Choix d`une configuration d`ASI

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Choix d'une configuration d'ASI
Sommaire
Types de configuration possibles ................................. 2
Tableau de sélection et gammes correspondantes ..... 5
Schéma n° 1 ..................................................................... 6
ASI unique
Schéma n° 2 ..................................................................... 7
Redondance active avec deux unités ASI intégrées en parallèle
Schéma n° 3 ..................................................................... 8
Redondance active avec deux unités ASI intégrées en parallèle
et dérivation de maintenance externe
Schéma n° 4 ..................................................................... 9
Redondance isolée avec deux unités ASI
Schéma n° 5 ..................................................................... 10
Redondance active avec unités ASI en parallèle
et SSC centralisé
Schéma n° 6 ..................................................................... 11
Redondance active avec unités ASI en parallèle et isolation totale, barre omnibus
simple
Schéma n° 7 ..................................................................... 12
Redondance active avec unités ASI en parallèle et isolation totale, barre omnibus
double
Schéma n° 8 ..................................................................... 13
Redondance active avec unités ASI en parallèle, double SSC et isolation totale,
barre omnibus simple
Schéma n° 9 ..................................................................... 14
Redondance active avec unités ASI en parallèle, double SSC et isolation totale,
barre omnibus double
Schéma n° 10 ................................................................... 15
Redondance isolée avec N+1 unités ASI
Schéma n° 11 ................................................................... 16
Distribution redondante avec STS
Schéma n° 12 ................................................................... 18
Distribution redondante avec STS et PDU
APC by Schneider Electric
Édition 01/2012
p. 1
Types de configuration possibles
Schémas de base
Source unique
La charge est fournie par un seul ensemble d'ASI.
Sources multiples
La charge est fournie par plusieurs ensembles d'ASI.
Fig. 2.1. Schémas de base
Configurations d'ASI
ASI unique
Voici une ASI standard à double conversion (voir fig. 2.2). Des ASI uniques peuvent
être utilisées pour réaliser des configurations redondantes, comme indiqué dans les
schémas 4 et 11.
 ASI unique, voir ch. 1 p. 9 et ch. 4 p. 14 « Composants et fonctionnement de
l'ASI ».
Schémas standard :
N° 1
N° 4
N° 11
Fig. 2.2. ASI unique à double conversion
ASI en parallèle
Objectif de la connexion parallèle
La connexion parallèle de plusieurs ASI identiques permet de :
• augmenter la puissance nominale ;
• établir une redondance qui accroît le MTBF et la disponibilité ;
• rendre l'installation évolutive.
TM
TM
Deux types d'unités ASI MGE Galaxy peuvent être connectés en parallèle :
• Les unités ASI en parallèle intégrées : chaque unité ASI contient une dérivation
automatique et une dérivation de maintenance manuelle (fig. 2.2). La dérivation
manuelle peut être commune à l'ensemble du système et située dans une armoire
externe (fig. 2.3, par exemple).
• Les unités ASI en parallèle avec SSC (armoire de commutateur statique)
centralisé (fig. 2.4, par exemple).
ASI modulaires
TM
Les ASI de la gamme Symmetra sont de réels systèmes parallèles. Elles sont
composées de modules redondants spécialisés (alimentation, composants
intelligents, batterie et dérivation), tous assemblés dans un système facile à
entretenir et à faire évoluer.
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p. 2
Types de configuration possibles
Il est facile d'ajouter et de connecter des modules d'alimentation identiques en
parallèle à mesure que la demande augmente ou que des niveaux de disponibilité
plus élevés sont requis (par exemple, jusqu'à quatre modules de 16 kW pour le
Symmetra PX 48 avec redondance N+1). Ces modules sont remplaçables à chaud.
La conception modulaire avec modules d'alimentation connectables rend l'installation
plus fiable, plus facile à entretenir, plus disponible et plus évolutive.
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Types de configuration possibles (suite)
ASI en parallèle MGETM GalaxyTM
ASI en parallèle intégrées
Cette configuration est évolutive, en commençant par exemple par une unité ASI
intégrée dotée d'une dérivation automatique et d'une dérivation de maintenance
manuelle. Si l'on commence avec deux unités, ou qu'on étend le système pour
inclure plusieurs unités, une dérivation de maintenance commune est installée dans
une armoire externe (voir fig. 2.3).
Schémas standard :
N° 2
N° 3
Fig. 2.3.Installation avec trois unités ASI intégrées en parallèle et dérivation de maintenance
externe commune
Unités ASI en parallèle avec SSC centralisé
L'armoire de commutateur statique (SSC) comporte une dérivation automatique et
une dérivation de maintenance utilisées en commun par plusieurs modules ne
comportant pas de dérivation (voir fig. 2.4). Il est possible d'avoir deux armoires de
commutateur statique redondantes.
La mise à niveau de cette configuration dépend de la capacité du commutateur
statique. Elle offre une fiabilité maximale (SSC avec unités ASI indépendantes).
Schémas standard :
N° 5
N° 6
N° 7
N° 8
N° 9
Fig. 2.4. Trois unités ASI en parallèle avec SSC centralisé
Édition 01/2012
p. 4
Connexion parallèle avec redondance
Les configurations parallèles présentées ci-dessus ne sont pas toutes redondantes.
Sans redondance
Toutes les unités ASI sont nécessaires pour fournir la charge. Si l'une des unités est
défaillante, tout le système s'arrête.
Avec redondance active (N+1, N+2, etc.)
Seules N unités ASI sont nécessaires pour fournir la charge, mais N+1, N+2 ou plus
sont installées. Cela garantit une alimentation sécurisée même si une (redondance
N+1) ou deux (N+2) unités sont défaillantes ou ont besoin d'un arrêt pour
maintenance.
Redondance optimale des ASI non modulaires
Pour les systèmes non modulaires, les différences de longueur ou de torque de
serrage des câbles connectant les différentes unités peuvent causer des problèmes
d'impédance en amont et en aval de chaque ASI. Pour cette raison, le MTBF le plus
élevé est obtenu par les systèmes redondants comportant juste deux ASI (fig. 2.5).
Pour les systèmes d'ASI modulaires, les interconnexions entre modules font partie
intégrante du système, évitant ainsi les problèmes d'installation pouvant réduire le
MTBF à mesure de l'ajout d'unités.
Fig. 2.5. Pour les systèmes d'ASI non redondants, le meilleur MTBF est obtenu avec deux
unités.
Distribution redondante avec un STS
Toutes les charges sont fournies par plus d'une source ASI (deux unités à ASI
uniques dans la figure 4.5). Chaque source peut être constituée d'un certain nombre
d'unités connectées en parallèle offrant une redondance active. L'utilisation d'un
commutateur de transfert statique (STS) assure le transfert de la charge entre les
sources en cas d'une défaillance en aval (tout en évitant tout risque de propagation
en amont) ou pour la maintenance.
Des unités de distribution de l'alimentation (PDU) peuvent être utilisées pour
compléter cette configuration de distribution, en offrant :
• une gestion de la charge ;
• l'approvisionnement électrique multicanal des charges (double connexion) ;
• l'isolation de parties de l'installation pour la maintenance et la mise à niveau.
Ce type de configuration assure un degré de disponibilité très élevé et offre un grand
nombre de possibilités de mise à niveau de l'installation.
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Schémas standard :
N° 11
N° 12
Fig. 2.6. Distribution redondante avec un STS
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Tableau de sélection et gammes
correspondantes
Critères de comparaison
Le tableau ci-dessous compare les schémas standard de ce chapitre, correspondant
principalement aux ASI MGETM GalaxyTM, en fonction des critères suivants.
Disponibilité
Un niveau de disponibilité répondant aux besoins de l'application. Les chiffres sont
basés sur :
• un niveau estimé de disponibilité de l'alimentation sur secteur de 99,9 % (la
moyenne européenne),
• un délai moyen de réparation de dix heures, conformément aux normes MIL-HDB217-F niveau 2 (forces armées des États-Unis) et IEEE.
Facilité de maintenance
Garantir une maintenance facile de l'équipement dans des conditions sûres pour le
personnel et sans interruption du fonctionnement.
Évolutivité
Il doit être possible de mettre à niveau l'installation au fil du temps pour prendre en
compte les besoins d'expansion progressive de l'installation et les conditions
d'exploitation.
Isolation et non-propagation des défaillances
Il doit être possible de limiter les défaillances à une partie aussi restreinte que
possible de l'installation tout en permettant sa réparation sans interrompre
l'exploitation.
Exploitation et gestion de l'installation
Faciliter l'exploitation en offrant les moyens d'anticiper les événements à l'aide de
systèmes de supervision et de gestion.
Configurations à une source
Numéro
de Critères de comparaison
schéma
Disponibilité MTBF
Facilité
de Évolutivité
standard
maintenance
1. ASI unique
99,99790 % M1=475 000 h *
4 unités
connectées
parallèle
2. 2 unités ASI
99,99947 % jusqu'à 4 x M1 **
4 unités
intégrées en
connectées
parallèle
parallèle
3. Unités
99,99947 % jusqu'à 4 x M1 **
4 unités
intégrées en
connectées
parallèle
parallèle et
dérivation de
maintenance
externe
4 : Redondant
99,99970 % 6,8 x M1
**
isolé
5 : SSC centralisé 99,99968 % 6,5 x M1
**
6 unités
connectées
parallèle
6 : Isolation
99,99968 % 6,5 x M1
***
6 unités
totale, barre
connectées
omnibus simple
parallèle
7 : Isolation
99,99968 % 6,5 x M1
***
6 unités
totale, barre
connectées
omnibus double
parallèle
8 : Isolation
99,99968 % 6,5 x M1
****
6 unités
totale, barre
connectées
omnibus simple
parallèle
9 : Isolation
99,99968 % 6,5 x M1
****
6 unités
totale, barre
connectées
omnibus double
parallèle
Commentaire
ASI Références des
en calculs
ASI
en
ASI
en
Flexible
ASI
en
ASI
en
ASI
en
ASI
en
ASI
en
Configurations à sources multiples
Numéro de
schéma
standard
10 : Redondance
isolée
11 : Avec STS
Critères de comparaison
Disponibilité MTBF
12 : STS + PDU
99,99930 % Niveau de
disponibilité le
plus élevé
99,99970 %
7 x M1
99,99970 %
7 x M1
Édition 01/2012
Facilité de
Évolutivité
maintenance
**
Aucune limite
****
****
Pas de limite de
la puissance
nominale
Pas de limite de
la puissance
nominale
Commentaire
Nonpropagation des
défaillances
+ gestion de la
charge
p. 7
Tableau de sélection et gammes
correspondantes
**** excellent *** bon ** passable * médiocre
Édition 01/2012
p. 8
Schéma n° 1 ASI unique
Fig. 2.7. Unité à ASI unique et double conversion
La solution de base pour les installations d'ASI. L'unité ASI à double conversion
fournit une tension de qualité élevée quel que soit le niveau des perturbations sur le
secteur.
Disponibilité de courant pour la charge
99,99790 % et un MTBF de 475 000 heures, comparé à un MTBF de 96 heures pour
le courant du secteur.
Maintenance de l'ASI
Facilitée par la dérivation intégrée de l'alimentation électrique de la charge pendant
la maintenance.
Mises à niveau possibles
Sur site, par connexion d'unités ASI identiques en parallèle.
Gammes applicables
MGETM GalaxyTM 3500, PW, 5000, 7000 et 9000.
Gamme Symmetra PX et Symmetra MW
Édition 01/2012
p. 9
Schéma n° 2 Redondance active avec deux
unités ASI intégrées en parallèle
Fig. 2.8. Redondance active avec deux unités ASI intégrées en parallèle
Une solution simple où les unités ASI se partagent la charge.
99,99947 % et un MTBF jusqu'à quatre fois plus élevé que celui d'une ASI unique.
Pendant les travaux de maintenance sur une unité, la charge reste protégée par
l'autre unité.
Plusieurs unités ASI identiques peuvent être connectées en parallèle et équipées
d'un système de dérivation de maintenance externe.
Caractéristiques spéciales
• La fonction de dérivation automatique est effectuée par la gestion des
commutateurs statiques.
• Surveillance centralisée des divers modules.
• Ne peut être utilisé qu'avec deux unités identiques.
Gammes applicables
Édition 01/2012
p. 10
unités ASI intégrées en parallèle et
dérivation de maintenance externe
Fig. 2.9. Redondance active avec deux unités ASI intégrées en parallèle et dérivation de
maintenance externe
Solution évolutive dont la puissance nominale peut être augmentée jusqu'à
4000 kVA*.
Disponibilité
99,99947 % et un MTBF jusqu'à quatre fois plus élevé que celui d'une ASI unique.
Pendant les travaux de maintenance sur une unité, la charge reste protégée par les
autres unités.
Mises à niveau faciles
Plusieurs unités ASI identiques peuvent être connectées en parallèle pour une
solution économique et peu encombrante.
• Les unités ASI se partagent la charge.
• La fonction de dérivation automatique est effectuée par la gestion des
commutateurs statiques.
• Surveillance centralisée des divers modules.
• Il faut utiliser des modules identiques.
Gammes applicables
MGETM GalaxyTM
3500
PW
5000
7000
9000
Nombre max. d'unités connectées en parallèle
4
4
6
8
4
* Puissance nominale pour redondance N+1.
Édition 01/2012
p. 11
unités ASI intégrées en parallèle et
dérivation de maintenance externe
Édition 01/2012
p. 12
Schéma n° 4 Redondance isolée avec deux
unités ASI
Fig. 2.10. Redondance isolée avec deux unités ASI
Une solution très souple qui peut combiner des unités ASI hétérogènes et distantes.
Elle offre également une autonomie accrue et est parfaitement adaptée à la
technologie mise en œuvre par les ASI MGE Galaxy d'APC by Schneider Electric,
qui offre un excellent niveau de résistance aux changements de charge soudains.
Disponibilité
99,99970 % et un MTBF jusqu'à 6,8 fois plus élevé que celui d'une ASI unique.
Pendant les travaux de maintenance sur une unité, la charge reste protégée.
• Pour une charge unique, les deux unités ASI ont la même puissance nominale,
mais si une deuxième charge est ajoutée (charge possible), la puissance nominale
de l'unité de secours doit être adaptée proportionnellement.
• Aucun câble de commande entre les unités ASI.
Gammes applicables
Édition 01/2012
p. 13
Schéma n° 5 Redondance active avec
unités ASI en parallèle et SSC centralisé
Fig. 2.11. Redondance active avec unités ASI en parallèle et SSC centralisé
La solution idéale pour les installations centralisées jusqu'à 4 MVA*. Excellente
fiabilité due à l'indépendance entre les unités et l'armoire de commutateur statique
(SSC).
Disponibilité
autres unités et le SSC. Pendant les opérations de maintenance sur le SSC, la
redondance des unités ASI est conservée.
Jusqu'à huit unités ASI.
Les unités ASI se partagent la charge.
Gamme applicable
MGETM GalaxyTM 7000 et 9000.
La gamme Symmetra est conçue selon ce type de schéma avec des modules
d'alimentations montés en rack et remplaçables à chaud.
Édition 01/2012
p. 14
unités ASI en parallèle et isolation totale,
barre omnibus simple
Fig. 2.12. Redondance active avec unités ASI en parallèle et isolation totale, barre omnibus
simple
Une solution qui peut évoluer selon les besoins jusqu'à 4 MVA*. Excellente fiabilité
et facilité de maintenance accrue dues à l'indépendance entre les unités ASI et
l'armoire de commutateur statique (SSC).
Disponibilité
autres unités et le SSC. Pendant les opérations de maintenance sur le SSC, la
redondance des unités ASI est conservée.
• Isolation totale des unités ASI ou du SSC pour la maintenance.
• Les ASI peuvent être testées avec une charge de test.
• Isolation de chaque ASI et du SSC, éliminant ainsi le point individuel de
défaillance dans le SSC.
Gamme applicable
Édition 01/2012
p. 15
unités ASI en parallèle et isolation totale,
Fig. 2.13. Redondance active avec unités ASI en parallèle, double SSC et isolation totale,
Une solution qui peut évoluer selon les besoins jusqu'à 4 MVA*. Excellente fiabilité
et facilité de maintenance accrue dues à l'indépendance entre les unités ASI,
l'armoire de commutateur statique (SSC) et les barres omnibus.
Disponibilité
Pendant les travaux de maintenance sur les unités ASI et une barre omnibus, la
charge reste protégée par les autres unités et le SSC, qui sont connectés en
parallèle à la seconde barre omnibus. Pendant les opérations de maintenance sur le
SSC, la redondance des unités ASI est conservée.
• Transfert d'une barre omnibus à l'autre sans perturber la charge.
• Isolation totale des unités ASI ou du SSC pour la maintenance.
• Isolation de chaque ASI et du SSC, éliminant ainsi le point individuel de
défaillance dans le SSC.
Gamme applicable
Édition 01/2012
p. 16
unités ASI en parallèle, double SSC et
isolation totale, barre omnibus simple
Fig. 2.14.Redondance active avec unités ASI en parallèle, double SSC et isolation totale, barre
omnibus simple
Une solution évolutive offrant une excellente fiabilité et une facilité de maintenance
accrue dues à la redondance totale entre les unités ASI et les armoires de
commutateur statique (SSC).
Disponibilité
Pendant les travaux de maintenance sur les unités ASI et un SSC, la charge reste
protégée par les autres unités et le deuxième SSC. Pendant les opérations de
maintenance sur un SSC, la redondance des unités ASI est conservée.
• Un seul SSC est actif, l'autre est en veille, et le transfert des unités ASI de l'un à
l'autre se fait sans perturber la charge.
• Lorsque le système fonctionne sur la dérivation, la charge est répartie 50/50 entre
les deux SSC.
• Isolation totale de chaque SSC pour la maintenance.
• La connexion en parallèle des unités ASI dans l'armoire de sortie élimine le point
individuel de défaillance dans le SSC.
• La possibilité d'installer les SSC dans deux pièces différentes augmente la
disponibilité du système en cas d'incendie ou d'autres problèmes.
Gamme applicable
Édition 01/2012
p. 17
unités ASI en parallèle, double SSC et
isolation totale, barre omnibus double
Fig. 2.15. Redondance active avec unités ASI en parallèle, double SSC et isolation totale,
Une solution pour deux charges en évolution avec des besoins différents en termes
de puissance et de redondance.
Disponibilité
Pendant les travaux de maintenance sur une unité ASI et un SSC, la charge reste
protégée par les autres unités et le deuxième SSC. Pendant les opérations de
maintenance sur un SSC, la redondance des unités ASI est conservée.
• Pendant le fonctionnement d'une seule charge, un seul SSC est actif, l'autre est en
veille, et le transfert des unités ASI de l'un à l'autre se fait sans perturber la charge.
• Pendant le fonctionnement des deux différentes charges, les deux SSC sont actifs,
chacun avec un nombre d'unités ASI qui lui sont affectées.
• La connexion en parallèle des unités ASI dans l'armoire de sortie élimine le point
individuel de défaillance dans le SSC.
• La possibilité d'installer les SSC dans deux pièces différentes augmente la
disponibilité du système en cas d'incendie ou d'autres problèmes.
Gamme applicable
Édition 01/2012
p. 18
Schéma n° 10 Redondance isolée N+1
Fig. 2.16. Redondance isolée N+1
Solution combinant des unités ASI hétérogènes et distantes pour protéger plusieurs
charges indépendantes.
Supérieure à 99,99970 % et un MTBF jusqu'à 6,5 fois plus élevé que celui d'une ASI
unique.
Pendant les travaux de maintenance sur une unité ASI, la charge reste protégée.
Toutefois, les unités ASI ne sont pas totalement isolées (travaux de maintenance
sous tension).
Pas de limite de la puissance nominale.
Propagation de court-circuit
Impossible entre les sources.
• La capacité en court-circuit est inférieure à celle d'une configuration avec des
unités ASI en parallèle
• (Icc, discrimination, facteur de crête, etc.).
• Le dimensionnement de l'ASI de secours doit prendre en compte le nombre
d'unités ASI en aval, leur puissance nominale et leur importance, ainsi que
d'éventuels projets pour l'installation (de manière générale, l'ASI de secours a une
configuration parallèle).
• Tous les avantages de la redondance isolée (schéma n° 4).
Édition 01/2012
p. 19
Schéma n° 10 Redondance isolée N+1
Gammes applicables
MGETM GalaxyTM 3500, 5000 et 7000.
Édition 01/2012
p. 20
Schéma n° 11 Distribution redondante avec
STS
Fig. 2.17. Distribution redondante avec des unités STS
Édition 01/2012
p. 21
Schéma n° 11 Distribution redondante avec
STS (suite)
La meilleure solution en termes de disponibilité, d'exploitation du site et de sécurité.
C'est la seule solution qui traite de la distribution du courant à travers les charges.
Elle est particulièrement souple et facilite l'adaptation de la redondance aux besoins
de la charge.
Niveau de disponibilité de 99,9999 %, le plus élevé de tous !
La redondance totale de la distribution et l'entretien hors charge permettent une
sécurité maximale pendant la maintenance.
L'utilisation d'unités ASI uniques et l'absence de limite à la puissance nominale
facilitent l'augmentation de la capacité car les sous-ensembles de distribution
peuvent être partiellement isolés.
Propagation des défaillances
La segmentation des charges et la technologie utilisée dans les unités STS Upsilon
(transfert de source sans chevauchement ni interruption des charges) garantit
l'isolation des charges des perturbations causées par d'autres charges défaillantes.
Exploitation facile
Transfert de source automatique ou manuel.
Surveillance en continu des sources (11 paramètres et circuits internes).
Transfert sécurisé des sources désynchronisées.
• Le module de synchronisation assure une synchronisation parfaite des sources
dans toutes les situations (pannes de secteur prolongées, etc.)
• Choix de la distribution des charges pour les unités ASI.
• Les unités ASI peuvent être hétérogènes et éloignées de la charge.
Gammes applicables
TM
TM
Toutes les gammes triphasées d'APC by Schneider Electric : MGE Galaxy et
TM
Symmetra .
Édition 01/2012
p. 22
unités ASI en parallèle et batterie en
PDU 1
PDU 2
PDU 3
Fig. 2.18. Distribution redondante avec des unités STS et PDU
La redondance est intégrée à chaque niveau, y compris les PDU (unités de
distribution de l'alimentation), les unités STS Upsilon, les unités ASI Galaxy et les
modules de synchronisation.
Mêmes avantages que le schéma n° 11, plus :
• Permet d'améliorer la fiabilité d'un point donné de l'installation.
• Quatre canaux d'alimentation différents pour les serveurs à connexion double.
Gammes applicables
Toutes les gammes triphasées d'APC by Schneider Electric : MGETM GalaxyTM et
SymmetraTM.
Édition 01/2012
p. 23

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