On-Line ИБП: логика работы источников бесперебойного питания. Холодный старт ибп это

ИБП холодный старт. Видео, отзывы.

Что собой представляет режим ИБП холодный старт, и что это за устройство, сейчас рассмотрим.

ИБП это прибор для автономной работы техники от аккумулятора, в момент отключения электричества. Его задача:

• преобразовать постоянный ток аккумулятора (12В) в переменный (220В), который подходит для питания техники.

• Автоматически зарядить аккумулятор

• Стабилизация напряжения в сети (ибп лайнинтер. Имеют встроенный релейный стаб)

Виды и описания ИБП:

Показатель	Характеристика
ON-LINE	Правильная синусоида. Относятся к дорогим ИБП. Время перехода в режим работы от аккумулятора составляет сотые миллисекунды. Подходит для чувствительной, дорогой техники, которая боится малейшего скачка напряжения или же полного отключения электричества.
LINE-INTERACTIVE	Правильная синусоида. Средний ценовой сегмент. Переход в режим работы от аккумулятора медленнее чем On-Line, поэтому они нашли свое применение в бытовом сегменте, где используется не такое чувствительное оборудование.
OFF-LINE	ИБП для ПК. Запускаются в ручную

 

- On-Line ИБП используют для дорогой и особо чувствительной к электричеству техники.

 - Line-Interactive подойдет для обычной бытовой техники, которая не является столь чувствительна к электричеству.

Они отличаются временем перехода в режим работы от аккумулятора.

• ИБП малой мощности или же «Розеточные», как их обычно называют, питаются от сети. Они имеют напольное исполнение. Диапазон бесперебойника 250 – 3000 ВА.

•ИБП средней мощности работает от сети. Исполнение напольное, обычно его устанавливают в специально подготовленных залах,  электромашинных помещения и технологических комнатах. От маломощных ИБП отличается наличием встроенного розеточного блока, через который собственно и подключают технику. Диапазон мощности для этого бесперебойника 3 - 40 кВА.

•ИБП большой мощности работает так же от сети. Имеют только напольное исполнение и устанавливаются специальный серверных или электромашинных залах, благодаря своим большим габаритным размерам. Мощность такой модели до 1000 кВА.

ИБП холодный старт – это режим, при котором ИБП работает от батареи при отсутствии напряжения в электрической сети. Таким образом, можно обеспечить работу локальной сети, подняв удаленный сетевой коммутатор.

Купить ИБП вы можете у нас на сайте. Гарантийная поддержка от производителя вам обеспечена, то есть полное обслуживание всех продуктов компании на територии Украины. Отправка осуществляется любыми удобными для вас способами и перевозчиками по всей Украине.

 По вопросам покупки обращайтесь за номером: (044)-5-000-888;

МТС:             066-967-55-03

Киевстар:    067-441-85-51

LIFE :)            063-426-20-21

electromotor.com.ua

логика работы источников бесперебойного питания

Режимы работы источников бесперебойного питания с двойным преобразованием напряжения

On-Line ИБП имеет два основных рабочих режима:

A) Сетевой режим (или Online режим). ИБП работает в этом режиме, когда входная сеть находится в допустимом диапазоне (входной диапазон – см. технические данные ИБП). В этом режиме нагрузка питается по схеме «Входная сеть -> Выпрямитель  -> Инвертор -> Нагрузка». При этом Зарядное устройство работает, аккумуляторные батареи (АКБ) заряжаются.

B) Батарейный (автономный) режим (или режим Onbattery / Battery Mode).ИБП переходит в автономный режим, если входное сетевое напряжение находится за пределами допустимого диапазона (входной диапазон – см. технические данные ИБП). Нагрузка питается по схеме «АКБ -> Инвертор -> Нагрузка». Зарядное устройство не работает, батареи разряжаются.

A) Сетевой режим (или режим Online)

B) Батарейный (автономный) режим (или Onbattery)

 

Переходы между режимами A) и B) осуществляются без прерывания напряжения на выходе (время переключения равно нулю). Переходные процессы отсутствуют.

Замечание: в технических характеристиках входной диапазон обычно обозначатся как «входной диапазон ИБП без перехода на АКБ» или «допустимый диапазон изменения входного напряжения (без перехода на батареи)».

Изначальное включение ИБП рекомендуется проводить, когда сеть в норме, т.е. ИБП начинает работать в сетевом режиме. Также допускается запуск и без сети («холодный» старт или старт от батарей), но при этом надо быть уверенным что АКБ в норме. Рекомендуется не перегружать ИБП, так как большинство нагрузок не стабильны. Рекомендуемая максимальная загрузка ИБП составляет 75%. Необходимо также следить, что бы пусковые токи нагрузки (если таковые есть) не превышали номинальную выходную мощность ИБП.

Внимание! Эксплуатация ИБП без АКБ запрещена, за исключением случая, когда производится замена батарейного комплекта.

 

Помимо двух основных режимов работы ИБП имеет два сервисных режима байпас (bypass):

Они также могут называться аварийным режимом или режимом обслуживания.

С) Режим электронного байпас.Нагрузка питается напрямую от сети по схеме «Входная сеть -> Байпасный управляемый ключ -> Нагрузка»

D) Режим ручного байпас.Нагрузка питается напрямую от сети по схеме «Входная сеть -> Рубильник ручного Байпас -> Нагрузка»

C) Режим электронного байпас

D) Режим ручного байпас

 

Режим электронного байпас (C) активируется с следующих случаях:

• Автоматически при перегрузке.
• Автоматически при неисправности ИБП.
• Автоматически при разряде батарей (по умолчанию).
• Автоматически при внешних проблемах, например, превышении максимальной температуры в помещении.
• Автоматически, если инвертор отключен (по умолчанию).
• Автоматически кратковременно при старте / или самотестировании / (по умолчанию).
• На некоторых ИБП может быть включен вручную кнопками панели управления.

Для активации электронного байпас помимо выполнения одного или нескольких из вышеперечисленных условий требуется ещё чтобы напряжение входной сети находилось в пределах диапазона электронного байпас (обычно находящегося в пределах ±5% ... ±20% от номинального значения).

Рубильник ручного байпас (D) включается в следующих случаях:

• При аварии, техническом обслуживании и другой необходимости.

Переход на ручной байпас производится согласно инструкции ИБП (обычно сначала обязательно отключается инвертор и ИБП переводится в электронный байпас). В противном случае может произойти авария.

Внимание: большинство маломощных ИБП ручного байпаса не имеют!

Замечание: в большинстве ИБП в обоих байпасных режимах (C, D) напряжение по пути от входа к выходу проходит через фильтры, то есть входной (и / или выходной) фильтры продолжают работать.

Замечание: в обоих байпасных режимах (C, D) характерным признаком является то, что выход соединен со входом, минуя все остальные блоки ИБП. При этом незадействованные блоки, например инвертор, могут как работать так и быть отключенными.

 

On-Line ИБП также имеют два дополнительных режима:

E) Режим заряда АКБ с отключенным инвертором (режим может также называться Standby, резервный режим).

Входная сеть в норме, инвертор не работает, зарядное устройство включено, АКБ заряжаются, состояние выпрямителя может быть любым.

В этом режиме возможны два варианта:

• Нагрузка обесточена, так как инвертор и обе линии байпаса отключены − при активации функции «функция блокировки электронного байпаса при выключенном инверторе» – см. подробно ниже.
• Нагрузка запитана по линии электронного байпаса − так работают большинство ИБП по умолчанию.

Замечание: этот режим также может быть также назван «спящим» или «ждущим», но лучше так его не называть, чтоб не спутать с режимом ожидания сети (F) см. ниже.

Замечание: в некоторых ИБП отдельное зарядное устройство отсутствует и его роль выполняет выпрямитель.

E) Режим заряда АКБ с отключенным инвертором

F) Режим ожидания (входной) сети

 

F) Режим ожидания (входной) сети, также может быть назван «спящим» или «ждущим» режимом.

В этот режим ИБП переходит, если пропало входное сетевое напряжение и ИБП отработал положенное время в батарейном режиме, батареи разрядились до установленного минимального порога (энергия батарей исчерпана) и нагрузка была обесточена. Теперь устройство работает в режиме ожидания сети − все силовые блоки в нём отключены, работают только плата управления, центральный процессор (ЦП), экран, ЦП ждет появления входного напряжения.

Возможны два варианта:

• Если сеть появится в течение нескольких часов (или нескольких суток в зависимости от типа АКБ) пока ИБП находится в режиме ожидания сети, то ИБП полностью запустится и перейдёт в обычный сетевой рабочий режим (A).
• Если сеть не появится в течение длительного времени (временной порог зависит от типа АКБ), то ИБП отключится полностью.

Внимание: так же см. Дополнение 1 к данной статье «Логика разряда, автовыключения после разряда, включения при восстановлении входной сети».

Замечание: некоторые ИБП с активированной функцией «полного автостарта» режима ожидания (входной) сети не имеют, то есть после пропадания входной сети и отработки положенного времени в батарейном режиме, ИБП полностью отключается.

 

On-Line ИБП имеют аварийный режим:

G) Аварийный режим работы.ИБП переходит в него, когда какой либо внутренний датчик посылает на ЦП аварийный сигнал, например, превышение температуры, или завышение выходного напряжения инвертора. В этом случае соответствующий силовой аварийный блок отключается, подается звуковая и / или световая сигнализация. При необходимости нагрузка переключается на питание по линии байпас.

Также аварийный режим или аварийная сигнализация может кратковременно активироваться в процессе старта / самотестирования, это нормально.

Внимание: во многих моделях  ИБП аварийная звуковая и световая сигнализации подается следующим образом: горит красный светодиод (Fault), издаётся постоянный звуковой сигнал.

Внимание: если аварийное событие не является существенным, например, незначительная перегрузка (или превышение температуры), то при устранении источника проблемы, например, снижении нагрузки (или температуры в помещении), ИБП автоматически вернется в рабочий режим. Но, при серьёзной аварии (например, была большая перегрузка, при этом сам ИБП не повреждён), агрегат может заблокироваться и для его возврата в рабочий режим необходимо пороизвести полный перезапуск устройства с его отключением.

 

On-Line ИБП имеют следующие режимы старта:

H) Режим стартаЭто переходный (кратковременный) режим, в котором находится ИБП или блок бесперебойного питания в процессе перехода от выключенного состояния к полностью включённому.

Возможные варианты старта:

1. «Холодный» старт. ИБП отключен. Входной сети нет. Вручную запускаем инвертор. ИБП переходит в нормальный батарейный режим.
2. Старт от сети. ИБП отключен. На вход ИБП подаётся напряжение (входная сеть в норме). ИБП переходит в режим заряда АКБ с отключенным инвертором (режим E).
3. Старт инвертора. ИБП находится в режиме заряда АКБ с отключенным инвертором (режиме E). Сеть в норме. Вручную запускаем инвертор. ИБП переходит в нормальный Online режим (A).
4. Автостарт при восстановлении сети. ИБП находится в режиме ожидания входной сети (F). Сеть появилась. ИБП переходит в нормальный Online режим (A).
5. Полный автостарт от сети. ИБП отключен. На вход ИБП подаётся напряжение (входная сеть в норме). ИБП переходит в нормальный Online режим (A), если есть функция полного автостарта.
6. Старт по программе.
7. И другие

Внимание! В режиме старта при наличии сети большинство ИБП временно активируют байпас (нагрузка запитана через электронный байпас). Это типовое поведение большинства моделей ИБП по умолчанию. Однако, при активации функции блокировки электронного байпаса при выключенном инверторе (см. ниже), даже в режиме старта байпас не включится!

Внимание! Если входная сеть в норме, то после выхода ИБП из режима старта возможны два варианта:

1. ИБП переходит в режим заряда АКБ с отключенным инвертором (E), при этом большинство ИБП работают в режиме электронного байпаса (так ведет себя большинство ИБП по умолчанию). Но если активирована функция блокировки электронного байпаса при выключенном инверторе (см. ниже), то байпас не включится, нагрузка обесточена! В любом случае, теперь для полного старта ИБП требуется запуск инвертора кнопками. Так ведет себя большинство ИБП по умолчанию.
2. Если в ИБП активирована функция полного автозапуска при наличии сети (см. ниже), то после выхода из режима старта ИБП автоматически запускает инвертор и ИБП автоматически полностью запускается и переходит в рабочий сетевой режим (A).

Замечание: обычно в этом режиме ИБП проводит самотестирование (см. режим I).

Замечание: некоторые ИБП в этом режиме проводят тест АКБ (cм. режим J).

 

On-Line ИБП имеют режим самотестирования:

I) Режим самотестирования.В этом режиме ЦП проверяет все внутренние блоки ИБП, при обнаружении неисправности даётся соответствующая аварийная сигнализация. В большинстве ИБП режим активируется в процессе старта ИБП. Часто тестирование ИБП и АКБ совмещено.

 

On-Line ИБП имеют режим тестирования АКБ:

J Режим тестирования АКБ.В этом режиме выпрямитель выключается, то есть ИБП принудительно переводится в батарейный режим, нагрузка питается от батарей, по кривой разряда АКБ ЦП делает вывод об исправности АКБ, при необходимости даётся аварийная индикация о неисправных или подлежащих замене батареях.

Замечание: во многих ИБП при успешном завершении теста не выдаётся никаких сообщений, при отрицательном результате выдаются соответствующие сигналы, например, звуковой сигнал, оранжевый светодиод «батарея неисправна» (weak battery) или аналогичное сообщение на экране, загорается знак перечеркнутой батареи и т.д.

Замечание: режим можно активировать принудительно кнопками вручную, с помощью ПО, по специальной внутренней программе ЦП.

Замечание: в некоторых ИБП может быть включено периодическое тестирование АКБ.

Замечание: в некоторых ИБП режим тестирования активируется в процессе старта ИБП или его инвертора, и если тест не прошёл, например, батареи истощены или не подключены, то ИБП не стартует.

 

Дополнение I

1. Логика работы

1.1 Логика разряда, автовыключения после разряда, включения при восстановлении входной сети

Сеть в норме

• ИБП мощностью 1000 ВА / 700 Вт (c АКБ 9-12 Ач) включен вручную.

• Подключена нагрузка. ИБП работает на нагрузку 50% (350Вт) в сетевом режиме. ИБП имеет расчетное время автономии 30 минут.
• Идет заряд батарей. Напряжение плавающего подзаряда на одну 12 В АКБ (float charge voltage) ~ 13.6 ... 13.8В (реже, для некоторых моделей 13.8 ... 14.2 В).
• Сеть пропала, ИБП перешел в батарейный режим.
• ИБП нормально питает нагрузку в батарейном режиме в течение 30 минут.
• По истечение 30 минут выход ИБП отключается (АКБ разряжены, нагрузка обесточена). Это происходит в момент когда напряжение на каждой 12-вольтовой батарее достигло значения 10 В. Это паспортная уставка конца разряда большинства свинцово-кислотных AGM герметичных АКБ. Но сам ИБП продолжает работать, работает плата логики, ЦП, экран. Этот режим можно назвать режимом ожидания сети (F).
• В момент отключения нагрузки напряжение батарей увеличивается до 11-12  В на батарею, так как разрядная мощность резко снизилась с ~360 Вт до примерно 10 Вт (платы логики ИБП 1-3 кВА потребляют 5-15 Вт), поэтому ИБП имеет возможность ещё долго работать.
• В этом режиме ожидания сети (F) ИБП может находиться от нескольких часов до нескольких суток в зависимости от количества и ёмкости АКБ.

Далее возможны два варианта:

• • Если входная сеть появилась когда ИБП находится в режиме ожидания сети, то ИБП автоматически полностью вернётся в нормальный сетевой режим.

Замечание: ИБП может активировать инвертор не сразу а через некоторое время, когда АКБ достаточно зарядятся. Это соответствует заложенной в ЦП программе – ИБП не должен включаться полностью до заряда АКБ и пока не будет гарантировано хотя бы минимальное время автономии. Такой алгоритм защищает ИБП от случаев кратковременного появления и исчезновения  сетевого напряжения и др.

• • Если входной сети нет, то в этом режиме её ожидания ИБП будет находиться (от нескольких часов до нескольких суток в зависимости от количества и ёмкости АКБ) до того момента, когда напряжение на каждой 12-вольтовой АКБ не упадет до значения 10 В (в некоторых ИБП до 7-9 В на батарею). По достижении данного порога ИБП отключится полностью.

• ИБП находится в отключенном состоянии.

• Теперь, если сеть появится, то ИБП полностью включится самостоятельно (даже при сильно разряженных / неисправных / отсутствующих АКБ) только в случае наличия функции автостарта (это опция, см. ниже). В большинстве ИБП этой функции нет по умолчанию, тогда ИБП можно запустить полностью только вручную. При этом большинство ИБП запустятся нормально даже при сильно разряженных / неисправных АКБ. Однако, есть модели устройств с тестом АКБ при старте, которые не запустятся если АКБ неисправны / разряжены ниже нормы / отсутствуют. Обычно АКБ могут сильно разрядиться, если сеть пропала, ИБП отработал время автономии, затем отключился и был оставлен отключенным (без входной сети!) в течение нескольких недель / месяцев.

Замечание: цифры выше приведены примерные / /возможны другие значения

 

1.2 Логика работы в зависимости от частоты входной сети. Входная, выходная частота

Аналогично диапазону допустимого напряжения входной сети ИБП имеет также диапазон допустимой частоты входной сети:

• ИБП работает в сетевом Online режиме (A), когда частота входной сети находится в допустимом диапазоне (см. технические данные ИБП).
• ИБП переходит в батарейный режим (B), если входная сеть находится за пределами допустимого диапазона частотного диапазона (см. технические характеристики ИБП).

В батарейном режиме при отсутствии входной сети частота напряжения на выходе ИБП высоко стабильная (кварцевая стабилизация) за счет отсутствия синхронизации с сетью. Типовое значение точности поддержания частоты составляет для разных типов ИБП составляет от 50 Гц +/-0.05% до 50 Гц +/-0.5%.

В сетевом режиме (A) выходное напряжение ИБП синхронизировано с входным сетевым напряжением, то есть, если частота входной сети находится в допустимом диапазоне, то частота на выходе равна частоте на входе. Синхронизация (равенство фаз и частот) необходимы для безопасного перехода между инверторным и байпасным режимами.

Пример 1: входной диапазон частоты для Mega-Vision 2 кВА: 50Гц ±4 Гц. Частота входной сети 52 Гц. На выходе ИБП имеем 52 Гц. ИБП работает в сетевом режиме (A).

Пример 2: входной диапазон частоты для Mega-Vision 2 кВА: 50 Гц ±4 Гц. Частота входной сети 55 Гц. На выходе ИБП имеем 50 ±0.25 Гц. ИБП работает в батарейном режиме (B).

Замечание: Иногда проблемы с частотой (при синхронизации ИБП с сетью) возникают при питании ИБП различных дизельных генераторов. Убедитесь, что мощность генератора выбрана правильно и его частота и напряжение в норме. Обратитесь в сервисный центр.

Замечание: в некотрых ИБП диапазон допустимой частоты входной сети может быть изменён по запросу.

 

2 Дополнительные функции

2.1 Функция 1: блокировка электронного байпаса при выключенном инверторе

Function 1: деактивация байпасной линии при старте от сети (disabled bypassline when UPS is started with input power)

Пока инвертор не работает, электронный байпас выключен. Байпас также выключен и в процессе старта и тестирования.

Изначально ИБП полностью отключен. Подключаем ИБП к сети. Инвертор всегда выключен! Нагрузка продолжает быть обесточена пока мы не запустим инвертор (или он не запустится автоматически).

Пример когда эта функция необходима:Во входной сети присутствует опасно высокое напряжение 247 Вольт, что является слишком высоким значением. Если байпас включится при включении ИБП (в режиме старта, тестирования, в режиме заряда АКБ с отключенным инвертором), то это может повредить нагрузку, поэтому нужен режим блокировки байпаса чтобы ее обезопасить.

Внимание! В большинстве ИБП эта функция отключена по умолчанию.

Внимание! Даже если эта функция блокировки активирована, то байпас все равно включится при перегрузке, аварии и т.д. Если это недопустимо, то линию байпаса можно отключить полностью от сети, но пользователь должен понимать, что он этим резко снижает безопасность системы.

Замечание: в некоторых ИБП данная функция может быть активирована самостоятельно (например: Pro-Vision Black M).

Замечание: в некоторых ИБП данная функция может быть активирована по запросу.

 

2.2 Функция 2: полное автоматическое включение (автозапуск) при наличии сети

Function 2: полный автостарт ИБП при наличии сети (complete autostart of UPS when mains ok)

Изначально ИБП полностью отключен. Подключаем ИБП к сети. ИБП стартует полностью автоматически сам. Для полного старта ИБП не нужно нажимать кнопки.

Пример когда эта функция необходима:ИБП расположены на удалённых базовых станциях GSM, поэтому невозможно включить ИБП вручную после того как они полностью отключатся (после длительного отсутствия сети), поэтому нужен автостарт.

Внимание! В большинстве ИБП эта функция отключена по умолчанию.

Замечание: в некоторых ИБП функция может быть активирована по запросу, например, в Mega-Vision 1-3 кВА LT.

Замечание: в некоторых ИБП эта функция активирована по умолчанию (Smart-Vision S, Power-Vision старых версий).

 

2.3 Функция установки диапазона электронного байпаса

Линия электронного байпас может активироваться (например, при перегрузке) только, если напряжение входной сети находится в определенном диапазоне (см. технические характеристики ИБП). Например: 220 В ±10%.

Внимание: не путайте данный диапазон линии байпас со входным диапазоном ИБП без перехода на АКБ (см. выше).

Внимание: диапазон напряжения на входе байпас обычно невелик. Это связано с тем, что при переходе байпас <-> инвертор нагрузка должна быть переподключена с напряжения 220 В (инвертор) к линии байпас 220 В ±10%.

Если бы диапазон напряжения на входе байпас был шире, то могли бы возникнуть следующие проблемы:

• Переключение нагрузки с линии 220 В на линию 150 В вызывает опасный бросок тока.
• Питание нагрузки напряжением например 140 В нецелесообразно или даже опасно.

Внимание: на некоторых ИБП этот диапазон можно изменить. Однако, лучше этого не делать без необходимости! Во избежание повреждений ИБП.

 

2.4 Возможность(функция) эксплуатации On-Line ИБП в линейно-интерактивном режиме

Некоторые On-Line ИБП (малой, средней и большой мощности) можно настроить так, чтобы они работали в интерактивном режиме. Это экономит энергию. КПД в сетевом режиме до 95-99%.

В этом случае:

• Если входная сеть в норме, то нагрузка питается по через линию байпас, а инвертор работает в холостом режиме.
• Если параметры входной сети вышли за пределы установленного диапазона байпас, то нагрузка подключается к инвертору.

Внимание! Главным минусом такой системы является ненулевое время переключения между режимами.

Внимание! Далеко не все ИБП позволяют такую настройку.

Замечание: в инструкции ИБП этот режим работы может называться по другому, например, Standby, Ecomode, Eco, режим экономии электроэнергии и др.

Замечание: в большинстве ИБП такого режима нет. В некоторых устройствах, например, N-Power Evo, Pro-Vision Black M, он может быть активирован по запросу.

 

2.5 Режим (функция) Green Mode

Автоматическое отключение ИБП, если нагрузка меньше 50 Вт.

Цель этого режима – экономия электроэнергии, если нагрузка снизилась / отключилась, то ИБП отключается для экономии электроэнергии.

Замечание: в некоторых ИБП этот режим может быть активирован по запросу.

Замечание: опыт эксплуатации ИБП с режимом Green Mode в России привел скорее к отрицательным результатам. Поэтому сейчас по умолчанию во всех ИБП N-Power он отключен.

 

2.6 Функция установки номинального / выходного напряжения ИБП

Стандартами фазного напряжения являются: 110 В, 210 В, 220 В, 230 В, 240 В и др. значения. Возможность изменения номинального / выходного напряжения для всех ИБП различна. Обращайтесь за разъяснениями в сервисный центр. В большинстве моделей ИБП изменить номинальное значение выходного напряжения можно только на заводе по предварительному заказу. В некоторых ИБП выходное напряжение можно изменить самостоятельно (например Master-Vision 1-10 кВА). В некоторых ИБП выходное напряжение может быть изменено по запросу в сервисном центре (например Mega-Vision 1-10 кВА).

Замечание: ИБП N-Power по умолчанию выпускаются в Российском и Европейском стандарте фазного напряжения 220 В, 230 В (для трехфазных моделей соответственно линейное напряжение 380 В, 400 В).

Внимание! Не меняйте настройки выходного напряжения без острой необходимости.

 

2.7 Функция установки номинальной / выходной частоты ИБП

Стандартами частоты являются следующие значения: 50 Гц, 60 Гц.

Возможность изменения номинальной / выходной частоты для всех ИБП различна. Обращайтесь за консультацией в наш сервисный центр. В большинстве случаев изменение возможно только на заводе по предварительному заказу или в сервисном центре N-Power.

Замечание: ИБП N-Power по умолчанию выпускаются в Российском и Европейском стандарте частоты напряжения 50 Гц.

 

2.8 Возможность (функция) эксплуатации On-Line ИБП в режиме стабилизатора / преобразователя частоты

При отключенной байпасной (резервной) линии или блока синхронизации многие ИБП могут работать как преобразователи (например 60 Гц -> 50 Гц) или стабилизаторы частоты. По всем вопросам связанным с этим режимом обращайтесь в сервисный центр N-Power.

 

Дополнение II

Вопрос клиента по Mega-Vision 1000 LT:Понятно, что по вашим требованиям ИБП нельзя эксплуатировать без АБ. Но, хотелось бы понять будет ли включаться инвертор при отсутствии АБ при включении в сеть? Тот же случай если АБ выйдут из строя, что приведет к разряду АБ ниже допустимого уровня. Работает полный старт от сети без АБ или нет, придется проверять самим.

Ответ:

Да для всех малых ИБП завод (инженеры-разработчики) запрещает длительную эксплуатацию ИБП без АКБ т.е. в качестве стабилизатора напряжения. Разрешается эксплуатация ИБП без АКБ до нескольких часов на время замены батарей.Поэтому, при попытке длительной эксплуатации ИБП без АКБ вы лишаетесь гарантии. Включение инвертора, в том числе при плохих / отсутствующих АКБ описано в данной статье выше.

Случаи неисправных или сильно разряженных (даже отсутствующих) АКБ могут быть схожи / неразличимы, поэтому ответ на ваш вопрос «Работает ли полный автостарт от сети при неисправных / сильно разряженных / отсутствующих АКБ в MEV1000LT»: подтверждаю что, ДА (при заказе ИБП с функцией полного автостарта). Исключение составляют тяжёлые неисправности АКБ в результате которых ЗУ не сможет запуститься и выйти в режим «float charge», например, трещина АКБ и вытекание электролита, КЗ на корпус, в этом случае ИБП перейдет в аварийный режим.

Замечание: функция «полный автостарт при наличии сети» отключена в этой модели ИБП во всех текущих поставках. По заказу поставляются ИБП с включенной этой функцией.

 

 

Перечень режимов работы ИБП с двойным преобразованием

Режимы OnLine ИБП:

• A – сетевой режим (или Online режим)
• B – батарейный(автономный) режим (или Onbattery режим)
• С – режим электронного байпас
• D – режим ручного байпас
• E – режим заряда АКБ с отключенным инвертором
• F – режим ожидания (входной) сети
• G – аварийный режим
• H – режим старта
• I – режим самотестирования
• J – режим тестирования АКБ

 

Дополнение I:

1 Логика работы

1.1 Логика разряда, автовыключения после разряда, включения при восстановлении входной сети

1.2 Логика работы в зависимости от частоты вх. сети. Входная, выходная частота.

2 Дополнительные функции:

2.1 Функция 1: блокировки электронного байпаса при выключенном инверторе

2.2 Функция 2: полное автовключение (автозапуск) при наличии сети

2.3 Функция установки диапазона электронного байпас

2.4 Возможность(функция) эксплуатации On-Line ИБП в линейно-интерактивном режиме

2.5 Режим (функция) GreenMode

2.6 Функция установки номинального / выходного напряжения ИБП

2.7 Функция установки номинальной / выходной частоты ИБП

2.8 Возможность (функция) эксплуатации On-Line ИБП в режиме стабилизатора / преобразователя частоты

 

Черновик с изменениями и дополнения к данной статье находиться здесь: logic-28012016.pdf

 

при аварии, обслуживании и при др. необх. Переход на ручной байпас производится согл. инструкции ИБП (обычно сначала обязательно гасится инвертор и ИБП переводится в электронный байпас) иначе м.б. авария.

www.380v.ru

Глоссарий терминов. Раздел источники бесперебойного питания

Функции источника бесперебойного питания

Автоматический By-pass (функция источника бесперебойного питания)Автоматический By-pass (байпас) — это функция автоматического коммутации источника бесперебойного электропитания в режим работы By-pass (в этом режим полезная нагрузка коммутируется напрямую от внешней электросети). Режим автоматического перехода на By-pass начинает работать при перегрузке источника бесперебойного питания, разряде батарей источника бесперебойного питания, в ситуациях, когда источник не может обеспечить полезную нагрузку нормальным электропитанием.

Гальваническая развязка (функция источника бесперебойного питания)Гальваническая развязка — это коммутация, при которой отсутствует прямое соединения через токопроводящую среду. Гальваническая развязка источника бесперебойного питания осуществляет защиту полезной нагрузки от высоковольтных импульсов и электрических помех

Горячая замена батарей (функция источника бесперебойного питания)Горячая замена батарей — это функция источника бесперебойного питания, позволяющая осуществлять замены АКБ без выключения источника бесперебойного питания.По английски режим горячей замены называется hot-swap.

Защита локальной сети (функция источника бесперебойного питания)Защита локальной сети — это функция источника бесперебойного питания, позволяющая осуществить защиту локальной сети от высокочастотных импульсов и других электрических помех.Для осуществления этой функции на ИБП устанавливаются разъема RJ-45.

Защита от перегрузки(функция источника бесперебойного питания)Защита от перегрузки — это функция источника бесперебойного электропитания, позволяющая отключать нагрузку в случае превышения мощности подключаемой нагрузки.

Сухие контакты (функция источника бесперебойного питания)«Сухие контакты» — функция источника бесперебойного питания, позволяющая осуществлять обмен данными для управления внешними устройствами. Эта функция дает возможность включать ИБП в различные системы электропитания.

Холодный старт (функция источника бесперебойного питания)«Холодный старт» — функция источника бесперебойного питания, позволяющая осуществлять включение ИБП от АКБ при отсутствии тока в электросети.

Параметры источника бесперебойного питания

Активная мощность (параметр источника бесперебойного питания)Активная мощность — это мощность, рассчитанная по нагрузке без учета реактивных элементов.Единицей измерения активная мощности источника бесперебойного питания является Ватт.

Время зарядки (параметр источника бесперебойного питания)Время зарядки АКБ источника бесперебойного питания до рабочего уровня зарядки.Под временем зарядки обычно производители источников бесперебойного питания понимают время для заряда АКБ до уровня 90 %. Обычно период зарядки источника бесперебойного питания находится в диапазоне 1—50 часов.

Время переключения на батарею (параметр источника бесперебойного питания)Время переключения на батарею — это время, которое требуется на перевод полезной нагрузки из режима работы от электросети в режим работы от АКБ. В течении этого времени наблюдается кратковременный провал в питании. Чем меньше этот параметр — тем лучше. Обычно время переключения на батарею источника бесперебойного питания находится в интервале от 0 до 20 мс

Время работы при полной нагрузке (параметр источника бесперебойного питания)Время работы при полной нагрузке — это время работы источника бесперебойного питания от АКБ при подключении максимальной полезной нагрузки.

Интерфейс Ethernet 10/100 (функция источника бесперебойного питания)Интерфейс Ethernet 10/100 — функция источника бесперебойного питания, позволяющая осуществлять получение и передачу данных ИБП с помощью компьютера, подключенного по сети.

Интерфейс RS-232 (функция источника бесперебойного питания)Интерфейс RS-232 — функция источника бесперебойного питания, позволяющая осуществлять настройку режимов работы ИБП и передачу информационных сообщений с помощью компьютера.

Интерфейс USB (функция источника бесперебойного питания)Интерфейс USB — функция источника бесперебойного питания, позволяющая осуществлять последовательный интерфейс для реализации передачи данных. Для осуществления этой функции ИБП снабжается USB разъемом. Коэффициент нелинейных искажений (параметр источника бесперебойного питания)Коэффициент нелинейных искажений источника бесперебойного питания определяет степень различия формы входного и выходного сигнала. Идеальной формой выходного сигнала источника является «Чистый синус».

Коэффициент полезного действия (параметр источника бесперебойного питания)Коэффициент полезного действия источника бесперебойного питания определяется как отношение значения выходной мощности ИБП к мощности, потребляемой ИБП из внешней электросети.

Полная мощность(параметр источника бесперебойного питания)Полная мощность определяется как сумма активной и реактивной мощности. Полная мощностьопределяет максимальную величину нагрузки источника питания.Единицей измерения полной мощности является ВА.

Стабильность выходного напряжения (параметр источника бесперебойного питания)Стабильность выходного напряжения источника бесперебойного питания определяется отклонением значения выходного сигнала ИБП от установленного номинального значения. Для электропитания специального оборудования, электромеханического оборудования необходимо использовать источник бесперебойного питания с высоким показанием стабильности выходного напряжения.

Типы источников бесперебойного питания

ИБП с двойным преобразованием (тип источника бесперебойного питания) ИБП с двойным преобразованием - тип источника бесперебойного питания, в котором питание на вход инвертора осуществляется одновременно от АКБ и встроенного выпрямителя тока. Такая технология обеспечивает отсутствие даже кратковременного провала электропитания при пропадании напряжения в сети.

Линейно-интерактивные (line-interactive) тип (тип источника бесперебойного питания) Линейно-интерактивные тип - тип источника бесперебойного питания, который позволяет использовать ток пониженного и повышенного напряжения, а в случае отсутствия напряжения внешней сети переходит на питание от АКБ, при этом при переходе на АКБ возникает кратковременный провал питания нагрузки.

Резервный тип (OFF-LINE)(тип источника бесперебойного питания)Резервный тип - тип источника бесперебойного питания, при котором в случае пропадания электроэнергии в сети или существенного снижения напряжения в сети ИБП переходит на питание от АКБ. При этом достаточно быстро происходит разряд АКБ.

bast.ru

Как выбрать источник бесперебойного питания (ИБП)

Приветствую друзья! В этом поcте разговор пойдет от выборе ИБП для защиты своего компьютера. Я ранее довольно долго работал в компьютерной сфере, поэтому немного в этом разбираюсь. Мои друзья часто просят меня проконсультировать в том или ином вопросе когда необходимо купить оргтехнику, поэтому думаю что мои советы пригодятся всем читателям моего блога.

Не секрет что мы живем в такой стране где частенько возможно отключение электричества без предупреждения, либо возможны перепады напряжения, особенно это актуально для жителей частного сектора, где очень часто вместо стандартного напряжения 220 Вольт, напряжение опускается ниже 180 Вольт. 

Источником бесперебойного питания (далее ИБП) называется устройство позволяющее подключенному к нему оборудованию работать при отключении электрического тока в сети. Так же ИБП позволяет стабилизировать электропитание (при наличии внутреннего стабилизатора).

Типы ИБП

1. Off-Line (резервный) — самый простой вариант ИБП используемый для защиты персональных компьютеров и офисных рабочих станций. Принцип работы следующий — при пропадании электропитания либо при его изменении за зону нормированного значения (например если напряжение опустилось ниже 170 Вольт, либо стало выше 240 Вольт), ИБП автоматически переключает работу подключенных устройств на встроенные аккумуляторы. При подачи электроэнергии либо выравнивании его в сети, ИБП обратно переключается на режим работы от сети. Недостатком таких устройств является довольно долгое время переключения и отсутствие стабилизации, т.е. если напряжение «плавает» на входе, оно полностью повторяется на выходе. Но у них есть плюс в высоком КПД и малом нагреве.
2. Line-interactive (Линейно-интерактивный) — практически тоже самое что Off-Line, за исключением наличия в них стабилизатора напряжения, который позволяет держать оптимальным выходное напряжение (не «плавает» на выходе). ИБП хороших брендов позволяют на выходе выдавать синусоиду в отличии от Off-Line, на выходе которых в лучшем случае трапеция. Время переключения на аккумуляторы у них меньше чем у Off-Line за счет более сложной схемы (синхронизация входного напряжения).
3. On-Line (Он-Лайн) — ИБП предназначенные для защиты дорогого серверного оборудования и других устройств предъявляющих повышенные требования к электропитанию. Это так называемый корпоративный вариант. На выходе у такого ИБП чистая синусоида и время переключения равно нулю. Это достигается за счет двойного преобразования тока. Сначала переменное напряжение преобразуется в постоянное, затем происходит обратный процесс и на вход подключенного оборудования поступает идеальное напряжение.

Для домашнего варианта вполне подойдут первые два варианта ИБП.

Параметры ИБП

Какие же основные параметры надо учитывать когда выбираете ИПБ?

Мощность

Это самый важный параметр, на который надо обратить внимание. Если вы купите ИБП, рассчитанный на меньшую мощность, чем все подключенные к нему устройства, считайте что выкинули деньги на ветер.  В этом случае при первом же сбое электропитания ваш ИБП не отработает свою функцию и не переключится на аккумуляторы, а просто отключится отрубив все ваши устройства.

Как же выбирать нужную мощность ИБП? Определим какие устройства будем подключать к ИБП и суммируем их мощность. Как минимум к ИБП подключаются системный блок с монитором, затем можно подключить колонки, сетевое оборудование, внешний жесткий диск (если у него внешнее питание). Ни в коем случае не подключайте лазерный принтер, т.к. пиковая мощность при разогреве печки может достигать 1-2кВА, что в несколько раз может превысить мощность ИБП. Это приведет к отключению ИБП.

Давайте примерно посчитаем суммарную мощность планируемых к подключению устройств. Первым делом надо заглянуть в паспорта устройств, но как правило эти книжечки теряются в скором времени после покупки. Из опыта могу сказать средний системный блок потребляет 400 Вт, монитор 30 Вт, роутер и колонки суммарно 20 Вт, т.е. всего получается 500 Вт. 

Важно! Мощность ИБП производители всегда указывают в VA (вольт-ампер). Для того чтоб привести к ваттам, надо применить коэф. равный 0,7. Т.е. если на ИБП написано 500VA то мощность, которой он сможет обеспечить оборудование будет составлять 350 Вт (500*0,7=350). Для нормальной работы ИБП желательно надо иметь запас 25%. Расчет показывает что для оборудования суммарной мощностью 500 Вт необходим ИБП мощность 900 ВА.

Автономная работа

Этот параметр напрямую зависит от мощности ИБП и подключенного к нему оборудования. Чем выше мощность ИБП и меньше суммарная мощность оборудования тем дольше можно работать. Как правило для домашнего компьютера ИБП должно обеспечивать время работы 10-20 минут. В дальнейшем это время будет уменьшаться из-за износа аккумуляторов, среднее время жизни которых составляет 2-5 лет (зависит от частоты перехода режима работы ИБП на аккумуляторы). 

Розетки

В офисных и бытовых ИБП используют компьютерные розетки (IEC 320), что не очень удобно т.к. сетевой кабель для подключения к таким розеткам идет только с монитором. Проблему можно решить приобретением сетевого фильтра. Я рекомендую обратить внимание на ИБП с обычными розетками (Schuko CEE 7). Это немного дороже но очень удобно, можно подключить любое устройство. Обратите внимание у каждого ИБП есть два типа выходных розеток. Первый блок розеток идет от аккумуляторов, они собственно основные, второй блок используются в качестве фильтра. 

Холодный старт

Данная опция позволяет подать питание на оборудование при отсутствии электричества.

Интерфейс и ПО

Многие современные ИБП оборудуются интерфейсом USB и комплектуются программным обеспечением. Это необходимо для корректного выключения компьютера без участия пользователя при отключении электроэнергии. Постоянно запущенная программа фиксирует напряжение в сети и управляет работой ИБП.

Еще несколько советов при выборе ИБП: обязательно поинтересуйтесь о наличии авторизованного сервисного центра (АСЦ) в вашем населенном пункте и не путайте ИБП со стабилизатором. Стабилизатор отключится как только пропадет питание в сети. Надеюсь мои советы помогли в выборе ИБП. Бесперебойной всем работы!

 

Жду Ваших комментариев. Подписывайтесь на обновления блога. Буду благодарен, если Вы поделитесь этим постом в социальных сетях!

 

Рекомендую прочитать похожие статьи:

Новости блога Получай обновления первым!

Согласен (-на) с политикой конфиденциальности и обработки персональных данных

leonov-do.ru

ИБП с переключением (Off-line UPS)

На рисунке 8 представлена блок-схема реального (или, по крайней мере, более похожего на реальный ИБП с переключением. В ней появились новые элементы, по сравнению со схемой, придуманной нам во второй главе. Входной фильтр импульсов и фильтр шумов улучшают форму кривой напряжения пр работе от электрической сети. Схема анализа сети и управления определяет моменты переключении режимов работы ИБП, следит за разрядом батареи и выполняет другие полезные функции.

Режимы работы ИБП с переключением

ИБП с переключением может находиться в двух основных режимах работы

Работа от сети

На режиме работы от сети (нормальная работа) напряжение от входа ИБП поступает к фильтру импульсов, шунтирующему очень короткие, наносекундные высоковольтные импульсы (они могут, например, возникать при ударе молнии рядом с линией электропередач). Далее основной поток мощности следует к фильтру шумов, ослабляющему присутствующие в сети радиочастотные (100 кГц-10 МГц) колебания. После фильтра напряжение через переключатель поступает на выход ИБП, к нагрузке. От фильтра импульсов часть мощности поступает к выпрямителю, который в этом ИБП выполняет только одну функцию: зарядного устройства. Батарея на режиме работы от сети получает зарядный ток, если она разряжена, или поддерживается в заряженном состоянии под так называемым плавающим потенциалом. Инвертор ИБП с переключением во время работы от сети находится в состоянии ожидания команды на включение. Его подключение к работе подготавливается непрерывным слежением за фазой сетевого напряжения. Когда блок анализа напряжения сочтет сетевое напряжение «неправильным» (а этот критерий, вообще говоря, разный для разных моделей ИБП), ИБП переключается на режим работы от батареи. Инвертор ИБП начинает питать нагрузку напряжением, разряжая батарею. Для работы подключенного к ИБП оборудования очень важно, чтобы напряжение, генерируемое инвертором, было синфазно (т.е. совпадало по фазе) с напряжением сети.

рис.10 переключение ИБП с переключением с режима работы от сети на режим работы от батареи (а - д) и обратно

На рис. 10 приведены осциллограммы переключения (для хорошего ИБП) с режима работы от сети на режим работы от батареи и обратно. Осциллограмм сеть-батарея несколько, поскольку переключение происходит в случайный момент времени (когда пропадает напряжение в сети), а вид осциллограммы, как видно на рисунке, зависит от фазы напряжения в момент переключения. Осциллограмма батарея сеть приведена только одна, поскольку это переключение происходит всегда при одной фазе

напряжения. На рисунке видно, что напряжения до и после переключения синфазные: длительности полупериодов после переключения равны длительностям полупериодов после переключения. Более того, даже полупериод, во время которого произошло само переключение, имеет такую же длительность.

Работа от батареи

На режиме работы от батареи переключатель подключает к выходу ИБП инвертор, который запускается по команде блока анализа сети. Запуск инвертора происходит таким образом, чтобы фаза колебаний,вырабатываемых инвертором и фаза синусоиды только что исчезнувшей сети совпадали. Подзарядка батареи на этом режиме как правило не происходит (если даже в сети есть напряжение, то оно слишком мало, чтобы заряжать батарею). Схема анализа сети постоянно находится в работе и, если напряжение сети становится нормальным, переключает ИБП на режим работы от сети. Батарея поддерживает работу нагрузки в течение некоторого времени, которое зависит от мощности нагрузки, номинальной емкости батареи, ее возраста и заряженности. После исчерпания заряда батареи, схема управления ИБП, которая следит за разрядом батареи, подает команду на отключение нагрузки. Если через некоторое время напряжение в сети становится нормальным, ИБП с переключением возвращается в режим работы от сети и начинает подзаряд своей батареи. Переключение на режим работы от сети происходит не сразу после восстановления напряжения.

Вспомним, что переключение ИБП на режим работы от батареи происходило так, чтобы напряжения инвертора и сети были синфазными. Для этого начальная фаза инвертора «подгонялась» под фазу сетевого напряжения в момент его пропадания или уменьшения ниже предельного уровня. При переключении с режима работы от батареи на режим работы от сети тоже нужно постараться сделать напряжения синфазными. Но мы лишены возможности регулировать фазу сетевого напряжения (или, вернее, это слишком сложно и дорого). Поэтому синхронизация сетевого напряжения с выходным напряжением инвертора происходит по другому. За счет того, что частота инвертора не совпадает с частотой сети (пусть даже на сотую часть Герца), происходит непрерывное изменение разности фаз между напряжением инвертора и напряжением сети. В момент, когда фазы напряжений совпадут, схема анализа сети подает команду на переключение. Срабатывает переключатель, подключающий нагрузку к сети, а инвертор отключается.

Теперь рассмотрим подробнее работу отдельных элементов ИБП

Выпрямитель

Функции выпрямителя у этого типа источников бесперебойного питания ограничиваются только автоматическим зарядом батареи и поддержанием ее заряда. Как правило зарядные устройства реализуют традиционный I-U алгоритм заряда. При полностью разряженной батарее выпрямитель заряжает ее постоянным током. Величина этого тока (в амперах) обычно выбирается численно равной от 1/4 до 1/15 номинальной емкости батареи (в ампер-часах). После достижения напряжения на батарее примерно 2.27 В на элемент аккумулятора или 13.8 В на 12-ти вольтовый аккумулятор (для свинцовых батарей) выпрямитель переходит на режим стабилизации напряжения. При этом напряжении батарея не разряжается и не заряжается. Поддержание батареи под «плавающим потенциалом» или

«напряжением плавающего заряда» позволяет компенсировать саморазряд батареи и не допустить ее перезаряда. Напряжение плавающего заряда поддерживается на батарее постоянным все время, пока ИБП включен. Многие ИБП продолжают заряд батареи, даже если их сетевой выключатель находится в положении «Выключено». Это позволяет поддерживать батарею в заряженном состоянии, если ИБП не используется.

Температурная компенсация напряжения плавающего заряда, как правило не предусмотрена. Это не является серьезным недостатком для ИБП этого типа по двум причинам.

Во-первых ИБП с переключением имеют небольшую мощность (не более 1.5 кВА) и низкий уровень шума. Поэтому их, как правило, устанавливают в непосредственной близости от защищаемого компьютера (т.е. в помещении с нормальной температурой).

Во-вторых, они имеют высокий КПД. Вследствие этого температура находящейся внутри корпуса батареи почти не отличается от комнатной и температурная компенсация в большинстве случаев не нужна. Время заряда разряженной на 50% батареи до достижения 90% заряда изменяется от 6 до 15 часов для разных моделей ИБП. Несколько подробнее параметры зарядных устройств рассмотрены в главе 9.

Батарея

ИБП с переключением оснащаются батареями на основе необслуживаемых свинцовых кислотных аккумуляторов. Только отдельные образцы ИБП этого типа (в основном малоизвестных производителей) имеют другие батареи (например никель-кадмиевые). Напряжение батарей для разных моделей ИБП изменяется от 6 до 48 В при емкости от 6 до примерно 20 ампер-часов. Увеличение времени автономного режима за счет установки дополнительных батарей для ИБП этого типа как правило не предусматривается, хотя есть и исключения. Зарядные устройства хороших ИБП очень аккуратно обращаются с батареей. Поэтому ресурс батарей ИБП ведущих производителей зависит только от условий эксплуатации (см. главу 9) и изменяется от 3 до 6 лет.

Инвертор

В ИБП с переключением используются транзисторные инверторы. Выходное напряжение инвертора имеет вид прямоугольных импульсов с паузами. Обычно производители ИБП называют этот тип колебаний «ступенчатым приближением к синусоиде» и заявляют, что для всех типов нагрузки такое напряжение практически эквивалентно синусоидальному. Для того, чтобы это было так (или хотя бы почти так), некоторые параметры прямоугольных колебаний, определяющие их величину и форму, должны совпадать с соответствующими параметрами синусоиды (см. главу 8). Практически это почти никогда не соблюдается. Длительность паузы между положительным и отрицательным импульсами и

амплитуда напряжения может быть совершенно разной для ИБП разных производителей. Кроме того она еще может изменяться у одного и того же ИБП при изменении напряжения на батарее и нагрузки. Для компьютерных нагрузок и для электропитания других электронных устройств, оснащенных импульсными блоками питания, неправильная длительность паузы не имеет никакого значения.

Возможность применения ИБП с переключением для защиты других потребителей (например с трансформаторными блоками питания) вообще говоря не совсем очевидна заранее и требует подробного анализа в каждом конкретном случае. Но обычно этот вопрос решается положительно.

Схема управления ИБП и анализа сети

В основном ИБП с переключением управляются чисто аналоговыми схемами, хотя в последние годы идет процесс постепенного перехода на микропроцессорное управление даже такими простыми приборами, как ИБП с переключением. Схема анализа сети измеряет среднее выпрямленное значение напряжения сети и выдает команды на переключение с режима на режим в зависимости от его величины. Когда напряжение сети падает или пропадает совсем, схема анализа сети подает команду на переключение ИБП на режим работы от батареи. Если напряжение становится выше, ИБП снова начинает работать от сети. Для устойчивости работы ИБП на режиме, ИБП должен иметь небольшой (обычно несколько вольт) гистерезис характеристики переключения. Следовательно, если переключение с режима работы от сети на режим работы от батареи производится, например, при напряжении 185 В, то обратное переключение должно происходить при напряжении 188-192 В. Некоторые старые российские ИБП в силу схемных особенностей в случае неправильной регулировки на заводе (т.е. брака) могут не иметь такого гистерезиса. Это приводит к тому, что если сетевое напряжение принимает граничное значение, то ИБП начинает непрерывно переключаться с сети на батарею и обратно. Нескольких минут работы в таком режиме достаточно для разрушения контактов переключающего реле. Большинство ИБП с переключением реагируют только на снижение напряжения, т.е. переключаются на работу от батареи при достижении напряжением сети некоторого граничного значения в диапазоне 200-160 В. Только некоторые ИБП с переключением реагируют также и на повышение напряжения, т.е. переключаются на работу от батареи при достижении сетевым напряжением некоторого граничного значения в диапазоне 250-290 В.

Эта функция ИБП безусловно полезна. Однако если вы используете ИБП с переключением для защиты персонального компьютера с импульсным блоком питания, то она не всегда является безусловно необходимой. Хорошо спроектированные импульсные блоки питания работоспособны при очень высоких напряжениях. Схема управления ИБП следит за состоянием батареи ИБП. Когда батарея разряжается полностью (напряжение на элементе свинцовой кислотной батареи 1.7-1.75 В) блок управления снимает напряжение с нагрузки. Это необходимо для предотвращения глубокого разряда батареи. К сожалению большинство ИБП даже после отключения нагрузки продолжают расходовать энергию батареи для питания небольшой части своей схемы. Ток разряда батареи в этом случае очень мал, но если разряд продолжается долго, то батарея достигает состояния глубокого разряда, после которого ее можно только выбросить. Поэтому, если ИБП сам отключил нагрузку в результате разряда батареи (а напряжение в сети не появилось), ИБП следует немедленно выключить, и включать только после появления напряжения в сети.

Желательно выключать компьютер или другую нагрузку ИБП любого типа заранее, не доводя до автоматического отключения. Это позволит заметно увеличить ресурс батареи и (что еще важнее) сохранить часть заряда батареи для следующего сбоя питания.

Переключатель

Для переключения ИБП с режима работы от сети на режим работы от батареи используются быстродействующие реле. Время срабатывания таких реле составляет примерно 2-5 мс. Это позволяет обеспечить полное время реакции ИБП на сбой электрической сети 3-6 мс, включая сюда и время обнаружения сбоя.

Блоки питания первых персональных компьютеров (и особенно первых клонов ПК) были довольно чувствительны к разрыву электропитания. Для защиты некоторых из них могли использоваться только on-line ИБП, не имеющие разрыва электропитания. Современные компьютеры не так чувствительны.

Согласно независимым исследованиям (в том числе проведенным компьютерными журналами) компьютеры ведущих производителей, таких, как IBM, Compaq могут выдерживать разрывы электропитания длительностью 50-100 мс и более. Ассоциация производителей компьютеров производственного назначения (CBEMA) рекомендовала производителям компьютерного оборудования предусмотреть возможность работы своей техники с разрывами электропитания длительностью не менее 8.3 мс. Эта рекомендация действительна для США, где напряжение в сети имеет частоту 60 Гц (8.3 мс равны длительности половины периода синусоиды частотой 60 Гц). Соответствующая рекомендация для Европы (в том числе для России) должна предусматривать допустимую длительность разрыва питания 10 мс.

Согласно российскому стандарту (см. главу 1) компьютеры должны выдерживать полное отключение напряжения на время не менее 20 мс (компьютеры группы I по устойчивости к воздействию). Если производитель компьютера претендует на соответствие его оборудования группе II того же стандарта, то компьютер должен выдерживать полное отключение напряжения длительностью 100 мс. Опыт эксплуатации многих тысяч ИБП с переключением в России показывает, что компьютеров, которые не выдерживали бы разрыв электропитания 2-4 мс в России нет или, во всяком случае, крайне мало. Во всяком случае я о них никогда не слышал.

Некоторые ИБП с переключением, разработанные в России, имеют разрыв электропитания длительностью до 15-20 мс. Тем не менее мне только однажды пришлось видеть компьютер, который не мог выдержать такой разрыв.

Фильтр импульсов

Для уменьшения амплитуды высоковольтных импульсов в ИБП с переключением используются фильтры, основной (а чаще всего единственной) частью которых является металл-оксидный варистор.

Варистор включают параллельно входу ИБП. Если напряжение на входе ИБП находится в пределах допустимого, варистор имеет большое внутреннее сопротивление и не влияет на работу ИБП и его нагрузки. Практически он работает как конденсатор небольшой емкости. Если на вход ИБП поступает импульс и напряжение на входе ИБП превышает некоторое предельное (обычно 400-600 В), внутреннее сопротивление варистора резко уменьшается и он шунтирует (замыкает) вход ИБП. При этом большие (до нескольких килоампер) импульсные токи протекают через варистор, не поступая в ИБП и не повреждая подключенное к нему оборудование. Непосредственно на выходе варистора во время подавления импульса могут возникать переходные процессы с импульсными напряжениями порядка нескольких десятков вольт. Эти импульсы затем ослабляются фильтром шумов, а в некоторых моделях ИБП специальной цепью.

Максимальное напряжение импульса, которое выдерживает варистор, обычно превышает 3000 В (т.е. соответствует стандарту IEEE 587 категория A) и для некоторых моделей может превышать 6000 В (в соответствии с категорией В того же стандарта).

Максимальные импульсные токи, которые могут безопасно протекать через варистор составляют 2000-6000 А. Естественно варистор размером со среднюю монету не может долго выдерживать протекание таких больших токов. Наиболее важной характеристикой варисторной защиты является максимальная энергия импульса, которую варистор может безопасно поглотить. Производители ИБП не всегда указывают эту величину. Обычно она изменяется от 80 до 500 Дж для ИБП разных мощностей и производителей. Соответственно длительность импульса, который способен поглотить варистор, при максимальном токе 6000 А составляет единицы или десятки микросекунд. Варисторная защита от импульсов относится к частям ИБП, имеющим принципиально ограниченный ресурс. При нормальной работе варисторы постепенно «выгорают» в результате поглощения даже небольших импульсов. Ресурс варисторной защиты невозможно определить однозначно. Он зависит от типа используемого варистора, количества и суммарной энергии поглощенных им импульсов, использования в схеме ИБП дополнительных средств подавления импульсов и т.д.

Характерный срок службы варисторной защиты видимо можно определить в 1-4 года в зависимости от модели ИБП и условий эксплуатации. Следует иметь в виду: ИБП с варисторной защитой и без гальванической развязки не предназначены (что бы не заявляли их производители) для работы в действительно жестких условиях (на заводах с мощным оборудованием, подключенным в одну сеть вместе с компьютерами, в полевых условиях, особенно при работе с плохими дизельными генераторами, в локальных сетях большой протяженности, расположенных в разных зданиях и т.д.).

В случае, если на варистор поступает импульс, энергия которого превышает предельное значение, характерное для текущего состояния варистора, варистор выходит из строя. После этого входная цепь ИБП может остаться закороченной. Это иногда приводит к разрыву корпуса варистора. Разрыв сопровождается громким хлопком (и короткое замыкание иногда снимается). Конкуренты производителей ИБП с переключением радостно злорадствуют: их ИБП взорвался!

Фильтр шумов

Для фильтрации шумов используются R-C или L-C фильтры, свободно пропускающие низкочастотные колебания с частотой близкой к 50 Гц и оказывающие заметное сопротивление распространению колебаний намного более высокой частоты. Как правило производители не приводят подробные характеристики фильтров, а иногда просто указывают: «ИБП производит постоянную фильтрацию шумов». По разрозненным данным фирм производителей можно сделать вывод, что для лучших ИБП с переключением подавление шумов достигает 30-45 дБ для частот 1-10 МГц.

Для большинства устройств видимо характерно подавление шумов 8-30 дБ на частотах 100 кГц-10 МГц.

Порт для связи с компьютером

Многие ИБП с переключением, мощность которых превышает 300 ВА, имеют один порт для связи с компьютером. Эти порты предназначены для передачи простейших сигналов к компьютеру и получения аналогичных сигналов от него к ИБП. Типичный набор сигналов (которым дело, как правило, и ограничивается) соответствует стандарту Novell или IBMAS400. Он включает следующие сигналы, подаваемые ИБП:

• ИБП работает от сети;
• ИБП работает от батареи;
• батарея разряжена.

От компьютера к ИБП может поступить только один сигнал: на выключение нагрузки и самого ИБП.

В последнее время некоторые ИБП имеют последовательный порт USB вместо RS232. Характер передаваемых в порт сигналов при этом не изменяется.

Индикатор режима работы и сигнализации

На панели ИБП с переключением при работе от сети обычно светится зеленый светодиод. Иногда он имеет маркировку «Сеть» или «Line». В некоторых моделях ИБП он встроен в клавишу включения. На ИБП с жидкокристаллическим дисплеем режим работы ИБП индицируется также на дисплее. Переключение ИБП на режим работы от батареи у некоторых моделей сопровождается прекращением свечения зеленого светодиода или изменением его цвета на красный. Кроме того во время работы от батареи ИБП периодически (раз в 5-30 секунд) издают звуковой сигнал. У большинства моделей ИБП есть клавиша отключения звукового сигнала. Работа этой клавиши как правило блокируется (т.е. звуковой сигнал снова включается), если батарея ИБП подходит к определенной степени разряда. У некоторых моделей ИБП эту степень разряда можно изменить с помощью настроечных переключателей. При достижения упомянутой степени разряда батареи некоторые модели ИБП меняют тон или длительность звукового сигнала (например он может начать звучать непрерывно). Одновременно ИБП, оснащенный портом для связи с компьютером, подает компьютеру сигнал «батарея разряжена». В случае, если к ИБП подключена слишком большая нагрузка, большинство ИБП подают продолжительный звуковой сигнал и отключают напряжение от нагрузки. На некоторых ИБП имеется автоматический предохранитель, являющийся следующей ступенью защиты от перегрузки. И, наконец, есть ИБП, которые реагируют на перегрузку молчаливым перегоранием плавкого предохранителя. К счастью у большинства из них он доступен пользователю (например может находиться во входной розетке).

Большинство ИБП с переключением мощностью 250 ВА плохо работают с компьютерами и мониторами, имеющим большой стартовый заброс тока (более 3-5 для разных моделей ИБП). Включение компьютера, подключенного к ИБП может вызвать сигнал перегрузки (а у некоторых моделей перегорание предохранителя), сопряженный со снятием напряжения с компьютера. Короче говоря, ваш компьютер не включается с первого раза. В этом случае вы должны выключить компьютер и ИБП и повторить включение. Второе включение компьютера (если оно следует за первым с паузой не более секунды) обычно бывает успешным.

Пульт управления

На передней панели большинства ИБП с переключением расположен один сетевой выключатель. В подавляющем большинстве случаев это единственный элемент пульта управления. На некоторых ИБП имеются также кнопка «тест». Ее нажатие приводит к принудительному переключению ИБП на работу от батареи. Эта клавиша очень полезна. Ее наличие очень упрощает регламентную проверку работоспособности батареи ИБП. Такую проверку (без клавиши «тест» ее можно проводить, вынимая вилку ИБП из сетевой розетки) нужно проводить примерно 1 раз в месяц. Клавиша отключения звукового сигнала, имеющаяся на некоторых ИБП, позволяет после переключения ИБП на работу от батареи некоторое время поработать на компьютере не отвлекаясь постоянно из-за писка ИБП.

На некоторых ИБП имеется также клавиша, инициирующая «холодный» запуск ИБП (см. раздел «Дополнительные возможности ...»).

Характеристики ИБП с переключением

Мощность

Каждая из солидных фирм-производителей ИБП с переключением выпускает ряд ИБП одной и той же серии разных мощностей. Наименее мощные ИБП имеют мощность 250 ВА, наиболее мощные – мощность 1250 ВА. Каждая из фирм выбирает свой ряд мощностей, исходя видимо из соображений маркетинга своей продукции. Наиболее часто встречается ряд 250, 400, 600 ВА. В последние годы многие фирмы увеличили минимальную мощность БП до 300 ВА. Ограничение максимальной мощности этих ИБП объясняется трудностями, связанными с переключением электропитания чувствительного оборудования под нагрузкой. В момент переключения возможно образование дуги между электродами. Борьба с этим явлением требует специальных и не дешевых мер.

КПД

ИБП с переключением имеют максимально возможный для ИБП коэффициент полезного действия. На основном рабочем режиме (работа от сети) ИБП расходует энергию только для подзаряда батареи и

питания схемы управления. Схема потребляет не более 1-2% номинальной мощности. На заряд полностью разряженной батареи расходуется еще 5-10% номинальной мощности ИБП. Таким образом при нагрузке 100% от номинальной и заряженной батарее ИБП с переключением имеет КПД 98-99%. При нагрузке 50% от номинальной и разряженной батарее его КПД примерно равен 90%.

Время работы от батарей

ИБП с переключением обычно ориентированы на кратковременную работу от батареи. Времени работы от батареи должно быть достаточно для корректного завершения работы программ и закрытия файлов. Обычно при полной (номинальной) нагрузке ИБП, имеющий полностью заряженную новую батарею работает от батареи 6-15 минут. Если нагрузка меньше номинальной, то время работы ИБП от батареи увеличивается. Зависимость времени работы от нагрузки нелинейная: время работы увеличивается быстрее уменьшения нагрузки. Эта зависимость несколько подробнее обсуждается в главе 8 применительно ко всем типам ИБП.

Подключение дополнительных аккумуляторов к таким ИБП не предусматривается. Тепловой режим ИБП с переключением рассчитан таким образом, чтобы ИБП мог работать работать от батареи только ограниченное время. Попытки подключения внешних аккумуляторов могут привести к выходу ИБП из строя.

Холодный старт

Большинство ИБП с переключением включаются только, если на их входе есть напряжение, и оно находится в пределах допустимого. Если на входе ИБП нет напряжения, или оно находится вне допустимых пределов, ИБП не включается. Некоторые ИБП имеют так называемый «холодный старт», т.е. имеют возможность включения при отсутствии напряжения в сети. Обычно для реализации этой функции нужно нажать какую-либо клавишу одновременно с включением сетевого выключателя ИБП. Эта функция не всегда описана в руководстве для пользователя ИБП. Например для очень распространенных Back-UPS фирмы APC (кроме модели на 250 ВА), выпускавшихся до 1998 года, для «холодного старта» нужно включить сетевой тумблер, одновременно удерживая клавишу отключения звукового сигнала (отмеченную колокольчиком). Наличие этой функции весьма полезно, так как дает возможность запустить на несколько минут ваше оборудование (компьютер, телефон или факс) даже

если в сети нет напряжения. «Холодным стартом» не следует злоупотреблять, поскольку этот режим является весьма напряженным для ИБП.

Рекомендуется пользоваться «холодным стартом» в правильной последовательности: сначала запустить ИБП, и только через 5-10 секунд после этого включить ваше оборудование. За это время ваш ИБП выйдет на режим, находясь в щадящих условиях холостого хода. Батарея за это время практически не разрядится по той же причине (нет нагрузки) и полное время работы от батареи останется практически тем же, как было бы в случае, если вы включили бы компьютер или другую вашу нагрузку сразу.

Преимущества ИБП с переключением

Основное, и почти единственное, преимущество ИБП с переключением – это низкая цена. Цена ИБП с переключением в Москве изменяется от 0.1 до 0.3 доллара за вольт-ампер мощности. Другое преимущество ИБП с переключением – высокий КПД, само по себе не имеет определяющего значения, поскольку КПД других типов ИБП тоже довольно велики. И вообще, КПД для ИБП не главная характеристика. Тем не менее есть одно имеющее значение следствие высокого КПД – это низкое тепловыделение внутри корпуса. Из-за низкого тепловыделения эти ИБП не требуют принудительного охлаждения (с помощью вентиляторов) и, следовательно, меньше шумят. На режиме работы от сети хорошие ИБП с переключением практически бесшумны. Шум от работы инвертора присутствует только во время работы ИБП от батареи (т.е. всего несколько минут) и тоже не слишком слышен (опять же у хороших ИБП). Низкий уровень шума позволяет устанавливать ИБП с переключением непосредственно рядом с защищаемым компьютером.

Недостатки ИБП с переключением

ИБП с переключением во время работы от сети обеспечивают компьютерам защиту только от слабых возмущений электрической сети. Можно сказать, что их фильтры «чистят чистое». Эта особенность ИБП с переключением делает возможным их применение только в условиях «хорошей» электрической сети, в которой время от времени случаются отключения электропитания . Вообще можно сказать (не сильно погрешив против истины): ИБП с переключением защищают только от одного вида сбоя электропитания: полного отключения напряжения. Не следует использовать эти ИБП при работе в условиях промышленного предприятия или в других случаях, когда в единую электрическую сеть включены компьютеры и мощное промышленное оборудование (станки, лифты, даже большие копировальные аппараты). Возможность применения ИБП с переключением в больших локальных сетях, расположенных в нескольких разных зданиях, каждый раз требует специального подтверждения.

Как правило в таких условиях требуется использовать ИБП с гальванической развязкой, которой лишены ИБП с переключением. Из-за не синусоидальности выходного сигнала и наличия разрыва электропитания, при переключении ИБП при с режима работы от батареи на режим работы от сети всегда наблюдается не слишком гладкий переходный процесс (см. рис. 10). При неблагоприятной фазе

сетевого напряжения в момент переключения, блок питания персонального компьютера не сможет полностью сгладить скачок напряжения. В результате на материнскую плату компьютера будет подан

импульс, амплитуда напряжения которого может достигнуть 400 мВ. Вследствие этого не рекомендуется использовать эти ИБП в ответственных случаях: для защиты файловых серверов, узловых коммуникационных компьютеров, компьютеров с очень дорогими данными, дорогих периферийных устройств типа цветных сканеров большого формата и т.д.

Сфера применения ИБП с переключением – защита отдельных персональных компьютеров, рабочих станций небольших локальных сетей, дешевых периферийных устройств, работающих в условиях обычного офиса. ИБП с переключением хороших производителей отлично работают в этих условиях. Сотни тысяч ИБП с переключением, уже установленных в России, доказывают это.

Глава 3 Книги: Источники бесперебойного питания без секретов.

Автор А.А. Лопухин.

noveg.ru

Введение в источники бесперебойного питания

Необходимость использования ИБП 

Российский стандарт электропитания; причины появления и типы помех в энергосети; их последствия для пользователей современных электроприборов.

Невозможно представить себе нашу сегодняшнюю жизнь без электричества. Универсальность в применении, дешевизна, простота транспортировки потребителю сделали электроэнергию неотъемлемым атрибутом окружающего мира. Использование электроэнергии стало настолько обыденным, что мы уже не обращаем внимания на свою зависимость от электричества. Только личное столкновение с перебоями в сети электропитания или их последствиями (застрявший между этажами лифт, потеря информации в компьютере, недосмотренный телесериал) заставляет нас на время вспомнить об этом.

Упрощенно процесс производства и транспортировки электроэнергии выглядит следующим образом: на электростанциях механическая, тепловая, атомная или другая энергия превращается в электрическую, по линиям электропередач передается к потребителям и непосредственно перед источниками ее потребления преобразуется в нужный стандарт.

В России стандарт бытового электропитания следующий: действующее напряжение 220 В ± 10%, частота 50 гц ± 2%, коэффициент несинусоидальности - длительно до 8% и кратковременно - до 12% (см. ГОСТ-13109-97). Таким образом, напряжение в сети должно менять свое значение по синусоиде с периодом 1/49 -1/51 сек., находиться в пределах 198 В - 242 В и отличаться по форме от идеальной синусоиды не более чем на 8%.

Все электроприборы рассчитаны на работу от сети, удовлетворяющей требованиям стандарта, и любой пользователь должен обеспечить соблюдение условий их эксплуатации. В противном случае продавцы и производители электроприборов не будут нести ответственность за качество их работы. О возмещении косвенного ущерба, вызванного неправильным функционированием электрооборудования, речи вовсе быть не может (достаточно почитать в любом гарантийном соглашении пункт об ограничении ответственности производителя).

К сожалению, по различным причинам характеристики электрической сети, питающей ваше оборудование, не являются стабильными. Все отклонения величины или формы подаваемого напряжения от требований стандарта принято называть искажениями либо помехами. Причины, вызывающие эти искажения в электропитании, условно можно разделить следующим образом:

• Субъективные: относящиеся к локальным особенностям построения и эксплуатации электросети - изношенность оборудования в системе энергоснабжения России, перегрузка сетей из-за недостатка средств на их развитие, плохое качество работ или ошибки персонала при управлении и ремонте сетей и т. д. Пример: отключение питания в здании электриком городской сети для ремонта центрального щита. Предупреждение, как обычно, забыли написать, либо сразу после его появления на доске объявлений оно было заклеено предложениями о работе за СКВ.
• Объективные: объясняющиеся базовыми физическими законами функционирования электрических сетей - воздействие на электросеть различных потребителей энергии в моменты их работы, включения или отключения. Пример: при запуске холодильника все лампочки в квартире на мгновение "пригасают". Эффект объясняется тем, что в момент включения любой электромотор вызывает кратковременное "короткое" замыкание сети.
• Форс-мажорные: вызванные действием непреодолимой силы или их последствиями - удары молний в элементы электросети, обрывы ЛЭП при стихийных бедствиях и др. Пример: внезапный выход из строя электроприбора с возникновением "короткого" замыкания и, как следствие, обесточиванием участка сети.

Основными типами помех, влияющими на работу электрооборудования, являются: импульсные высоковольтные броски, выбросы напряжения, длительное падение напряжения, интерференция, кратковременное повышение или понижение напряжения, нестабильность формы напряжения, полное отключение электропитания.

Некоторые из этих помех легко фиксируются "невооруженным" взглядом - трудно, например, не заметить полное отсутствие питания, для того, чтобы отметить другие, человеку требуются специальные приборы.К сожалению, электрооборудованию, подключенному к "грязной" электросети, никакие приборы для фиксации помех не требуются. Его внутренние схемы ежесекундно испытывают перегрузки, вызванные искажениями электросети. Часть помех компенсируется внутренними блоками питания и схемами защиты электроприбора, не сказываясь на его работе немедленно, а лишь сокращая срок его эксплуатации. Другие оказывают губительное влияние на работу прибора мгновенно, выводя его из строя либо временно нарушая его нормальное предсказуемое поведение.

В принципе с этим можно было бы смириться как с необходимым злом, ведь, во-первых, выше головы не прыгнешь (не строить же свою электростанцию), а во-вторых, ничто не вечно, в том числе и срок службы оборудования, да к тому же не каждый день "горят" электроприборы, подключенные непосредственно к городской электросети.

Применение такой логики не всегда оправдано, поскольку современное сложное электронное оборудование само по себе весьма дорого (и наиболее подвержено губительному воздействию помех по входному напряжению), кроме этого, от его нормального бесперебойного функционирования зачастую зависят жизнь человека (медицинские системы жизнеобеспечения), благосостояние отдельных людей и больших групп (компьютеры банков и страховых обществ, офисные ЛВС и системы управления производством), безопасность имущества (охранные и противопожарные системы), результаты длительного труда больших коллективов (научные приборы и системы баз данных), комфорт и оперативность работы (системы связи) и многое другое.

К счастью, в настоящее время существует оборудование и подходы, позволяющие спроектировать и создать автономные локальные системы бесперебойного энергоснабжения, обеспечивающие независимость потребителей электроэнергии от помех в обычной энергосети. В зависимости от класса оборудования и конфигурации такие системы в состоянии нейтрализовать либо все, либо только определенный набор помех. На Западе это оборудование обозначается аббревиатурой UPS (Unineraptble Power System или Supply). В России нет устойчивого названия, в литературе встречаются такие названия, как АБП, БИП, ББП, ИПБ, ИБП и др. В дальнейшем мы будем придерживаться термина ИБП (источник бесперебойного питания) и СБП (система бесперебойного питания).

Современный уровень технологии и качества используемого в этих системах оборудования позволяет затрачивать на их закупку и эксплуатацию суммы, несравнимые с потерями, которых они позволяют избежать. Применение таких систем с финансовой точки зрения подобно страховке, с той разницей, что при правильном построении системы страховой случай никогда не наступает.

Выводы:

• Все существующие электроприборы рассчитаны на питание от сети, соответствующей стандарту.
• По разным причинам в энергосети постоянно возникают искажения. Искажения в энергосети губительно сказываются на функционировании электроприборов. Чем сложнее оборудование, тем больше оно подвержено влиянию искажений в электросети.
• Существует возможность создания автономных сетей бесперебойного энергоснабжения. Затраты на их внедрение и эксплуатацию несравнимы с величиной потерь, которых они позволяют избежать.

Классификация ИБП

Классы ИБП; их сравнительные характеристики при работе в различных режимах.

Отличительные особенности существующих классов ИБП могут быть нагляднее всего оценены при рассмотрении поведения источника в различных режимах работы. Ниже перечисляются эти режимы и основные факторы, требующие внимания:

• Питание нагрузки при наличии напряжения во входной сети. Это основной режим работы любого ИБП. Для случаев, когда напряжение отсутствует большую часть времени, использование отдельно стоящего ИБП является плохим решением, и здесь уже требуются дополнительные источники электроэнергии, например дизель-генератор. При работе от сети источник выступает для нагрузки ограничителем и фильтром сетевых помех, а в некоторых классах, еще и стабилизатором напряжения. От защитных свойств, демонстрируемых ИБП, напрямую зависит качество работы и срок службы запитанного от него оборудования. Любая нагрузка всегда рассчитана на питание от номинального напряжения с небольшими отклонениями. Питание нагрузки от пониженного напряжения также вредно, как и от повышенного.
• Питание нагрузки при работе от встроенных аккумуляторов. При полном отключении питания или выходе напряжения в сети за определенный диапазон (чрезмерном повышении или понижении) любой ИБП переходит на работу от встроенных батарей. В этом случае переменный ток генерируется из постоянного, получаемого от аккумуляторных батарей. Форма и стабильность генерируемого напряжения является основополагающей характеристикой ИБП при работе от батарей. Идеальной формой выходного сигнала является гладкая синусоида.
• Переход на аккумуляторы и обратно.

Любой ИБП имеет диапазон входного напряжения, при котором он способен работать без перехода на аккумуляторы. Другой основополагающей характеристикой является время перехода на аккумуляторы и обратно. В этот момент большинство классов ИБП не в состоянии обеспечить непрерывность выходного сигнала. Чем шире диапазон допустимого входного напряжения, тем реже ИБП переходит на аккумуляторы, желательно также, чтобы время этого перехода было как можно меньше.

Все имеющиеся в настоящий момент на рынке ИБП условно можно разделить на три класса:

ON-LINE, OFF-LINE (от англ. термина "вне линии") или Standby ("дежурные").

Принцип работы таких источников понятен из названия - нагрузка (т. е. ваш потребитель) через некий сетевой фильтр напрямую связан с городской электросетью. При отключении входного напряжения ИБП OFF-LINE переходит на питание нагрузки от встроенных аккумуляторов. К недостаткам этих устройств следует отнести:

- отсутствие хорошей фильтрации и стабилизации выходного напряжения; -даже при незначительных падениях и бросках напряжения ИБП переходит в режим работы от встроенных аккумуляторов;

- время перехода на аккумуляторы и обратно (период непредсказуемых последствий) 5-20м/сек;

- в некоторых ситуациях время переключения может утраиваться;

- большинство моделей при работе от аккумуляторов не воспроизводят на выходе напряжение синусоидальной формы.

ГИБРИДНЫЕ (Line-interactive, Ferroresonant, Тriport и мн. др.). Принцип действия в основном аналогичен OFF-LINE, но с целью подавления некоторых видов помех и улучшения работы потребителей при длительном падении или повышении напряжения в этих источниках используются различные дополнительные устройства ("бустеры", "кондиционеры линий" и др.). Для подчеркивания конструктивных особенностей своих приборов производители таких ИБП употребляют различные родовые термины, зачастую вводящие пользователей в заблуждение. По сути же все они относятся к одному классу. Недостатки ГИБРИДНЫХ ИБП те же, что и уOFF-LINE, кроме этого, их регулирующие напряжение узлы могут порождать устойчивые искажения выходного сигнала и непредсказуемые переходные процессы. Возможно, в скором времени некоторые типы ГИБРИДНЫХ ИБП полностью выйдут из употребления из-за несовместимости со стандартом IЕС 555.

ON-LINE (от англ. термина "в линию").

Принцип работы: ИБП преобразует 100% поступающего к нему на вход переменного тока в постоянный (т. н. выпрямление), а затем выполняет обратное преобразование. Внутренние узлы таких ИБП всегда работают "в линии" между входом, запитанным от обычной сети, и выходом, питающим ответственную нагрузку. Это своего рода электростанция, преобразующая всю поступающую на вход "грязную" энергию в "чистую", т. е. свободную от помех и каких-либо искажений, и поэтому идеально подходящая для питания сложных потребителей . ИБП класса ON-LINE обеспечивают прецизионную стабилизацию величины и формы выходного напряжения и полную фильтрацию любых помех, возникающих в электросети. Кроме этого, как правило, они корректируют КМ (коэффициент мощности) нагрузки, снижая таким образом ток потребления от сети, благодаря чему не нужно устанавливать более мощные защитные автоматы и применять провода увеличенного сечения, чем в случае применения ИБП других классов. При их переходе на аккумуляторные батареи полностью отсутствуют переходные процессы у выходного электросигнала.

Если попытаться проанализировать эти классы, то можно увидеть, что такая характеристика, как время перехода на аккумулятор, присутствует только у ИБП классов OFF-LINE и ГИБРИДНЫХ. Типовое значение времени перехода на аккумулятор у этих классов составляет 4-5 м/сек (согласно рекламным материалам). Однако следует иметь в виду, что это верно лишь при обрыве входной линии. В случае, когда входное напряжение исчезает за счет короткого замыкания на входе или отключения питания на трансформаторной подстанции, оно может увеличиться в 4-6 раз. Теоретически современные компьютеры способны выдержать без мгновенных последствий единичный перерыв в питании продолжительностью до 15 м/сек, но с более длительными перерывами уже приходится считаться, особенно неприятные последствия могут произойти, если компьютеры связаны в ЛВС.

В OFF-LINE и ГИБРИДНЫХ ИБП выходное напряжение при работе в автономном режиме имеет, как правило, прямоугольную или ступенчатую формы. Многие ошибочно полагают, что форма выходного напряжения не важна для компьютерной нагрузки, но коэффициент нелинейных искажений (КНИ) у такого напряжения может достигать 50% или 30% соответственно. В рекомендациях специалистов МЭКа (Международной Электротехнической Комисии), однако, говорится, что выходное напряжение должно иметь гладкую синусоидальную форму, а в отдельных статьях даже указывается, что КНИ не должен превышать 5%. При работе от сети OFF-LINE и ГИБРИДНЫЕ ИБП никак не корректируют КНИ напряжения и Км нагрузки, а в некоторых случаях даже ухудшают его.

Такое понятие, как стабильность выходного напряжения у ИБП OFF-LINE, вообще отсутствует, так как выходное напряжение всегда равно входному, если источник не работает от аккумуляторов. Как правило, диапазон входного напряжения у OFF-LINE без перехода на аккумуляторы равен 187-264 В. Поэтому точно так же будет изменяться и выходное напряжение. У ГИБРИДНЫХ ИБП диапазон входного напряжения несколько шире, как правило, 176-264 В, а выходное напряжение при этом изменяется в пределах 187-264 В. Расширение нижней границы входного диапазона обусловлено так называемым бустером. Фактически бустер представляет собой автотрансформатор с отводами, который ступенчато или поднимает выходное напряжение, или снижает его. Таким образом, говорить о стабилизации напряжения ГИБРИДНЫМИ ИБП также не приходится.

ИБП класса ON-LINE с двойным преобразованием энергии (иногда - даже с тройным), во-первых, не имеют времени перехода на аккумуляторы (оно равно нулю), так как выходному инвертору абсолютно все равно, откуда получать энергию, от выпрямителя или от аккумулятора. Таким образом, при переходе на аккумулятор или обратно выходная синусоида не имеет разрывов или каких-либо других искажений. Во-вторых, форма выходного напряжения всегда синусоидальная и не зависит от формы, частоты и величины входного напряжения, и, следовательно, электромагнитная совместимость этих ИБП неизмеримо выше, чем OFF-LINE и ГИБРИДНЫХ. В-третьих, выходное напряжение и частота всегда стабильны и также не зависят ни от формы, ни от частоты, ни от величины входного напряжения.

ИБП OFF-LINE. Некоторые эксплуатационные характеристики устройств этого класса, помимо конструктивных ограничений, объясняются также задачами, стоящими перед разработчиками и производителями таких ИБП. Попытка минимизировать габариты и вес источников (создать "ИБП на ладони"), а также жесточайшая ценовая конкуренция часто заставляют их действовать по принципу "экономия на всем", включая качество применяемых батарей и электронных компонент схем управления.

ИБП ON-LINE. Описанные выше принципы построения ИБП ON-LINE имеют, помимо перечисленных, еще множество чрезвычайно полезных для пользователя следствий, например:

   - Гальваническая развязка

Высококачественные ON-LINE, за исключением особо малых, ИБП обычно имеют так называемую гальваническую развязку, т.е. в них отсутствует замкнутая электрическая цепь между входом и выходом (т.обр. электроцепи "до" и "после" прибора не связаны проводниками между собой), что существенно улучшает помехоустойчивость защищаемого оборудования.

   - Ресурс аккумуляторов

Стоимость аккумуляторов составляет 40-50% от стоимости ИБП класса ON-LINE. Ресурс аккумуляторов, как известно, определяется количеством циклов заряд-разряд, температурой окружающей среды, оптимальностью зарядного и разрядного тока и их периодическими "тренировками". Количество циклов заряд-разряд определяется диапазоном входного напряжения - чем он шире, тем реже ИБП переходит в автономный режим. На сегодняшний день самым широким диапазоном входного напряжения обладают ON-LINE ИБП POWERWARE. Наиболее комфортная температура для аккумуляторов 20-25¦С, при понижении снижается их емкость, при повышении увеличивается их саморазряд и уменьшается ресурс, поэтому при переходе ИБП POWERWARE в автономный режим, когда в результате происходящих химических процессов в аккумуляторах они начинают разогреваться, скорость вращения встроенных вентиляторов увеличивается. Оптимизация зарядного и разрядного тока выполнена в них аппаратными средствами, а чтобы осуществлять тренировку аккумуляторов в ИБП POWERWARE, встроен таймер, который каждые 28 дней включает аккумуляторы на внутреннюю нагрузку, определяя их емкость, после этого производится автоматический подзаряд батарей. Если емкость батарей ниже 75% первоначальной, пользователь получает соответствующее предупреждение. Благодаря этому ресурс аккумуляторов в ON-LINE ИБП POWERWARE составляет не менее 10 лет.

    - Режим Ву-Раss

Ву-Раss представляет собой режим, при котором нагрузка питается непосредственно от внешней сети через фильтр, в некоторых моделях еще и через трансформатор гальванической развязки, находящиеся в ИБП. Различают Ву-Раss автоматический и ручной.

Автоматический Ву-Раss включается при перегрузках ИБП, например при включении нагрузки, пусковая мощность которой в 3 - 7 раз выше номинальной, при отказах, возникающих внутри источника, при перегреве и т.п. Без автоматического Ву-Раss невозможно построение резервируемых систем бесперебойного питания. При резервировании входы ИБП и Ву-Раss должны быть раздельными. Вход основного ИБП питается от сети, а вход Ву-Раss от стоящего в горячем режиме резервного. В случае отказа основного ИБП он автоматически переключается в Ву-Раss и нагрузка получает питание от резервного. Существуют и другие архитектуры систем бесперебойного питания, в которых необходимо наличие автоматического Ву-Раss. Ручной Ву-Раss необходим при ремонтах, регламентных работах, производимых с ИБП, для обеспечения непрерывности в питании нагрузки. Таким образом, наличие режима Ву-Раss позволяет экономить на мощности ИБП (выбирать ИБП без учета пусковой мощности защищаемого оборудования), повышает надежность, обеспечивает гибкость при создании сложных систем бесперебойного питания, создает удобства при обслуживании и ремонте ИБП.

- Холодный старт

Холодный старт - это режим автономного запуска ИБП при отсутствии напряжения во входной сети. Далеко не все ИБП имеют такую возможность. "Холодный старт" обеспечивает дополнительные удобства, например возможность срочно передать факс или вывести какой-либо файл на принтер при отсутствии напряжения в сети.

следовательно:

- ИБП ON-LINE - идеальная защита для нагрузки даже в такихкритических ситуациях, как удары молний или статические разряды в элементы электросети. В этом случае все воздействие возникающего электрического пика принимает на себя выпрямитель ИБП, а нагрузка продолжает получать чистое питание без помех и сбоев.

- Нагрузка, запитанная через ИБП класса ON-LINE, не может быть выведена из строя или повреждена путем "электродиверсии" (целенаправленного воздействия на электроприбор или группу приборов через внесение специально подобранной последовательности возмущений в питающую их электросеть).

- ИБП ON-LINE является единственной абсолютно надежной защитой от попыток считывания информации с компьютера путем анализа его обратного воздействия на электросеть.

Из-за высоких технических показателей источники класса ON-LINE в последнее время некоторые производители, не владеющие соответствующими технологиями, а также их торговые партнеры выдают свои ГИБРИДНЫЕ источники за ON-LINE. Основополагающим признаком, отличающим все ИБП этого класса, является следующий: если весь поступающий на вход источника ток, независимо от режима работы, претерпевает как минимум двойное преобразование (переменный ток-постоянный-переменный), тогда ИБП относится к классу ON-LINE, иначе - нет.

Основные выводы:

• Наилучшим выбором с точки зрения защиты от помех в электросети и по другим потребительским качествам являются ИБП класса ON-LINE.
• Основополагающим признаком ON-LINE является обязательное двойное (иногда тройное) преобразование напряжения.

Определение мощности и конфигурации ИБП

Определяющими величинами для выбора конкретной конфигурации источника являются полная мощность оборудования в вольт-амперах (VА) и необходимое время автономной работы. Следующие рекомендации относятся к ИБП, независимо от их класса.

1. Определите перечень защищаемого оборудования.

2. Определите мощность каждой единицы оборудования. Необходимо определить так называемую полную мощность в вольт-амперах. Полная мощность - это вся мощность, потребляемая электроприбором, она состоит из активной мощности и реактивной мощности, которая частично возвращается в сеть питания, а частично уходит в электромагнитное излучение прибора. Таким образом, часть полной мощности всегда расходуется вхолостую, а нагрузки можно различать по соотношению активной и полной мощностей, которое характеризуется коэффициентом мощности Км. Типичными видами нагрузок, различающихся по этому соотношению, являются активно-индуктивная, активно-емкостная, линейная, нелинейная и другие. Мощность прибора указывается либо в технической документации, либо на задней стенке его корпуса. Может указываться или активная мощность, или полная. Активная мощность всегда указывается в ваттах (W), полная - в вольт-амперах (VА). Если мощность не указана, то указывается напряжение питания в вольтах и потребляемый ток в амперах, тогда полная мощность S в вольт-амперах равна S = Uпит. Х Iпотр. Для компьютерных нагрузок полная мощность S в вольт-амперах и активная мощность Р в ваттах связаны между собой коэффициентом, приблизительно равным 1.4, т.е. S =1.4 X Р. Для определения соотношения полной и активной мощностей для других типов нагрузки следует проконсультироваться со специалистами по соответствующему оборудованию.

3. Определите суммарную полную мощность всего оборудования путем сложения полных мощностей его отдельных единиц.

4. При небольшом количестве оборудования (приблизительно до 20 единиц) для обеспечения высокой надежности мощность закупаемого ИБП должна превышать на 20-30% суммарную полную мощность потребления. При подключении к одному мощному ИБП большего количества единиц оборудования запаса мощности обычно не требуется, так как часть оборудования всегда оказывается отключенной.

5. Исходя из задач, решаемых вашим оборудованием, и из качества электросети задайтесь временем автономной работы ИБП - на аккумуляторе при перерыве в сети питания.

6. Зная мощность ИБП и время автономной работы, выберите необходимый тип и конфигурацию ИБП. Выбрав модель нужной мощности, определите количество и типы внешних батарей, необходимых для обеспечения нужного времени автономной работы. Если оказалось, что выбранная модель даже с максимально возможным количеством внешних батарей не обеспечивает требуемого времени автономной работы или мощность ИБП превышает 6 кVА, для оптимизации выбора обращайтесь за консультацией к специалистам.

7. При необходимости информационного подключения ИБП к компьютерам обратитесь к специалистам для выбора способа подключения и программного обеспечения.

 Публикуется с разрешения компании "Копитан"

Твитнуть Назад в раздел

www.dnk.ru

---

• 
  Ширина шва это
• 
  Ширина шва это
• 
  Стабилизатор напряжения для морозильной камеры
• 
  Резервное питание частного дома от аккумулятора
• 
  Блок питания на
• 
  Схема ресанта 220
• 
  Что можно сделать из алюминия
• 
  Как влияет на величину остаточных деформаций увеличение сварочного тока
• 
  Как варить электросваркой потолочный шов
• 
  Дефекты сварных соединений и швов
• 
  Как гнуть