Каталог

 

Источник бесперебойного питания (ИБП)


 

Источник бесперебойного питания или ИБП (UPS)

 

 

Источник бесперебойного питания или ИБП (UPS)— прибор, работа которого направлена на обеспечение бесперебойным питанием наших электроприборов.

Из огромного количества бытовых электрических приборов можно выделить небольшую группу тех, которые используются в круглосуточном режиме. Это приборы, которые особо нуждаются в стабильном, а главное бесперебойном питании:

компьютерные  серверы;
автономные системы отопления;
насосное оборудование (для подачи воды в жильё);
системы охранной сигнализации и видеонаблюдения;
системы пожарной безопасности;
системы связи (радиотелефоны, радиостанции).

Безусловно, прекращение работы любого из вышеперечисленных электроприборов принесет немало неприятностей. Большинство случаев отключения электрического снабжения приходятся именно на зимний период. Ведь в связи с возросшим энергопотреблением, предприятия энергоснабжения не всегда могут обеспечить стабильное электрическое питание в сети. Остановка котла приводит к немалым финансовым тратам.

 

Основные типы ИБП:
резервные
линейно-интерактивные ИБП;
ИБП двойного преобразования

 

Источник бесперебойного питания или ИБП (UPS)

 

Перебои в электроснабжении хорошо знакомы всему населению нашей страны. Явление это не редкость в городских условиях и, к сожалению, дело обыденное для загородных жителей. Следуя многолетней традиции борьбы за бесперебойное питание, домовладельцы покупают бензиновые, дизельные или газовые генераторы с автозапуском или без него в надежде таким образом обезопасить себя от энергетического произвола. Попробуем разобраться, так ли эта идея хороша. Спору нет - стоит генератор не дорого и функции свои, в принципе, выполняет. Но какой ценой? За счет высокой стоимости топлива вы получаете электричество значительно дороже, чем от электросети. Качество выходного сигнала далеко от идеала: не стабильна частота, «плавает» амплитуда напряжения из-за непостоянной нагрузки. Запах выхлопа и шум от агрегата не порадует ни Вас ни ваших соседей, а низкий моторесурс заставит задуматься о выгоде приобретения.

Попробуем зайти с другой стороны, возможно, есть способ решить проблему более цивилизованным способом, без вреда для окружающей среды и собственных нервов? Всем известен такой прибор как компьютерный ИБП, возможно существует источник бесперебойного питания большой мощности, который сможет обеспечить электричеством весь дом?

Современные ИБП могут иметь мощность до 18 кВт и практически неограниченную емкость аккумуляторных батарей. Таким образом, нет смысла вырабатывать электроэнергию варварским способом, сжигая топливо, когда ее можно просто накапливать в аккумуляторных батареях и использовать по мере необходимости. Опыт эксплуатации автономных энергосистем говорит о том, что использовать генератор имеет смысл только в «полевых» условиях, когда электросети нет вообще, и даже в этом случае целесообразно использовать генератор совместно с ИБП, когда вся генерируемая энергия передается потребителям и аккумуляторам.

 

 

Как выбрать правильный ИБП?


Во-первых нужно определиться с максимальной мощностью ИБП, от этой цифры напрямую будет зависеть стоимость системы. Сложите мощности всех одновременно используемых приборов и прибавьте запас не менее 20%. Не забывайте, что приборы, содержащие в своем составе электродвигатели (холодильник, кондиционер, насос, горелка котла) имеют стартовый ток значительно превосходящий номинальный.

 

Источник бесперебойного питания или ИБП (UPS)

 

Рассчитайте необходимую емкость аккумуляторных батарей исходя из средней потребляемой мощности и необходимого времени автономной работы, при этом нужно учитывать максимальную глубину разряда аккумуляторов. Для свинцово-кислотных аккумуляторов мы рекомендуем заложить глубину разряда не менее 25%.

Определитесь с напряжением системы, оно может составлять 12, 24 или 48В. По возможности необходимо иметь 48В, что позволит уменьшить ток в низковольтной цепи. Например, если вы получили необходимую емкость аккумуляторов 760Ач, следует использовать 4 аккумулятора по 200Ач, соединив их последовательно.

Выберите тип используемого ИБП. Для электроснабжения целого здания нужно использовать источник бесперебойного питания с чистым синусом в качестве выходного сигнала, что обеспечит качественно электроснабжение любых потребителей, без потери мощности и опасности выхода их из строя

Для систем с альтернативными источниками энергии необходим ИБП с гибридным преобразователем напряжения, который позволяет одновременно передавать потребителям мощность от нескольких источников энергии.

 

Мощность ИБП традиционно указывается в вольт-амперах, а мощность нагрузки — в ваттах (Вт), что не одно и то же. Дело в том, что нагрузка в подавляющем большинстве случаев нелинейная, т. е. потребляемый нагрузкой от ИБП ток и напряжение не совпадают по фазе, что приводит к потерям энергии и снижению эффективности ее доставки. Степень возникающих при этом искажений и равномерность потребления мощности устройством принято характеризовать коэффициентом мощности. Типичная нагрузка для ИБП — импульсные источники вторичного электропитания (блоки питания компьютеров и прочего оборудования), коэффициент мощности которых составляет 0,65—0,7. Поэтому при выборе ИБП следует его мощность в вольт-амперах умножить на эту величину. Например, для защиты современного компьютера с блоком питания мощностью 230 Вт нужно использовать ИБП мощностью не меньше 350 ВА. Рассмотрим основные возможности ИБП. Итак, основной функцией является защита электропитания.

Существует 9 основных проблем с электропитанием:

1. пропадание напряжения

2. провал напряжения

3. всплеск напряжения

4. понижение напряжения

5. повышенное напряжение

6. переходные процессы при коммутации

7. электромагнитные и радиочастотные помехи

8. отклонение частоты

9. нелинейные искажения напряжения

Для отдельных не критичных рабочих станций вполне достаточно защиты от первых трех проблем с электропитанием. В таких случаях используют так называемые Офф-лайновые (резервные) ИБП. Эти ИБП служат для резервирования источника основного электроснабжения (электросети) на случай аварии (отключения или понижения/повышения напряжения выше установленной величины). Если это происходит, срабатывает переключатель, и нагрузка переходит на резервное питание от инвертора, питающегося от батарей. В штатном режиме питание нагрузки осуществляется напрямую от электросети, как правило, через помехоподавляющий фильтр. Хотя в тексте стандарта упоминается только переключатель на резервное питание, тем не менее, нормативные документы допускают наличие узлов, осуществляющих фильтрацию и регулирование выходного напряжения ИБП. Преимущество таких источников (резервные ИБП)-это простое техническое решение, а, следовательно, низкая цена и малые размеры. К недостаткам относятся: большое время переключения на питание от батарей (в среднем у современных моделей оно составляет около 4 мс, однако в зависимости от характера нагрузки процесс перехода на резервное питание может затянуться до 10 мс), отсутствие изоляции нагрузки от электросети и невозможность стабилизации частоты выходного напряжения. Кроме того, при работе ИБП в сетях с частыми и значительными отклонениями напряжения от номинального значения батареи эксплуатируются в очень неблагоприятном режиме, вследствие чего срок их службы сокращается. В некоторых случаях, например в офисах, где рабочие станции объединены в локальную сеть, уже помимо защиты от пропадания напряжения необходима защита от понижения или повышения напряжения. Как показывает статистика, пропадание напряжения в сети — явление достаточно редкое. Однако не менее серьезным по своим последствиям, но гораздо более частым событием бывает понижение или повышение напряжения сети (около 50% всех неполадок в сети электропитания). Здесь возникает необходимость в применении Линейно-интерактивных ИБП. Принцип работы интерактивного источника бесперебойного питания (ИБП) полностью идентичен резервному, за исключением ступенчатой стабилизации выходного напряжения посредством коммутации обмоток автотрансформатора. Интерактивный ИБП используется для питания персональных компьютеров, рабочих станций и файловых серверов локальных вычислительных сетей, офисного и другого оборудования, критичного к неполадкам в электросети. Преимущества: - компактность, - экономичность, - шаговая стабилизация выходного напряжения, - синусоидальная форма выходного напряжения. К недостаткам линейно-интерактивных ИБП относится: -отсутствие изоляции нагрузки от электросети, - сложность стабилизации частоты выходного напряжения (для большинства устройств в силу особенностей технического решения реализовать это вообще невозможно), -стабилизация выходного напряжения относительно номинального значения довольно посредственна: типовое значение данного параметра для устройств этого класса составляет не менее 5—7%.

 

Источник бесперебойного питания или ИБП (UPS)

 

Кроме того, линейно-интерактивные ИБП неэффективны при работе на нагрузку с высокой степенью нелинейности. В целом линейно-интерактивные ИБП обеспечивают приемлемый уровень защиты электропитания и служат дешевой альтернативой более сложным системам, предназначенным для работы с чувствительной к неполадкам в электросети нагрузкой. Как правило, мощность выпускаемых устройств составляет от 250 до 10000 В.А. Для нагрузок особой важности необходима 100% уверенность в том, что всё функционирует. ИБП с двойным преобразованием напряжения, позволяют быть уверенным в том, что защита Вас не подведет, даже на долю секунды. Принцип работы он-лайн источника бесперебойного питания (ИБП) построен на двойном преобразовании напряжения: входное напряжение (110В-300В) трансформируется в постоянное при помощи выпрямителя, а затем обратно в переменное при помощи обратного преобразователя (инвертора). Он-лайн ИБП используется для питания файловых серверов и рабочих станций локальных вычислительных сетей, а также любого другого оборудования, предъявляющего повышенные требования к качеству сетевого электропитания. Считается, что схема он-лайн является самым совершенным на сегодняшний день решением, позволяющим полностью защитить нагрузку от всех существующих неполадок электропитания. Преимущества: - полная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов, помехи, генерируемые нагрузкой, не пропускаются обратно в сеть; - питание нагрузки "чистым" синусоидальным напряжением стабильным по величине и форме, как при работе от сети, так при работе от батарей; - переключение на батареи происходит мгновенно, при этом любые переходные процессы отсутствуют. Недостатки ИБП с двойным преобразованием напряжения − скорее продолжение их достоинств: -относительно низкий КПД (около 88%, а у современных устройств — 92—97%), -более высокая по сравнению с ИБП других классов сложность электрических схем, и как следствие, высокая цена. ИБП данного класса обеспечивают самую надежную защиту подключенного оборудования от неполадок в электросети, что компенсирует затраты на его приобретение и установку. Диапазон мощностей выпускаемых устройств очень широк — от 600 В.А до нескольких сотен киловольт-ампер.

 

Источник: WiKi,  internet,  www.paza.md


На главнуюНа главную