10 лучших источников бесперебойного питания (ИБП) — Рейтинг 2018 года (Топ 10)
ИБП предназначен для бесперебойного снабжения электрическим током компьютера и прочих подключенных к нему приборов в случае возникновения проблем с основным питанием. Прибор необходим для безопасного сохранения и завершения работы, правильного отключения компьютера при внезапном исчезновении напряжения в электросети. В этом обзоре мы поговорим о лучших источниках бесперебойного питания, и о том, как правильно выбрать ИБП.
Как выбрать источник бесперебойного питания?
Выбирая UPS, следует принимать во внимание особенности оборудования, которое планируется к нему присоединять и характер неполадок в электросети.
Если неполадки не связаны с заниженным или завышенным напряжением, а обезопасить требуется различное сетевое оборудование (модем, маршрутизатор, точку доступа) или маломощный ПК с периферией, достаточно будет простейшего резервного ИБП (иначе Standby или off-line). При этом его паспортная мощность должна превышать сумму потребляемых мощностей подключенной техники. Чтобы не ошибиться в пересчете, лучше принимать 1 ВА равным 1,4 Вт.
Нормализовать «плавающее» значение сетевого напряжения позволяют модели с автоматической регулировкой (AVR). Они относятся уже к интерактивному типу (Smart UPS), а поскольку стабилизация там осуществляется ступенчато, следует отталкиваться от чувствительности своей техники к падению напряжения питания. Простейшие бесперебойники имеют одну повышающую ступень, модели покруче — две-три. Другими словами, последние точнее выполняют нормализацию.
У игровых компьютеров средней и большой мощности свои особенности. Практически без исключений, все они оснащаются блоками питания со схемой активной коррекции коэффициента мощности (APFC). Не вдаваясь в детали отметим, что такие БП не «дружат» с резервными и недорогими интерактивными UPS (у которых выходной сигнал имеет ступенчатую аппроксимацию). Как вариант, следует ориентироваться на источники бесперебойного питания с двукратным запасом мощности. Либо же на бесперебойники с «чистой» синусоидой, в том числе онлайн-типа.
Кратко о последних. ИБП с двойным преобразованием напряжения (Double conversion UPS) лучше прочих обеспечивают защиту от всех видов проблем с электропитанием, а в отдельных случаях просто не имеют альтернативы. За все приходится платить. И в буквальном смысле, и в переносном. Стоимость онлайн-моделей высока, при этом они имеют самый маленький КПД.
Источники бесперебойного питания в нашем рейтинге группируются по типам, а в каждой категории они расположены в порядке возрастания мощности.
www.expertcen.ru
Разновидности ИБП: мощность и топология
Частые перебои в энергосети не оставляют другого выбора, как купить ИБП для компьютера, котла отопления, офисного сервера или другой ответственной техники. Потребность защитить оборудование от поломки из-за нестабильного питания в сети целиком оправдывает такие расходы, как покупка бесперебойника. Практика показывает, что куда выгоднее приобрести источник бесперебойного питания, чем надеяться на удачу и попасть в ситуацию, когда нужно в короткий срок отремонтировать или купить новую технику.
Существующие виды ИБП включают модели различной мощности, габаритов, дополнительных опций и стоимости, потому для каждого покупателя найдется подходящий качественный бесперебойник.
Но чтобы сделать правильный выбор, который станет разумным вложением и обезопасит систему технических устройств дома, офиса, предприятия, медицинского учреждения или центра хранения данных, следует рассмотреть типы источников бесперебойного питания.
ИБП по мощности
Вы наверняка и сами интуитивно догадались о том, что бесперебойник обязательно должен соответствовать потребностям защищаемой системы по мощности. Слишком мощный агрегат покупать нет смысла: для защиты простейшего компьютера ИБП 2кВт – избыточный вариант. Такой источник никогда не будет работать с максимальным КПД при таких условиях, и вместо этого станет лишним прибором, потребляющим электроэнергию. В то же время, для офисного сервера с подключенной системой периферийных устройств вряд ли подойдет ИБП мощностью менее 1 кВА, который будет представлять собой оптимальное решение для защиты домашнего ПК. Если прибор будет иметь меньшую мощность, чем общая подключенная нагрузка, то бесперебойник выключится в связи с перегрузкой. Вслед за ним выключится и всё подключенное к нему оборудование.
В зависимости от мощности аппарата различается и вес бесперебойника, и уровень шума, производимого им, и габариты. Убедитесь, что подобранная вами модель не будет излишне мешать вашему досугу и работе, и что вам есть, где разместить такой агрегат.
Есть много категорий источников бесперебойного питания, и подбирать устройство необходимо, исходя из потребностей вашей техники. В первую очередь, рассчитайте общую максимальную нагрузку. Желательно выбирать ИБП с небольшим запасом мощности – около 20-30%. Это гарантирует безопасность оборудования, создает благоприятные условия для работы самого бесперебойника и позволяет несколько видоизменять конфигурацию защищаемой системы, добавляя или заменяя определенные ее элементы.
ИБП по топологии
Основная классификация источников бесперебойного питания затрагивает топологию их работы, или схемы построения устройства:
-
Резервные ИБП (off-line, back-UPS, standby) — простейшие бесперебойники, которые при помощи пассивных фильтров ликвидируют электромагнитные помехи и высоковольтные импульсы. Если напряжение пропадает или выходит за рамки нормированных значений, то нагрузка, питаемая от сети, переходит автоматически на питание от батареи ИБП.
-
Линейно-интерактивные ИБП (line-interactive) — модели бесперебойников со стабилизатором напряжения, позволяющим регулировать уровень входного напряжения. Современные производители настолько усовершенствовали линейно-интерактивный ИБП, что это устройство по сочетанию цены и надежности стало оптимальным решением для домашнего использования. При существенной нестабильности сети (частых колебаниях напряжения в диапазоне от 15-20 В) резервный бесперебойник будет постоянно переключать нагрузку на автономное питание, что негативно скажется на сроках службы батарей. Линейные ИБП больше подходят для сетей с нестабильным напряжением. Время переключения на работу от аккумулятора меньше, чем у первого типа бесперебойникв. Могут различаться по форме выходного напряжения: ИБП синусоидальный или с прямоугольным (трапецеидальным) напряжением.
-
ИБП с двойным преобразованием напряжения (on-line, double conversation) — профессиональные бесперебойники большой мощности с самым высоким уровнем надежности. ИБП с двойным преобразованием применяются для защиты серверов, ЦОД, рабочих станций, узлов связи, медицинского оборудования, критически важных приложений.
Принцип работы ИБП on-line типа заключается в следующем:
- переменный ток на входе преобразуется в постоянный;
- инвертор преобразует постоянный ток в переменный и подает его к нагрузке.
Таким образом, бесперебойнику удается постоянно обеспечивать нагрузку чистым и стабильным (колебания не более 1%) напряжением. Время автономной работы некоторых моделей при подключении дополнительных аккумуляторных модулей может быть продлено до нескольких десятков часов.
ИБП on-line типа в системе ЦОД
Как выбирать бесперебойник?
Различные виды бесперебойников демонстрируют свои преимущества и недостатки, и выбор должен основываться исключительно на ваших возможностях и индивидуальных потребностях вашей системы. Вычислите показатели вашего оборудования, детально рассмотрите типы ИБП, ознакомьтесь с модельным рядом различных производителей – и вы найдете подходящее устройство, которое станет надежной защитой вашей технике.
eaton-enkom.ru
Источники бесперебойного питания: классификация, выбор, эксплуатация.
Повышение требований к качеству электроэнергии в нынешнее время является вполне закономерным процессом. Требования упомянутых стандартов обусловлены двумя составляющими. К первой можно отнести желание потребителей максимально оградить себя от последствий аварийных ситуаций в энергосистеме. Вторая составляющая связана с условиями работы нагрузки. Сюда следует отнести требования стабильной и непрерывной работы интеллектуального и силового электрооборудования, снижение потерь в питающей сети и прочее. Один из эффективных вариантов технических решений проблемы качества электроэнергии – источники бесперебойного питания (ИБП, англ. UPS).
Задачи ИБП
Основная задача ИБП – обеспечить потребителя электроэнергией в момент выхода параметров качества из регламентируемых норм (просадка, повышение напряжения, значительное искажение формы…). Выполняя эту задачу ИБП может:
- отключаться от сети питания и передавать мощность нагрузке, используя собственный источник;
- питать нагрузку скорректированным напряжением питающей сети.
В более дорогих ИБП может быть реализована функция улучшения качества потребляемой электроэнергии (интегрирован корректор коэффициента мощности).
Типы «бесперебойников»
Существуют три базовых типа ИБП.
- Резервный ИБП (standby, offline, back-ups). Наиболее простое и дешёвое техническое решение (например, популярный APC Back-UPS CS 500). При значительно повышенном или пониженном напряжении ИБП отключается от сети 220В и переходит на режим работы от аккумулятора. Основные элементы offline ИБП: аккумуляторы (батарея), зарядное устройство, инвертор, повышающий трансформатор, система управления, фильтр (рис. 1).
а)
б)
Рис. 1 Нормальный режим работы (а) и режим работы от аккумуляторов (б)Преимуществом offline ИБП является низкая стоимость и высокий КПД при работе от сети. Недостатки: высокий уровень искажений выходного напряжения (высокий коэффициент гармоник, ≈30% в случае прямоугольного сигнала), отсутствие возможности регулировки параметров входного напряжения. Более подробно характеристики выходного напряжения будут рассмотрены ниже.). - Интерактивный ИБП (англ. line — interactive). Является промежуточным типом между дешёвым и простым offline ИБП и дорогим многофункциональным online ИБП (например, ippon back office 600). В отличие от offline ИБП интерактивный источник имеет автотрансформатор, позволяющий поддерживать уровень выходного напряжения в пределах 220В (+-10%) при просадках / повышениях сетевого напряжения (рис. 2). Как правило, число уровней напряжения автотрансформатора колеблется в пределах двух – трёх.
(а)
(б)
(в)
(г)
Рис. 2 Работа интерактивного ИБП при нормальном напряжении сети (а), при просадке напряжения сети (б), при повышенном напряжении сети (в), при исчезновении сетевого напряжения или значительном повышении (г)Регулировка выходного напряжения реализована путём переключения на соответствующую отпайку обмотки трансформатора. При глубокой просадке или значительном повышении, или полном исчезновении сетевого напряжения данный класс ИБП функционирует аналогично offline классу: отключается от сети и генерирует выходное напряжение, используя энергию аккумуляторов. Касательно формы выходного сигнала, она может быть как синусной, так и прямоугольной (или же трапецеидальной). - ИБП с двойным преобразованием (англ. double-conversion UPS, online). Наиболее функциональный и дорогостоящий тип ИБП. Бесперебойник всегда включен в сеть. Входной синусный ток проходит через выпрямитель, фильтруется, затем снова инвертируется в переменный. В звене постоянного тока может быть установлен отдельный DC/DC конвертер. Поскольку инвертор всегда находится в работе, задержка на переключение в режим питания от батарей практически равна нулю. Стабилизация напряжения на выходе при просадках или провалах сетевого напряжения более качественная, в отличие от стабилизации line — interactive ИБП. КПД может находиться в пределах 85%÷95%. Напряжение на выходе зачастую имеет синусную форму (коэффициент гармоник <5%).
Рис. 3 Функциональная схема одного из вариантов online ИБПНа рис. 3 представлена структурная схема варианта online ИБП. Сетевое напряжение здесь выпрямляется полууправляемым выпрямителем. Импульсное напряжение фильтруется и затем инвертируется. В схемах online ИБП может присутствовать один или несколько так называемых байпасов (обходных коммутаторов). Функция такого коммутатора аналогична функции реле: переключение нагрузки для питания от батареи или напрямую от сети.
На основе структуры online создают не только маломощные однофазные, но и промышленные трёхфазные ИБП. Непрерывность электропитания крупных файловых серверов, медицинской техники, телекоммуникаций осуществляется исключительно на основе online структуры ИБП. - Особые типы ИБП. Используются и другие специфические типы ИБП. К примеру, феррорезонансный источник бесперебойного питания. В данном ИБП специальный трансформатор накапливает заряд энергии, которого должно хватить на время переключения питания от сети на аккумуляторы. Также в качестве источника энергии некоторые ИБП используют механическую энергию супермаховика.
Основные характеристики ИБП.
- Мощность. Единицы измерения мощности: вольт-ампер (ВА), ватт (Вт), вольт-ампер реактивный (ВАр). Напомним, что существует полная S, активная Р и реактивная Q мощности. Уравнение, связывающее мощности
S2=P2+Q2
Активная мощность (Вт) расходуется на полезную работу, реактивная (ВАр) – не выполняет полезной работы. Соответственно, полная мощность по определению – максимальная мощность, которой должен обладать источник для обеспечения нагрузки необходимой энергией. Отношение активной мощности к полной показывает качество использования электроэнергии и называется коэффициентом мощности (англ. Power Factor, PF):
PF=P/S
Активная нагрузка (лампы накаливания, обогреватели) имеет PF=1, полная мощность равна активной. ПК, микроволновые печи, кондиционеры имеютПример расчёта.
Рассчитать источник бесперебойного питания для компьютера (два ПК + два монитора). Мощность ПК легко оценить, зная на какую мощность рассчитан блок питания. Пускай в ПК установлены блоки питания 450 Вт (активная мощность). При неизвестном PF для ПК с блоком питания без PFC (англ. Power Factor Corrector, корректор коэффициента мощности) PF можно принимать равным 0,65. Аналогично PF монитора принимаем равным 0,65. Активная мощность монитора 50 Вт. В результате, общая активная мощность потребителя (два рабочих места)
Р=450+50+450+50=1000 Вт
Полная мощность (из формулы 2):
S= Р/PF=1000/0.65=1538 (ВА).
Если в блоках питания (БП) ПК и монитора установлен корректор коэффициента мощности (PF=1), то полная мощность S равна активной.
S=P=1000 (ВА)
Для нагрузки в виде ПК можно рассчитывать ИБП без запаса по мощности, исходя из следующих фактов:
- Компьютерные блоки питания имеют защиту от перегрузки. Иными словами, ПК не сможет потреблять мощность, большую, чем заявленная мощность БП.
- Мощность блока питания – максимальная мощность. По факту в ненагруженном режиме (сразу после запуска) ПК потребляют около 50% своей мощности.
Результат.
Итак, необходимые минимальные параметры ИБП:
- для ПК с блоками питания без PFC – 1кВт / 1540 ВА.
- для ПК с блоками питания с PFC – 1кВт/ 1кВА.
Для первого варианта подойдёт источник бесперебойного питания apc Smart-UPS C 2000VA (линейно – интерактивный ИБП 2кВА / 1.3 кВт). Для второго — ИБП Ippon Smart Winner 1500 (1.35 кВт) или Eaton 5SC 1500 ВА (1.05 кВт).
При расчёте важно учесть кратковременное повышение мощности для такой нагрузки, как электродвигатели. В моменты пуска ток Iпуск в пять, семь раз выше номинального Iн:
Iпуск=(5÷7)*Iн
- Время работы от батареи. Рассчитать время автономной работы бесперебойника можно по следующей формуле:
Т=(Uбат*Ih)/P
где Т – время автономной работы, Ih – ёмкость (миллиампер * час).
Пример расчёта.
Для источника бесперебойного питания Powercom BNT-2000AP (2 кВА, 1.2 кВт) и упомянутого потребителя (2 ПК + 2 монитора с корректорами коэффициента мощности) рассчитать максимальное время работы. Паспортная ёмкость батареи 9 А*час. Если напряжение аккумулятора ИБП не указано можно принять его равным 12 В.
Подставляя значения в формулу (4) получим:
Т=(12*9)/1000=0,108 часа или почти 7 минут.
Результат. Время работы ИБП на упомянутую нагрузку составляет примерно 7 минут. С учётом реальной неполной загруженности ПК это время будет немного больше. - Время переключения на автономный режим. Для упомянутого линейно-интерактивного ИБП Powercom время переключения на питание от аккумуляторов равно 2 ÷ 4 мс.
- Диапазон сетевого напряжения. Иными словами, минимально и максимально допустимые напряжения, при которых ИБП будет работать от электросети. Для Powercom BNT-2000AP это значение находится в диапазоне 155÷275 В. Напомним, что для более дешёвых offline ИБП этот диапазон меньше. Например offline ИБП APC Back-UPS CS 350 переключается на автономный режим питания при 180 В.
- Уровень искажений выходного напряжения. Идеальным вариантом напряжения на выходе ИБП является синус 50 Гц (коэффициент гармоник = 0%). ИБП с двойным преобразованием энергии имеют более сложный инвертор и достаточно качественный выходной сигнал напряжения с коэффициентом гармоник не больше 5%. Линейно-интерактивные ИБП могут иметь как сложный, так и более простой инвертор, генерирующий аппроксимированную (ступенчатую) синусоиду или же прямоугольник. Offline ИБП имеют наиболее простой инвертор и, соответственно, прямоугольный или ступенчатый вид выходного сигнала с коэффициентом гармоник ~30% (для прямоугольника).
Для питания нагрузки с импульсными источниками питания (ПК, TV) можно без вреда для нагрузки использовать прямоугольную форму сигнала напряжения (рис. 4). Для питания электродвигателей (например, для циркуляционного насоса или привода насоса отопления) настоятельно рекомендуется использовать синусную форму сигнала напряжения.
(а)
(б)
Рис. 4 Синусная (а) и прямоугольная (б) формы выходного напряжения.
Особенности применения.
Источники бесперебойного питания для котла отопления, а также источники бесперебойного питания для газовых котлов имеют особенность, связанную с режимами работы нулевого проводника. Зачастую автоматика котла требует подключение нейтрали сети. Дело в том, что цепь контроля пламени горелки подключена к заземлению и в четырёхпроводной сети 220В нулевой проводник и заземление котла в конечном счёте замыкаются через физическую землю. Однако, при обрыве нейтрали или при механическом отключении нуля потребителя от нуля сети питания (автономная работа offline ИБП) цепь контроля пламени оказывается разорванной. Для устранения этой проблемы возможны следующие решения:
- Использовать источник бесперебойного питания для газового котла со «сквозным нулём». В line-interactive и online ИБП нейтраль сети может быть соединена с одним из выводов выходных клемм. Наличие в ИБП специальной схемы с разделительным трансформатором является более предпочтительным, но и более дорогим решением. В случае простого соединения нейтрали сети с выходом ИБП необходимо правильно включить вилку ИБП в розетку. Важно, чтоб именно нейтраль сети, а не фаза, оказалась проходящей через ИБП. В противном случае цепь контроля пламени окажется разорванной. Проверить наличие сквозной нейтрали в ИБП можно с помощью индикатора фазы. Если индикатор реагирует на обе фазы (оба выхода розетки) – то нейтраль на выходе ИБП отсутствует. Если есть реакция только на одну фазу – нейтраль подключена.
- Для offline ИБП внутри самого устройства необходимо замкнуть одну из фаз (рис. 5). Затем необходимо правильно включить ИБП в сеть (смотри предыдущий пункт).
Рис. 5 Создание сквозной нейтрали в offline ИБП.
Выводы
Начальный пункт выбора источника бесперебойного питания – определение характера нагрузки (ИБП для компьютера, для котлов отопления…). Для ответственных потребителей и устройств, содержащих электродвигатели переменного тока, следует выбирать дорогие и функциональные online ИБП. Для ПК и офисной аппаратура подойдут более дешёвые line-interactive или back ИПБ. Следующий пункт выбора – вычисление мощности и времени работы от батарей ИБП. Также следует предусмотреть возможность использования «сквозного» нуля. При формировании конечного решение следует учитывать популярность брендов на рынке: лидеру APC принадлежит около 50% всех продаж, далее со значительным отрывом следуют Ippon, Eaton Powerware, Powercom.
electry.ru
технические характеристики ибп
Широкий диапазон применяемых электроустройств, бытовых приборов, сложного корпоративного и промышленного оборудования – иногда целой системы, требующей надежного электроснабжения — диктует все большую потребность в использовании источников бесперебойного питания. Это в свою очередь ставит нас перед необходимостью разбираться во многих тонкостях основных рабочих характеристик ИБП. Неучет какой-то из них, неправильное понимание значения хотя бы одной характеристики может не только перечеркнуть весь положительный эффект от применения бесперебойника, но и даже более того, привести к довольно неприятным последствиям. Пользователь сам несет и бремя забот, и бремя ответственности за работоспособное состояние своего оборудования.
Но прежде, чем перейти к рассмотрению наиболее важных с практической точки зрения характеристик ИБП, следует хорошо представлять, какие, собственно, беды и напасти мы хотим – и, самое главное, можем – с помощью них избежать.
Неполадки электросети, компенсируемые правильным подбором характеристик ИБП
Параметры электросети в нашей стране регламентируются ГОСТом 13109-97 данный ГОСТ устанавливает следующие требования:
Все устройства-потребители электроэнергии выполнены для эксплуатации в нашей стране именно на этих параметрах. Причиной отклонений от норм и неполадок может стать технический, человеческий или природный фактор. Так, для примера, к перенапряжению в линии электропитания может привести изменение электромагнитного поля вследствие разряда молнии. Это в свою очередь вызвать в обмотках трансформатора наводку очень высокого напряжения. Этот импульс напряжения способен далее почти мгновенно распространиться по электропроводке, интерфейсу, телефонным линиям и т.д. И, обладая довольно мощной энергией, стремительным образом с большой разрушительной силой пронестись по компьютерной сети или иной линии технологического оборудования.
Неполадки могут вызвать изменение напряжения, нарушение его синусоидального сигнала не только по амплитуде, но и по частоте, что также приводит к своим специфическим негативным последствиям.
В данной таблице приведены основные виды неполадок в электросетях, их наиболее вероятные причины и последствия.
1. Пропажа напряжения в сети. | Возможные причины: перегрузка электросети, замыкание в сети или во внутренней электропроводке устройств и оборудования, неправильный режим энергопотребления, механические повреждения линии электропередач (в том числе обледенение и др.), поломки периферийного оборудования, выход из строя коммуникационных портов и интерфейсов, грозовые электроразряды молний и иные технические и форс-мажорные аварии. Возможные последствия: выход из строя основного и вспомогательного оборудования, потери текущей информации из оперативной или кэш памяти, разрушение структуры файлового обмена данными, выход из строя материнской платы, полная потеря информации с жесткого диска, в особо тяжелых случаях – ущерб здоровью пользователей. |
2. Кратковременное или долговременное изменение (всплеск, подсадка) напряжения. | Возможные причины: работа в непосредственной близости с вашей электросетью, вашими компьютерами и системами установок и приборов большой мощности (бытовых приборов, электродвигателей, электрогенераторов, кондиционерного оборудования и т.п.), это бывает особенно чувствительно на режимах выключения подобных устройств, когда происходит рассеивание избытка энергии по электросетям. Возможные последствия: выход напряжения из рабочего диапазона и отклонение других параметров от регламентированных норм, что особенно губительно для высокочувствительной техники, рассчитанной на строго определенные технические требования. |
3. Импульсные скачки высокого напряжения. | Возможные причины: переходные процессы в момент восстановления напряжения после аварии (например, обрыв линии энергопитания), близкий разряд молнии. Возможные последствия: резкий высоковольтный импульсный скачок обладает очень мошной энергией (иногда с мгновенным увеличением напряжения до 6 киловольт, при продолжительности 10 — 100 миллисекунд) и способен быстро распространиться по сетям и нанести большой технический и информационный ущерб. |
4. Высокочастотные шумы и помехи, распространяемые через электросеть. | Возможные причины: главным образом все те же технические и природные факторы, включение-выключение мощной нагрузки (бытовые приборы, электродвигатели, электрогенераторы, радиопередатчики, кондиционеры и различное промышленное оборудование и т.п.), грозовые разряды молний. Возможные последствия: нарушение синусоидальной формы напряжения, электро и радиошумы могут спровоцировать неустойчивую работу сетей, оборудования и всей энергосистемы, частичная или полная потеря информационных данных. |
5. Побеги частоты (отклонения частоты более чем на 3Гц). | Возможные причины: на отклонения частоты влияет суммарная нагрузка, изменения частоты могут быть вызваны изменениями генерируемой и потребляемой мощности. Возможные последствия: на пассивные нагрузки изменения частотных характеристик влияния не оказывают, частотные колебания влияют на вращающий момент, то есть на механическую энергию, что может вызывать, например, снижение к.п.д. двигателей, также на качество энергоситсемы могут оказать свое воздействие изменения магнитного потока в магнитной цепи системы (в основном в трансформаторной), которая достаточно зависима от частотных колебаний. |
Представление потенциальных угроз даже в общем их виде помогает предварительно наметить, на какие разновидности, на какую группу источников бесперебойного питания в общих чертах надо на практике ориентироваться. Знание же и понимание их основных характеристик поможет обеспечить надежное, бесперебойное энергоснабжение, отсутствие перегрузок и недодач в электропитании, его экономный расход и высокий к.п.д.
Основные характеристики ИБП
В нижеследующей таблице мы приводим максимально широкий перечень основных характеристик ИБП, которые полезно знать любому пользователю, чтобы не ошибиться в выборе источника бесперебойного питания для своих конкретных нужд.
Таблица основных рабочих характеристик источников бесперебойного питания.
А. Выходные характеристики ИБП. 1. Выходная мощность ИБП. | Одна из основных характеристик ИБП, влияющая на его выбор. Единицы измерения приводятся либо вольт-ампер (ВА, VA), либо – ватт (Вт, W). И здесь есть своя тонкость. Величину мощности, указанную в ВА, нельзя считать равной мощности в Вт. И об этом многие иногда забывают. Как же правильно тогда выбирать мощность ИБП? Для относительно маломощных ИБП, рассчитанных на сравнительно небольшую полезную нагрузку (ПК и периферийное оборудование, например), в техпаспорте мощность обычно приводится в ВА. Но надо знать, что доступная мощность в Вт будет меньше. На практике допускается принимать мощность бесперебойника в Вт примерно равной 60% от вольт-амперной мощности. Довольно распространенный просчет заключается в том, что если для вычисления необходимой мощности в Вт использовать паспортную характеристику можно ошибочно выбрать питание, формально соответствующее параметру в вольт-амперах, но на самом деле мы получим превышение мощности в Вт. Вот как выглядит характерный пример ошибки в расчете требуемой мощности при выборе ИБП Задача: Необходимо подобрать ИБП для файлового сервера в 800 Вт. Решили взять источник бесперебойного питания 1000 вольт-ампер. У данного файлового сервера имеется ИП с коррекцией коэффициента мощности, соответственно его параметры: 800 ватт и 800 вольт-ампер. И тогда, не смотря на то, что ВА-характеристика полезной нагрузки 800 вольт-ампер, то есть пребывает в диапазоне ВА-характеристики ИБП, тем не менее, бесперебойник не справится с задачей. Все дело в том, что мощность сервера в 800 Вт, превосходит мощность ИБП, которая равна приблизительно 600 Вт (0,60 от 1000 вольт-ампер). То есть, таким образом можно допустить опасную оплошность и подключить ИБП, показатели мощности которого выглядят вроде бы правильно, но в процессе эксплуатации будет возникать перегрузка ИБП. Если нет точной информации о мощности полезной нагрузки в Вт, то следует руководствоваться таким правилом: суммарная мощность всех устройств в системе (согласно их техпаспортам) не должна превышать 60% мощности ИБП в ВА. Для обеспечения гарантированно бесперебойной работы электропитания рекомендуется немного завышать номинальную мощность ИБП по сравнению с мощностью устройства, указанного в его паспорте. Это создаст дополнительный резерв мощности, что поспособствует увеличению времени автономной работы ИБП. Но тут одновременно надо отметить и имеющийся минус такого подхода, а именно, – завышение мощности ИБП вызывает увеличение времени его срабатывания. Поэтому, если этот параметр для потребителя не безразличен, то необходимы более точные оптимизирующие расчеты для выбора ИБП. У более мощных ИБП, предназначенных для питания больших систем, таких как промышленное оборудование, крупные сервера, датацентры и т.п., мощность в технической документации, как правило, указывается либо в ваттах, либо и ваттах, и вольт-амперах одновременно. |
2. 2. Выходное напряжение ИБП. | Указывается в вольтах (В, V). Еще одна сверхважная характеристика ИБП. От качества выходного напряжения зависит стабильность и безаварийность всей системы. Величина отклонения напряжения может быть определена следующим образом: V = [(U – U1) / U1] x 100%; где U – фактическое напряжение; U1 – номинальное напряжение. Уход фактических параметров напряжения от требуемых делят на максимально- и нормально-допустимые. При этом 22,8 часов в сутки (95%) качество напряжения обязано находиться в диапазоне нормально-допустимых характеристик. Равно как и все время (в том числе и в поставарийных рабочих состояниях) оно обязано пребывать в диапазоне максимально-допустимых требований. Во время аварий разрешается выход показателей качества электронапряжения за рамки регламентированных значений. Это касается и падения электронапряжения в ноль, и «гуляния» частоты в ± 5Гц с обратным их возвращением в диапазон максимально-допустимых для поставарийной работы параметров. Требования к качеству выходного напряжения ИБП варьируются также и в зависимости от вида нагрузки. Так, например, в промышленности большую зависимость от качества питающего напряжения имеет работа электротермических установок. У них, с уменьшением напряжения падает рабочая температура, увеличивается длительность цикла техпроцесса, а иногда, при серьезных отклонениях, термическая операция может оказаться и вовсе незавершенной. |
3. Частота выходного напряжения ИБП. | Строгость требований к частоте ИБП на его выходе зависит от чувствительности к ее изменениям тех устройств и сетей, которые он предназначен питать. Одни из них более зависимы от частотной нестабильности, другие менее. Отклонения частоты от номинальных значений чревато двумя основными видами неприятностей. Первый – электромагнитные потери. Нестабильность частоты может привести к росту расхода энергии при передаче. Так, понижение ее на 1 % способно увеличить расход электроэнергии на передачу на 2 %. Это в свою очередь ведет к снижению общего к.п.д. всей системы. Второй вид проблем, вызываемых нестабильностью частоты это связанное с нею уменьшение производительности техоборудования, что влечет повышения времени всего рабочего процесса. Иногда для того, чтобы компенсировать такой негатив, приходится использовать дополнительное оборудование, со всеми вытекающими из этого допзатратами. Удержание частоты в рамках номинала обычно обеспечивается предусмотрением резервного запаса мощности в энергосистеме. |
4. Форма напряжения на выходе ИБП. | Параметр, к которому также могут оказаться чувствительны некоторые варианты устройств. В паспортных данных ИБП обычно указывают, какой обеспечивается сигнал напряжения по форме: строгая синусоида или же ее имитация, т.е. приближенная (аппроксимированная) к ней форма синусоиды (часто – линия ее не гладкая, а ступенеобразная). Надо знать, что у некоторых компьютеров блоки питания (у которых активный P.F.C.) не важно «переваривают» имитированную синусоидальность. В то же время, наличие в ИБП инвертора для идеализации формы синусоиды понижает к.п.д.
|
Б. Входные характеристики ИБП. 1. Напряжение на входе в ИБП. | Напрямую связаны с параметрами питающей ИБП электросети. В зависимости от того, какое требуется напряжение полезной нагрузке, может быть: — 220В, 230В, 240в; — для мощных устройств и промышленного оборудования обычно: 380В, 400В, 415В. |
2. Диапазон допустимых колебаний напряжения на входе, при котором ИБП способен выполнять свои функции без переключения на аккумуляторную батарею. | Чем шире этот диапазон, тем реже переключения на АКБ, тем, соответственно, дольше срок службы батареи. ИБП с более широким диапазоном колебаний данного параметра более востребованы могут быть теми потребителями, которые вынуждены работать от сетей с частыми просадками напряжения. |
3. Диапазон частоты входного напряжения ИБП. | В техпаспорте обычно указывается диапазон колебаний частоты, который ИБП способен корректировать. Если в каком-то регионе в местной электросети бывают, например, сильные снижения частоты напряжения, то необходимы мощные бесперебойники, способные своими индуктивными и емкостными возможностями нейтрализовать такие понижения. |
4. Величина напряжения при переключении байпаса. | Обычно указывают в процентах к отклонению от номинала входного напряжения. У некоторых ИБП имеются дополнительные опции, позволяющие пользователю самому выбрать, при каком проценте отклонений допустимо переключение на байпас (например, 10%, 15%, 20%). Это позволяет более точно настроить ИБП и избежать ненужных переключений. |
В. Защита. 1. Длительность перехода ИБП на резервный режим. | В техпаспорте, как правило, приводится длительность переключения источника бесперебойного питания на АКБ и на байпас (в мсек). Этот процесс должен происходить максимально быстро и корректно для потребителя электроэнергии. |
2. Режим перегрузки. | Данный режим характеризуется следующими параметрами: допустимой величиной превышения напряжения (обычно указывается в процентах) и временем, в течение которого ИБП продолжает работать и по истечении которого он обесточивается и переходит на резервный режим. Например, в паспорте это может выглядеть так. Для батареи – «При нагрузке 100-140% – 20 сек, затем ИБП выключается». Или – «˂150% – 250 мс, затем ИБП выключается». Для байпаса: «70 с при нагрузке >120%». |
3. Характеристики автономного режима ИБП при перегрузке. | На продолжительность работы АКБ при обесточенном источнике бесперебойного питания влияет емкость батареи и мощность потребителя электроэнергии. Если ИБП предназначен для компьютера, а вы к нему подключите на время отсутствия электричества в сети еще и электрокамин, то батареи в таком аварийном случае разрядятся, разумеется, мягко говоря, несколько быстрее. |
Г. Другие характеристики ИБП. 1. Возможность управления и мониторинга состояния ИБП. | Современные ИБП оснащены микропроцессорами и представляют собой интеллектуальную систему, способную самостоятельно контролировать рабочее состояние ИБП, сигнализировать о внештатных ситуациях и передавать всю необходимую информацию электронным способом. Возможности такого мониторинга и управления отличаются характеристиками микропроцессора, разновидностями интерфейсов, видами сигнализации и др. |
2. Условия эксплуатации. | В техническом паспорте указываются следующие характеристики: температура, влажность, уровень шума, иногда допустимая высота над уровнем моря. |
В таблице приведены наиболее важные характеристики источников бесперебойного питания. Кроме них каждая модель ИБП может иметь свои индивидуальные преимущественные технические отличия и возможности. К ним относятся, например, – наличие возможности «холодного» пуска, горячей замены батареи, режимы онлайн с разной степенью преобразований, многоуровневый способ зарядки, дополнительные режимы преобразования частоты, особенности корпусной конструкции, габариты и т.д.
Для пользователя все определяется теми задачами, которые предстоит решать источнику бесперебойного питания и теми условиями, в которых ему предстоит трудиться.
Перейти к полной версии Перейти к мобильной версии
vseibp.ru
Типы ИБП: принцип работы и отличия
По принципу работы все ИБП принято делить на 3 вида:
ИБП Line Interactive
Основой данного типа источников бесперебойного питания является специальная линейно-интерактивная технология. Отличительной особенностью, которая позволяет добиваться большей эффективности в сравнении с off-line источниками, является присутствие трансформатора, который обеспечивает стабильное выходное напряжение даже при довольно сильно различающихся величинах входящего напряжения. То есть этот тип ИБП позволяет справляться с гораздо более сильными перепадами напряжения в сети, чем это могут сделать обычные офф-лайн источники.
Интерактивные источники способны защитить электрооборудование от кратковременного исчезновения или скачка, перепада или просадки напряжения. Данные устройства не способны контролировать форму напряжения и эффективно фильтровать помехи и выбросы. Таким образом, все помехи, которые могут быть созданы нагрузками, просто выйдут обратно в электросеть.
Вывод: Линейно-интерактивные источники бесперебойного питания отлично справляются с поддержкой электрооборудования, для которого важна величина входящего напряжения, но при этом не важны спектральные параметры. В связи с этим такие источники нашли свое широкое распространение в защите сетевого оборудования (маршрутизаторы, коммутаторы и прочие устройства).
Для наглядности, вы можете посмотреть нашу продукцию из раздела линейных интерактивных ИБП >>>
ИБП Online
Устройство и рабочий процесс данного вида существенно отличается от такового в двух предыдущих вариантах. Он-лайн системы используют двойное преобразование напряжения. Это позволяет выпрямить поступающее переменное напряжение и преобразовать его в постоянный ток. Затем этим напряжением питается батарея, после чего инвертор снова изменяет ток на переменный и выводит его для питания устройств. Отличительной особенностью является то, что батарея постоянно включена в сеть, а это позволяет мгновенно (без какой-либо задержки) нивелировать любые скачки напряжения.
Постоянный ток лишен недостатков, которые могут быть связаны с частотой, фазой или шумом и которые присущи переменному току. Ток поступает с жестко лимитированными параметрами, а затем преобразовывается в ток со строго заданными рамками формы, частоты и фазы.
Вывод: On-line ИБП весьма дорогостоящие, поэтому они используются только для обеспечения безопасной работы техники, которая очень требовательна. Примерами такого оборудования могут быть современные сверхпроизводительные сервера. Нарушения в их работе порой чреваты убытками в десятки тысяч долларов или угрозой сохранности важных коммерческих данных. Поэтому их высокая стоимость сполна оправдывает себя, а использование онлайн-источника бесперебойного питания позволит максимально обезопасить крупные бизнес проекты от непредвиденных сбоев.
Для наглядности, вы можете посмотреть нашу продукцию из раздела онлайн ИБП >>>
ИБП Offline
Работа источника бесперебойного питания офф-лайн типа имеет довольно несложный алгоритм и структуру. Основными элементами данного вида источника являются: автоматический переключатель, автономный источник энергоснабжения (батарея) и выходы для внешнего питания. В обычном режиме положительный заряд батареи поддерживается зарядкой через внешние источники.
В обычных случаях переключатель позволяет использовать электроэнергию с внешних источников, но даже при кратковременном скачке или исчезновении питания он производит подключение автономного источника энергии (батарея). При этом на весь процесс переключения уходит приблизительно 4 миллисекунды, что никак не сказывается на работоспособности подключенного оборудования. Электрический ток выходит из батареи в форме постоянного тока, поэтому используются специальные инверторы. Они преобразовывают постоянный ток в переменный, который уже и используется для питания электрооборудования.
Батарея, входящая в структуру данного типа ИБП способна обеспечить потребности в электроэнергии на протяжении довольно небольшого отрезка времени. Поэтому данный тип подходит скорее для кратковременной страховки в случае возникновения проблем с электроснабжением из центральной сети.
Вывод: офф-лайн ИБП являются одними из самых простых, дешевых и портативных источников. Но справиться они смогут только с кратковременными перебоями в работе электросети.
Для наглядности, вы можете посмотреть нашу продукцию из раздела резервных offline ИБП >>>
www.all-generators.ru
Как выбрать ИБП. Основные типы и сферы применения.
Как выбрать ИБП. Основные типы и сферы применения.
Источник бесперебойного питания (ИБП) — это электротехническое устройство, которое преобразует постоянный ток от аккумуляторных батарей в переменный ток с напряжением 220 В и частотой 50 Гц.
ИБП применяется для питания бытовой техники в случае прекращения снабжения от стационарной линии электропередач. В случае отсутствия напряжения в сети он автоматически подключает аккумулятор. В момент появления электроснабжения в сети работа от батареи прекращается, питание для техники подаётся от сети. При этом осуществляется заряд аккумуляторов, если необходимо. Все источники питания в автоматическом режиме поддерживают необходимый заряд аккумуляторов, периодически подзаряжая их, также они не допускают глубокого разряда батарей во время работы в автономном режиме. При остаточной ёмкости, равной 20 %, нагрузка автоматически отключается. Питание возобновляется при восстановлении электроснабжения от магистрального кабеля.
Существует два основных типа ИБП, которые применяют для электропитания бытовой техники, котлов отопления, циркуляционных насосов, систем видеонаблюдения, сигнализации и освещения. Первый тип — линейно-интерактивные устройства (line-interactive). Они недорогие, в их состав входит инвертор, преобразующий постоянный ток от аккумуляторов в переменный ток; зарядное устройство; ступенчатый автотрансформатор, выполняющий роль стабилизатора и автоматическое устройство по управлению работой аппарата. Особенность работы этого класса ИБП — стабилизация сетевого напряжения происходит ступенчато. Шаг одной ступени может составлять 15–20 В и более.
Если в сети есть проблемы с напряжением, оно повышенное, пониженное либо постоянно изменяется, и нужно подвести питание к котлу отопления, то лучше реализовать схему, описанную ниже. Сначала следует подключить качественный отечественный стабилизатор, работающий на симисторах (например, «Штиль» серии ST или SPT), а к стабилизатору подсоединить источник резервного электропитания без встроенного стабилизатора (например, ИБП online, либо инверторного типа), непосредственно к ИБП — газовый котёл. Стабилизатор контролирует и стабилизирует напряжение с небольшой погрешностью до 220 В, когда оно есть. Система автономного электроснабжения линейно-интерактивного типа обеспечивает электропитанием котёл, когда подача переменного тока в стационарной сети прекращается. Для циркуляционных насосов, холодильников, глубинных насосов и другой техники стабилизатор можно не применять (но лишним он не будет).
Аккумуляторы у линейно-интерактивных устройств подключаются с небольшой задержкой в 4–10 мс (напомним, 1 с = 1000 мс). Если котёл сам не включается после пропадания и возобновления электроснабжения, то такой тип ИБП не подходит. Линейно-интерактивные системы не видят ток от электрических генераторов. Если вы планируете использовать в качестве резервного электропитания бензиновый или дизельный генератор, следует учесть, что он имеет на выходе пилообразную форму напряжения с определённым отклонением от нормы. Такой переменный ток линейно-интерактивные устройства не видят и продолжают работать от батарей, поэтому зарядить аккумуляторы от генератора не удастся. Линейно-интерактивные аппараты идеально подходят для автономного электроснабжения насосов твёрдотопливных котлов, питания холодильников, насосов, телевизоров. Основные модели, относящиеся к line-interactive ИБП: аппараты серий Intelligent и Intelligent II от компании Inelt (Россия), Stark (Германия) и др.
Особенность ИБП Stark серии «Инвертор» является возможность работы с альтернативными источниками энергии, а также возможность работы в одной линии со стабилизаторами напряжения. Для их работы требуется минимальное количество внешних аккумуляторных батарей.
Еще один большой класс систем резервного электроснабжения переменным током — аппараты типа on-line. Они превосходят по функциональным возможностям линейно-интерактивные системы. Их функционирование осуществляется по принципу двойного преобразования: переменный ток с помощью выпрямителя переходит в постоянный, который затем превращается обратно в переменный. Часто такие системы называют ИБП с двойным преобразованием. Такой принцип работы обеспечивает на выходе после источника питания напряжение в форме волны (чистого синуса), величиной 220 В и с частотой 50 Гц. Время переключения электропитания от сети на аккумуляторные батареи у аппаратов составляет 0 мс, то есть аккумуляторы всегда подключены параллельно и включаются в работу мгновенно. За счёт двойного преобразования on-line системы отлично стабилизируют напряжение от стационарной сети, когда работа осуществляется от сетевого кабеля. Многие модели могут работать с параметрами сетевого напряжения от 130 В до 300 В. Дополнительно устанавливать стабилизатор напряжения при работе от оn-line аппаратов даже для котлов отопления не нужно.
Бытовая техника, подключенная к ИБП, защищена от высокочастотных импульсов и помех. Вся работа источников питания происходит в автоматическом режиме: в случае прекращения электроснабжения мгновенно подключается аккумуляторная батарея. При возобновлении электроснабжения она начинает заряжаться, а бытовая техника питается от стационарной сети переменным током высокого качества, прошедшим двойное преобразование. Как и в линейно-интерактивных системах автоматика ИБП не допустит глубокого разряда батарей, нагрузка отключится при значении остаточной ёмкости аккумуляторов, равной 20 %, питание возобновится, когда в сети появится переменный ток, электроснабжение техники и заряд батарей будут идти параллельно. On-line ИБП может работать и с пилообразным током от электрических генераторов. За счёт двойного преобразования они не только «видят» ток от генератора, но и преобразуют его на выходе в форму в виде чистой синусоиды. При этом напряжение стабилизируется до 220 В с определённой погрешностью. Этот ИБП можно использовать в качестве стабилизатора напряжения от генератора. Обыкновенные стационарные стабилизаторы нельзя устанавливать после генераторов, они поломаются, так как работают только от стационарной сети (они только стабилизируют сетевое напряжение до 220 В, а не меняют его форму). Исключение составляет российский стабилизатор СДП-1/1-3-220Н, он сделан по той же технологии, что и оn-line системы, но без батарей.
Если рассматривать какой тип ИБП лучше, то ответ будет однозначным: оn-line источники. Это идеальные стабилизаторы напряжения, преобразователи формы напряжения, которые переключают питание от сети на аккумуляторы без прерываний. Основная область применения данного типа устройств — защита от некачественного электроснабжения и автономное питание газовых котлов, автоматики и горелки котлов, работающих на дизельном топливе, циркуляционных насосов, систем видеонаблюдения, систем охранной и пожарной сигнализации. Часто устройства автономного электроснабжения применяют для защиты дорогой аудио- и видеотехники, питания серверов, коммуникационного, сетевого оборудования, защиты дорогой медицинской техники.
На производстве on-line устройств специализируется российская компания «Тэнси», которая производит оборудование под торговыми марками ДПК и ДПТ, немецкая компания Stark, российско-итальянская компания N-Power, а также российская фирма Inelt, выпускающая серию устройств Monolith.
Мощность on-line ИБП устройств начинается от 1000 ВА, агрегатов с меньшими параметрами нет. Минимальная мощность линейно-интерактивных аппаратов составляет 500 ВА. Для увеличения срока службы аккумуляторов не нужно выключать ИБП, когда есть напряжение в сети. Батареи для источников питания предназначены для постоянной работы. Включая и выключая источники питания, вы ненамного продлите срок службы аккумуляторов, а лишь получите массу неудобств в виде постоянных переключений техники. Аккумуляторы для ИБП служат от 5 до 12 лет, в зависимости от производителя и серии, подключены они или просто установлены в цепь. Более того, не подключённая батарея теряет заряд примерно на 20 % от ёмкости ежегодно. Лучше, чтобы ИБП работал постоянно, автоматическая система контролирует процессы, производящие в аккумуляторах, отслеживает и, в случае необходимости, корректирует параметры переменного тока в сети. В качестве дополнительной опции на аппараты ДПК можно установить устройство, которое отправит смс о начале работы ИБП от аккумуляторов. Аппараты всех фирм снабжены коммутационными портами, позволяющими подключить источник бесперебойной работы к компьютеру. Можно также установить сетевые карты в устройства.
Почему нельзя использовать ИБП для компьютеров в качестве источников питания котлов отопления, насосов и бытовой техники?
Во-первых, многие устройства данного типа имеют на выходе аппроксимацию синусоиды (форму напряжения в виде прямоугольников), а для автоматических систем в котлах отопления, циркуляционных насосах, глубинных насосах и другой бытовой технике требуется синусоидальное напряжение на выходе, как в линиях электроснабжения.
Во-вторых, компьютерные источники автономного питания не имеют чётко выраженную фазу и нейтраль, за счёт чего могут перестать функционировать датчики горелки. Особенно это касается газовых и дизельных котлов.
И в третьих, ИБП покупают для обеспечения длительного периода автономного электроснабжения, а компьютерные UPS работают до 15 минут, после чего отключаются. Они имеют внутренние аккумуляторы с маленькой ёмкостью и предназначены для корректного завершения работы на ПК, а не для длительных циклов работы. С компьютерными источниками автономного электроснабжения трудно настроить систему на большую мощность и длительный период работы, к тому же цена такого агрегата будет намного выше.
Вывод: компьютерные ИБП нужно устанавливать для питания системных блоков, ноутбуков и серверов, а для бытовой техники, котлов отопления и насосов нужно применять специальные ИБП.
Существует два типа ИБП: с встроенными и внешними аккумуляторами. Системы питания с внутренними аккумуляторами востребованы в RM и RT- исполнениях для монтажа в 19-тидюймовую стойку для питания серверов, сетевого и телекоммуникационного оборудования. Также популярны ИБП с внутренними батареями оn-line типа в качестве стабилизатора напряжения от генераторов, для питания газовых котлов и котлов, работающих на дизтопливе, а также для медицинской и специализированной техники. Источники оn-line типа защищают технику значительно лучше, чем стабилизаторы, но для их работы требуются аккумуляторы. Поэтому рационально для защиты техники от некачественного электропитания лучше применять ИБП с внутренними аккумуляторами. Один недостаток: эти аппараты не могут обеспечить длительный период автономной работы, внешние аккумуляторы подключить к системе нельзя. Срок работы можно увеличить примерно на 15 минут за счёт подключения дополнительного аккумуляторного модуля. Аппараты с внешними батареями предназначены для автономного питания нагрузки сроком до нескольких суток. Более точно оценить время можно, зная мощность подключённой техники, количество и ёмкость аккумуляторов.
Выбор мощности аппарата
Как и в стабилизаторах напряжения, в источниках питания цифры в обозначении модели выражают полную мощность в вольт-амперах. Формула для расчета мощности: произведение силы тока на напряжение. Для перевода вольт-ампер в привычные ватты, следует цифры, написанные на ИБП, умножить на коэффициент 0,7. У аппаратов моделей Pro Vision Black M от компании N-Power этот коэффициент равен 0,8.
Чтобы выбрать аппарат необходимой мощности, следует сложить мощности всех агрегатов, которые будут работать от ИБП. При этом, как и при выборе мощности стабилизатора напряжения, нельзя забывать о факторе пусковых токов, которые даёт техника с электрическим двигателем, насосом или компрессором. Номинальная мощность холодильника равна 200–300 Вт, при пуске компрессора он потребляет до 1 кВт. Еще один прибор с высоким значением пускового тока — глубинный или погружной насос для подачи воды. При номинальной мощности 500–800 Вт величина пускового тока может доходить до 4 кВт. Холодильник можно подключать к Stark Country 1200 INV, а глубинный насос — к Stark Country 3000. Мощность газового котла отопления с внутренним циркуляционным насосом обычно составляет 110–300 Вт. Идеальный вариант — подключить к нему on-line ИБП с 3 аккумуляторами по 100 А·ч. Этого набора хватит на 10–12 ч автономной работы.
Выбор ёмкости внешних аккумуляторов
Как показывает опыт, время автономного электроснабжения от ИБП обычно составляет 8–12 часов (время отсутствия дома или время сна). Ночью электрический генератор редко запускают, так как он является источником шума.
Есть мнение, что если в доме установлен генератор с системой автоматического запуска (AVR или ATS), то можно купить ИБП оn-line типа с батареями небольшой ёмкости (45–55 А·ч), чтобы его мощности хватило на несколько часов работы ИБП. Но, во-первых, стоимость комплекта источника питания и батареи с емкостью 100 А·ч не сильно отличается от стоимости комплекта с батареями меньшей ёмкости, а время автономной работы увеличится до 10–12 часов при среднем потреблении 100–150 Вт. Во-вторых, генератор с воздушным охлаждением нельзя эксплуатировать больше 5 часов. Если вас нет дома, и напряжение в сети отсутствует, то генератор может проработать до тех пор, пока не закончится топливо, при этом он будет вырабатывать свою максимальную мощность, а ИБП обеспечивает такую мощность, какая нужна для потребления подключённой техники.
Немаловажно, что система автозапуска может запускать генератор в работу не каждый раз, когда это требуется (особенно в зимний период). Помимо всего вышеперечисленного, источники автономного электроснабжения на аккумуляторных батареях не выделяют выхлопных газов, не требуют заправки и отдельного помещения. И главное — вероятность поломки у качественного источника электроснабжения намного меньше, чем у генератора. Электрогенератор больше рассчитан на автономное питание нагрузки большой мощности, и надёжнее всего его запускать в ручном режиме.
Чтобы рассчитать ёмкость аккумуляторных батарей, необходимых для подключения к ИБП, можно воспользоваться следующей формулой: время автономной работы в часах = произведение напряжения постоянного тока источника на ёмкость батарей, разделенное на мощность подключаемого электрического оборудования в вольт-амперах. Ватты можно перевести в вольт-амперы, разделив количество на 0,7 либо на 0,8, в зависимости от того, чему равен угол сдвига между напряжением и силой тока. Как правило, этот показатель указан в паспорте агрегата, и чаще всего он равен 0,7, исключение составляют аппараты N-Power модельного ряда Pro-Vision Black, у них этот коэффициент равен 0,8.
При параллельном соединении аккумуляторов («+» к «+», «-» к «-») увеличивается суммарная ёмкость батарей, напряжение не изменяется. При последовательном соединение («-» к «+») величины напряжения следует суммировать, ёмкость аккумуляторов при этом не увеличивается.
Как определить количество аккумуляторов, которое следует подключить к ИБП? Аппараты с индексами LT и M в обозначении модели предназначены для работы с внешними аккумуляторными батареями. Чтобы узнать, сколько требуется подключить аккумуляторов к источнику автономного электропитания, нужно рассмотреть значение цепи постоянного тока. Если ИБП (Stark Country 600, Inelt Intelligent 500 LT2) работает от источника напряжения в 12 В, то требуется подключить минимум одну батарею или параллельно включить 2, 3 или 4 батареи (“+» к «+», «-» к «-»). При этом суммируется значение ёмкости, увеличивается время работы, напряжение остаётся равным 12 В. Если ИБП (N-Power Pro Vision Black M, Inelt Intelligent 1000 LT2, Stark Country 3000) функционирует от 24 В, то нужно подключить последовательно минимум 2 батареи («+» к «-»), При этом суммируется напряжение (12 + 12 = 24 В), а ёмкость аккумуляторов не увеличивается. Можно также подключить 4 или 6 аккумуляторов последовательно параллельно. Если значение напряжения равно 36 В, то требуется соединить минимум 3 аккумулятора последовательно, как, например у ДПК-1/1-1-220 М, увеличивая напряжение до 36 В (12 + 12 + 12). При этом ёмкость не будет суммироваться. Например, вы последовательно соединили 3 аккумулятора по 100 А·ч, напряжение цепочки будет равно 36 В, суммарная ёмкость — 100 А·ч.
При подсчёте мощности ИБП следует учесть влияние пусковых токов. Если насос обладает функцией плавного пуска, как у некоторых моделей, выпущенных датской компанией Grundfos, то пусковые токи будут в два раза превышать номинальное значение. Насосы других фирм обычно не снабжают опцией плавного пуска, пусковые токи, особенно у глубинных насосов могут достигать 5-6-кратной перегрузки. Холодильник также даёт большие пусковые токи (до 1 кВт) в момент начала работы компрессора.
Типы аккумуляторов, устанавливаемых к источникам бесперебойного питания
Существует три основных типа аккумуляторных батарей.
1. Самые простые и дешёвые АКБ работают в автомобилях. Электролит между электродами в жидком состоянии, и при вертикальном размещении батареи электролит будет вытекать, кроме того, в процессе работы может выделяться водород. Поэтому такой вид АКБ для работы с ИБП не используется.
2. Ко второму типу АКБ относят гелиевые батареи. В электролит добавляют загуститель, раствор серной кислоты при этом превращается в гелеобразную массу. Их применяют для работы электромашин, электрических погрузчиков. Они не боятся глубокого разряда, но имеют высокое внутреннее сопротивление, потому тоже не годятся для работы с источниками бесперебойного питания.
3. Третий тип батарей, выпущенных по технологии AGM, обладает преимуществами 1-ых двух видов АКБ, но исключает их недостатки. В батареях между положительно и отрицательно заряженными пластинами находится губчатый материал, пропитанный разбавленной серной кислотой. За счёт этого у аккумуляторов низкое электрическое сопротивление, им не страшен глубокий разряд, и они полностью герметизированы. Даже при вертикальном размещении батарей электролит из них не может вытечь, так как корпус герметично запаян, а электролит абсорбирован в губке. Водород в процессе работы не выделяется. Аккумуляторные батареи предназначены для работы в помещении, они полностью безопасны и не представляют угрозы для жизни человека.
Автомобильные аккумуляторные батареи нельзя установить с источниками питания, особенно это касается on-line ИБП. Такие батареи предназначены для кратковременной работы при запуске стартера авто, аккумулятор сразу теряет большую ёмкость, после начала работы двигателя АКБ отключается и начинает заряжаться от генератора. Цикл работы автомобильной аккумуляторной батареи короткий. При работе с ИБП она должна функционировать в другом цикле: равномерный длительный разряд (до нескольких суток), потом плавный цикл заряда. Помимо того, что автомобильный аккумулятор и батарея для ИБП имеют разные циклы, предназначение и конструкцию сепараторов, автоматика ориентирована на работу со специализированными аккумуляторами. Устанавливая автомобильный аккумулятор к ИБП, вы рискуете преждевременно вывести аппарат из строя. При этом система автономного питания перестанет быть надёжной, срок службы таких аккумуляторов с ИБП в лучшем случае составляет не больше года. Читайте об этом подробно в статье «Почему нельзя использовать автомобильные батареи с ИБП».
При работе все источники питания создают определённый шум, идущий от вентиляторов, а в линейно интерактивных системах — еще и от работы ступенчатого автотрансформатора. ИБП крайне не рекомендуется устанавливать в комнатах, предназначенных для отдыха и сна. Самое лучшее место для установки — техническое помещение. Если электрические потребители и техпомещение находятся далеко, то можно проложить от ИБП к бытовым приборам электрический кабель. Также можно устанавливать системы питания в шкафах с вентиляционными отверстиями на кухне.
Из линейно интерактивных ИБП самый низкий уровень шума отмечается у аппарата Stark Country 600. Оn-line системы работают «громче», поскольку скорость вращения лопастей вентилятора выше. Когда есть ток в сети, в случае работы исключительно от батарей, вращение происходит медленнее. Это связано с тем, что при работе от сети происходит двойное преобразование: функционируют выпрямитель и инвертор, а при работе от аккумулятора отмечается одно преобразование — постоянный ток превращается в переменный, работает только инвертор.
Залог долгой и полноценной работы ИБП — правильно выбранный тип аппарата. От ёмкости батарей зависит время автономной работы. Мощность, определяющая количество подключаемой техники, должна соответствовать нагрузке. Следует исключить перегрузки в системе и использовать специализированные аккумуляторы.
stabmart.ru
Выбор источника бесперебойного питания
В современном мире все больше информации хранится на серверах и все меньше на локальных компьютерах. Вариант хранения информации на сервере предполагает более высокую защищенность информации. Для надежного хранения данных, и, что немаловажно, для постоянного доступа к ним, серверы оснащаются рейд-массивами из носителей информации, дублируются блоки питания и сетевые интерфейсы, используются специально разработанные для серверов типы памяти. Но все эти меры не будут эффективны, если не предусмотреть защиту от неполадок электросети.
При первом же опыте выбора такого устройства защиты оборудования, как источник бесперебойного питания, сразу обнаруживается большое количество терминов и характеристик, можно заблудиться в наименованиях линеек различных производителей и маркетинговых аббревиатурах.
Для тех, кто считает, что разбираться во всем этом нет времени, советую сразу перейти к разделу «Критерии выбора ИБП» в конце статьи.
Наиболее часто встречающиеся неполадки в электросети:
- понижение напряжения (до 87% инцидентов по данным компании BELL LABS),
- исчезновение напряжения (до 7% инцидентов по данным компании BELL LABS),
- повышение напряжения (до 2% инцидентов по данным компании BELL LABS),
- «провал» напряжения,
- электромагнитные и радиочастотные помехи,
- высоковольтные импульсы,
- высокочастотные импульсы,
- переходный процесс при коммутации,
- искажение синусоидальности напряжения;
Для защиты от этих неполадок используются источники бесперебойного питания, сокращенно ИБП. Часто встречается английское наименование UPS, аббревиатура от Uninterruptible Power Supply. ИБП используется для кратковременного снабжения компьютеров электроэнергией для корректного завершения работы при возникновении нештатной ситуации электроснабжения. Следует помнить, что ИБП не предназначен для постоянного питания компьютера, это вспомогательное устройство.
Различаются они, в основном, внутренними схемами построения (тип ИБП), характеристиками по мощности нагрузки и времени поддержания питания. В данной статье не рассматриваются ИБП постоянного тока, использующиеся для поддержания бесперебойного питания напряжением постоянного тока систем видеонаблюдения, аппаратуры пожарной и охранной сигнализации, контроля доступа и другой подобной аппаратуры.
При выборе ИБП следует исходить из ценности данных, включая и предполагаемые затраты от временной недоступности этих данных. Чем дороже обходится потеря или недоступность данных, тем более сложные устройства применяются для обеспечения их сохранности и непрерывности доступа к ним. Соответственно сложности растет и цена на эти устройства.
Как правило, сфера применения ИБП и способы защиты данных хорошо согласуются со следующим делением на категории:
- ИБП для домашнего использования / для защиты одного ПК в малом офисе
- ИБП для защиты сервера/ СХД / АТС / активного сетевого оборудования
- ИБП для защиты серверной комнаты / группировки ИБП для ЦОД
- ИБП для защиты низковольтного оборудования постоянного тока
Отдельно можно упомянуть особые категории:
- ИБП для защиты схем управления отопительными котлами
- ИБП для совместной работы с дизель-генераторами
Чтобы понять, почему для разных сфер применения ИБП имеют заметно отличающуюся цену, и как эта цена формируется в зависимости от внутренней схемотехники, давайте разберемся сначала, из чего же состоит ИБП.
Из чего состоит ИБП
Выпрямитель (*). Устройство, преобразующее напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока. Используется для заряда батарей.
Батарея (*). Аккумулятор на основе свинцово-кислотной батареи элементов.
Зарядное устройство и блок управления (*). Для правильной зарядки и разрядки аккумулятора используется зарядное устройство и блок управления. В самых бюджетных ИБП, блок управления собран на микросхеме и реализует минимальное управление системами ИБП. В более мощных и дорогих моделях в составе блока управления присутствует микропроцессор.
Инвертор(*). Устройство, преобразующее напряжение постоянного тока, в напряжение переменного тока. Используется для преобразования напряжения батарей в выходное напряжение ИБП.
Фильтры. На входе и выходе расположены фильтры для сглаживания всплесков и высокочастотных помех входной сети и для сглаживания нелинейных искажений синусоиды на выходе, при работе от аккумуляторов в резервной схеме ИБП и линейно-интерактивной схеме.
Автотрансформатор, или AVR (Automatic Voltage Regulation), также используется название «бустер». Ступенчатый регулятор напряжения, имеющий в своей основе автотрансформатор, используется для повышения напряжения, или его понижения, для повышенного или пониженного напряжения входной сети. Позволяет выдерживать длительные «просады» и «задиры» напряжения входной сети без переключения на питание от батареи, что продлевает время «жизни» аккумуляторов.
Байпас. Устройство, позволяющее подключить отфильтрованное питание нагрузки, в обход основной схемы ИБП. Может быть ручным или автоматическим. Автоматический байпас подключает обходную схему при определении управляющим блоком неисправности или перегрузки ИБП. Ручной байпас применяется для обслуживания ИБП, не отключая его от сети и не прерывая подачу питания на нагрузку.
(*) Эти устройства присутствуют во всех схемах построения ИБП
Схемы построения ИБП
Резервная, она же standby off-line. Схема представляет собой две ветки с переключателем, в одну из которых включен выпрямитель, батарея и инвертор. Пока все хорошо, питание поступает напрямую на нагрузку, и заряжаются батареи. При пропадании напряжения, или выходе его за нормированные значения, схема переключает нагрузку на питание от аккумуляторов, а при возвращении напряжения в зону нормальных значений, происходит обратное переключение. От кратковременных, высокочастотных пиков напряжения и электромагнитных помех защищают пассивные фильтры.
Схема резервного подключен
www.vist-spb.ru