" (автоматическое отключение нагрузки при работе от батареи) и устанавливаем "Outlets: segment 1" = "disabled", а "Outlets: segment 2" = "600 s" (10 минут).

У ИБП Powerware 9130 (Eaton) есть еще одна полезная возможность. Изменив параметр "Automatic start delay" (задержка включения) на "Load segment 1" = "No delay" (без задержки) и "Load segment 2" = " 3600 s" (1 час), мы заставим UPS включать напряжение для 1-го сегмента нагрузки сразу после появления напряжения в сети, а вот на сегменте 2 напряжение появится только через час. В случае повторного отключения, это позволит расходовать весь заряд только-только начавшей заряжаться батареи на питание первого (самого важного) сегмента нагрузки. А когда аккумуляторная батарея немного зарядится - включится и второй сегмент нагрузки.

5. Преобразователь частоты из ИБП Powerware 9130 (Eaton)

Иногда (отвлечемся сейчас от нашей офисной задачи) встречается потребность - запитать оборудование, рассчитанное на иноземную электрическую сеть (скажем 110 В, 60 Гц). Преобразование напряжения не является проблемой - есть автотрансформаторы. В большинстве случаев, частота не имеет значения, поскольку потребители оснащены импульсными блоками питания. Но иногда... Иногда речь идет об измерительных комплексах или медицинском оборудовании, для питания которых требуется частота 60 Гц. Решить эту проблему поможет ИБП Powerware 9130 (Eaton) - он может работать в экзотическом режиме преобразователя частоты.

В самом деле - как в любом online UPS (ИБП с двойным преобразованием), в ИБП Powerware 9130 (Eaton) выходное напряжение очень слабо связано с входным. ИБП с двойным преобразованием энергии строит на выходе свою собственную синусоиду, просто черпая электрическую энергию со входа. Обычно выходное напряжение синхронизовано с входным (т.е. имеет ту же частоту и фазу) - это нужно для "гладкого" переключения на байпас. Но ведь синхронизацию можно и отменить...

У Eaton Powerware 9130 есть специальная пользовательская настройка, предназначенная для реализации преобразователя частоты - устройства, у которого на входе одна частота (скажем, 50 Гц), а на выходе - совсем другая (хоть бы и 60 Гц). Для переключения Eaton 9130 в этот режим работы нужно установить следующие пользовательские настройки:

• - "Frequency Converter" = "Enabled";
• - "Output Frequency" = "60 Hz".

Входная частота подстроится под 50 Гц сама. Все настройки байпаса будут отменены, а сам байпас - недоступен.

6. Экзотические настройки ИБП Powerware 9130 (Eaton)

У ИБП Powerware 9130 (Eaton) есть несколько редких возможностей, которые останутся не использованными в нашем вполне банальном случае, но которые было бы жалко оставлять без рассмотрения.

Заводскую установку сигнала перегрузки можно изменить. Для этого достаточно пользовательскую установку "Overload alarm level" (уровень сигнализации перегрузки) изменить на 50% (или другую величину от 10 % до 90 %), и ИБП Powerware 9130 (Eaton) будет сигнализировать о перегрузке при достижении установленной величины нагрузки. Это нужно редко - например, чтобы сигнализировать о несанкционированном подключении потребителей к ИБП.

Для уменьшения количества потребляемой ИБП энергии, можно установить параметр "Power strategy" = "High efficiency" и КПД Eaton Powerware 9130 увеличится. Он будет работать на байпасе всегда, пока в электрической сети есть напряжение. Если напряжение пропадет, ИБП Powerware 9130 (Eaton) менее, чем за 10 мс переключится на работу от батареи. Таким образом мы получим некий, более совершенный, аналог ИБП с переключением (off-line).

Еще увеличить эффективность системы электропитания можно установив минимальную нагрузку ИБП "Energy saving mode" = " 50W...100W...1000W". Если нагрузка будет меньше установленной величины, UPS отключит выходное напряжение.