система бесперебойного питания. Система бесперебойного питания
Источник бесперебойного питания (ИБП). Виды. Работа. Как выбрать
Для того чтобы обезопасить электроприборы от перебоев, возникающих в электросети, используется источник бесперебойного питания. Намного выгоднее раз купить такой аппарат, чем постоянно ремонтировать вышедшую из строя технику или покупать новую. Существует различие ИБП по мощности, размерам, наличию дополнительных функций.
Виды ИБП
Мощность системы, защищаемой от перепадов напряжения, может быть разной, поэтому при совершении выбора ИБП, надо обязательно учитывать этот параметр. Если необходимо защитить только компьютер, то нет смысла покупать дорогой и мощный ИБП, так как он не будет использовать свои возможности и станет дополнительным потребителем электроэнергии. Для домашнего компьютера будет достаточно прибора мощностью менее 1 кВА, тогда как для офиса, где есть много периферийных устройств, такое решение не подойдет.
Если общая подключенная мощность будет выше мощности ИБП, то он просто выключится, соответственно выключится и все оборудование. Мощность прибора будет влиять и такие его характеристики, как вес и габариты. Их также надо учитывать, чтобы была возможность установить аппарат в выбранном месте, и он вам не мешал.
Чтобы выбрать источник бесперебойного питания по мощности, надо сложить мощности всех подключаемых приборов и добавить к ней 20-30% запаса. Это позволит добавлять или убирать некоторое оборудование и не будет влиять на работу бесперебойника.
Существует три вида ИБП:- Оффлайн (Standby). Это самый простой прибор, который представляет собой сетевой фильтр с преобразователем напряжения и имеет небольшую батарейку. Такое оборудования способно обеспечить работу подключенных приборов, после отключения напряжения на 3-25 минут. Этого вполне достаточно, чтобы сохранить информацию и отключить компьютер.
- Линейно интерактивный (Line-Interactive). Это наиболее распространенное оборудование. В нем установлена система автоматического контроля напряжения, которая включает батарею не только при отключении питания, но и при скачках напряжения.
- Онлайн (On-Line). Это самый эффективный ИБП, но и стоимость у него самая высокая. Он имеет сложную конструкцию: трансформатор, инвертор, выпрямитель напряжения. В этом случае нет задержек при и переключении на батарею. Такое оборудование является профессиональным и используется для защиты серверов и корпоративных сетей.
Устройство ИБП
Устройство бесперебойника будет отличаться у разных его видов. Если говорить об упрощенной его схеме, то такое оборудование состоит из аккумулятора и специальных устройств, компенсирующих перепады напряжения в сети. В его составе есть выпрямитель, инвертор и фильтр, у некоторых моделей может быть Bypass (обход).
Главным элементом, независимо от того, какой тип ИБП, будет аккумуляторная батарея. Именно от ее мощности будет зависть то, сколько времени после отключения электроэнергии сможет работать подключенное оборудование. Обычно источник бесперебойного питания имеет свинцово-кислотные батареи. Их параметры: напряжение 12 В и емкость 7-9Ач. Такие батареи герметичные и не обслуживаются. Самые простые офф-лайн модели имеют всего один аккумулятор, тогда как в мощных приборах их намного больше. Могут быть и гелиевые батареи, если срок службы у свинцово-кислотных 6-10 лет, то у гелиевых 10-15 лет.
Принцип работы
Источник бесперебойного питания имеет следующий принцип работы: когда в сети исчезает напряжение или его параметры выходят за допустимые пределы, а также происходит перекос фаз и изменение частоты, он автоматически переключает питание подключенного оборудования от своего аккумулятора. Батарея питает инвертор, который преобразует ее постоянное напряжение в переменное.
Некоторые ИБП имеют программное обеспечение, что позволяет дистанционно контролировать уровень заряда аккумулятора и напряжение на выходе прибора. В случае, когда компьютер или сервер питаются от ИБП и уровень заряда его батареи становится критичным, то происходит завершение используемых программ и отключение всех приборов.
Применение бесперебойников
- Защита подключенного оборудования от небольших и непродолжительных перебоев питания в электросети.
- Снижение шумов и фильтрация импульсных возмущений, возникающих в сети.
- Энергоснабжение подключенных устройств на протяжении определенного времени.
- Защита от перегрузок и короткого замыкания.
- Возможность автоматически отключать подключенное оборудование при длительных отключениях электроэнергии, а также перезагрузка его, после восстановления питания.
- Контроль и отслеживание основных параметров прибора, и его работоспособности.
- Отображение на дисплей параметров ИБП и параметров питающей сети.
- При наличии внештатных ситуаций, автоматическая сигнализация.
- Наличие таймера позволяет настраивать параметры отключения и включения подключенных приборов.
Кроме защиты компьютера, источник бесперебойного питания может использоваться для защиты различной бытовой техники.
Как выбрать источник бесперебойного питания
ИБП может устанавливаться на одно рабочее место, для офиса или для большой серверной станции. При его выборе учитывается время, которое необходимо для корректного отключения оборудования. Для одного компьютера будет достаточно линейно-интерактивного ИБП. Он обеспечивает работу компьютера на протяжении времени, которого достаточно, чтобы корректно завершить работу и уберечь компьютер от выхода из строя.
Для офиса или серверной станции, лучше всего приобретать он-лайн ИБП, которые могут обеспечивать работу подключенного оборудования на протяжении длительного периода времени.
Совершая выбор ИБП, изучите его паспортные данные и выбирайте мощность, которая обеспечит необходимое время автономной работы. Нельзя самостоятельно устанавливать дополнительные аккумуляторы, если это не предусмотрено для указанного прибора.
Для защиты не только компьютера, но и данных, надо использовать ИБП с программным обеспечением. Оно позволяет контролировать состояние сети и при длительных сбоях, открытые программы и все данные автоматически сохраняются, поэтому не происходит потеря информации.
Удобно, когда ИБП имеет не одну, а несколько розеток, что позволяет подключать сразу несколько потребителей. Наличие световой и звуковой индикации будет сигнализировать о переходе работы на автономный режим. Еще более удобно, когда есть дисплей, на котором отображается вся необходимая информация.
Надо приобретать приборы, у которых есть возможность замены батареи, так как срок ее службы ограничен, если такой возможности нет, то придется покупать новый ИБП, а это дорого.
Достоинства и недостатки
Достоинства онлайн ИБП:- Возможность регулирования и стабилизации напряжения и частоты тока.
- Время переключения на автономный режим происходит без задержки и поэтому потребитель не замечает, когда это происходит.
- За счет того, что выполняется двойное преобразование, происходит потеря электроэнергии.
- Имеет сложное устройство.
- Он постоянно работает, поэтому присутствует определенный уровень шума.
- Во время своей работы создает электромагнитные помехи.
Оффлайн ИБП находится в режиме ожидания и начинает работать, как только в сети появляются неисправности.
Основные достоинства:- Более высокий коэффициент полезного действия.
- Так как работает только при аварии и для подзарядки батареи, то шумит намного меньше.
Недостаток такого оборудования в том, что при переключении на автономный режим, есть небольшая пауза, обычно она составляет 20 мс, в это время может происходить скачек напряжения. Кроме этого, эти приборы не могут регулировать такие показатели как напряжение и частота тока.
Интерактивный источник бесперебойного питания работает в режиме ожидания, но в нем есть автотрансформатор, который регулирует напряжение. Когда изменения напряжения не может быть скорректировано трансформатором, ИБП переходит на питание от аккумулятора.
- Более плавный переход, чем у оффлайн, но все же задержка есть, она порядка 5 мс.
- Возможность стабилизации напряжения.
- Контролирует и регистрирует показатели электросети.
Недостаток такого оборудования в том, что оно не может регулировать частоту тока и если на выходе прямоугольные импульсы, то имеет такую же задержку во времени, как и оффлайн ИБП.
Полезные советы
Если вы хотите, чтобы источник бесперебойного питания служил долго и надежно, надо придерживаться следующих рекомендаций:
- Учтите, что в среднем срок службы ИБП составляет 4-6 лет, а в идеальных условиях, он может достигать 10-12 лет.
- На срок службы негативно влияет частая полная разрядка батареи и сильная ее перегрузка.
- Если прибор не используется, то батарею надо хранить в заряженном состоянии, и раз в 3-4 месяца подзаряжать.
- Если вы приобрели новый ИБП, то перед его включением надо зарядить аккумулятор, так как он во время хранения разряжается, дальше все происходит автоматически.
- Нельзя покупать новую батарею впрок, так как она имеет определенный срок хранения.
- Чтобы не произошел сбой калибровки прибора, надо вовремя менять вышедшие из строя аккумуляторы.
- Если прибор внесли с мороза, надо чтобы он нагрелся до комнатной температуры.
- Время от времени надо выполнять самотестирование оборудования.
- Менять аккумуляторы можно только на однотипные батареи.
В связи с тем, что качество питания в наших электросетях не самое лучшее и часто возникают отключения электроэнергии, покупка и установка ИБП поможет сохранить технику от выхода из строя и даст возможность продолжить работу при кратковременном отключении электросети.
Похожие темы:
tehpribory.ru
Источники бесперебойного питания: классификация, выбор, эксплуатация.
Повышение требований к качеству электроэнергии в нынешнее время является вполне закономерным процессом. Требования упомянутых стандартов обусловлены двумя составляющими. К первой можно отнести желание потребителей максимально оградить себя от последствий аварийных ситуаций в энергосистеме. Вторая составляющая связана с условиями работы нагрузки. Сюда следует отнести требования стабильной и непрерывной работы интеллектуального и силового электрооборудования, снижение потерь в питающей сети и прочее. Один из эффективных вариантов технических решений проблемы качества электроэнергии – источники бесперебойного питания (ИБП, англ. UPS).
Задачи ИБП
Основная задача ИБП – обеспечить потребителя электроэнергией в момент выхода параметров качества из регламентируемых норм (просадка, повышение напряжения, значительное искажение формы…). Выполняя эту задачу ИБП может:
- отключаться от сети питания и передавать мощность нагрузке, используя собственный источник;
- питать нагрузку скорректированным напряжением питающей сети.
В более дорогих ИБП может быть реализована функция улучшения качества потребляемой электроэнергии (интегрирован корректор коэффициента мощности).
Типы «бесперебойников»
Существуют три базовых типа ИБП.
- Резервный ИБП (standby, offline, back-ups). Наиболее простое и дешёвое техническое решение (например, популярный APC Back-UPS CS 500). При значительно повышенном или пониженном напряжении ИБП отключается от сети 220В и переходит на режим работы от аккумулятора. Основные элементы offline ИБП: аккумуляторы (батарея), зарядное устройство, инвертор, повышающий трансформатор, система управления, фильтр (рис. 1).
- Интерактивный ИБП (англ. line — interactive). Является промежуточным типом между дешёвым и простым offline ИБП и дорогим многофункциональным online ИБП (например, ippon back office 600). В отличие от offline ИБП интерактивный источник имеет автотрансформатор, позволяющий поддерживать уровень выходного напряжения в пределах 220В (+-10%) при просадках / повышениях сетевого напряжения (рис. 2). Как правило, число уровней напряжения автотрансформатора колеблется в пределах двух – трёх.
- ИБП с двойным преобразованием (англ. double-conversion UPS, online). Наиболее функциональный и дорогостоящий тип ИБП. Бесперебойник всегда включен в сеть. Входной синусный ток проходит через выпрямитель, фильтруется, затем снова инвертируется в переменный. В звене постоянного тока может быть установлен отдельный DC/DC конвертер. Поскольку инвертор всегда находится в работе, задержка на переключение в режим питания от батарей практически равна нулю. Стабилизация напряжения на выходе при просадках или провалах сетевого напряжения более качественная, в отличие от стабилизации line — interactive ИБП. КПД может находиться в пределах 85%÷95%. Напряжение на выходе зачастую имеет синусную форму (коэффициент гармоник <5%).
- Особые типы ИБП. Используются и другие специфические типы ИБП. К примеру, феррорезонансный источник бесперебойного питания. В данном ИБП специальный трансформатор накапливает заряд энергии, которого должно хватить на время переключения питания от сети на аккумуляторы. Также в качестве источника энергии некоторые ИБП используют механическую энергию супермаховика.
Основные характеристики ИБП.
- Мощность. Единицы измерения мощности: вольт-ампер (ВА), ватт (Вт), вольт-ампер реактивный (ВАр). Напомним, что существует полная S, активная Р и реактивная Q мощности. Уравнение, связывающее мощностиS2=P2+Q2Активная мощность (Вт) расходуется на полезную работу, реактивная (ВАр) – не выполняет полезной работы. Соответственно, полная мощность по определению – максимальная мощность, которой должен обладать источник для обеспечения нагрузки необходимой энергией. Отношение активной мощности к полной показывает качество использования электроэнергии и называется коэффициентом мощности (англ. Power Factor, PF):PF=P/SАктивная нагрузка (лампы накаливания, обогреватели) имеет PF=1, полная мощность равна активной. ПК, микроволновые печи, кондиционеры имеютПример расчёта.Рассчитать источник бесперебойного питания для компьютера (два ПК + два монитора). Мощность ПК легко оценить, зная на какую мощность рассчитан блок питания. Пускай в ПК установлены блоки питания 450 Вт (активная мощность). При неизвестном PF для ПК с блоком питания без PFC (англ. Power Factor Corrector, корректор коэффициента мощности) PF можно принимать равным 0,65. Аналогично PF монитора принимаем равным 0,65. Активная мощность монитора 50 Вт. В результате, общая активная мощность потребителя (два рабочих места)Р=450+50+450+50=1000 ВтПолная мощность (из формулы 2):S= Р/PF=1000/0.65=1538 (ВА).Если в блоках питания (БП) ПК и монитора установлен корректор коэффициента мощности (PF=1), то полная мощность S равна активной.S=P=1000 (ВА)Для нагрузки в виде ПК можно рассчитывать ИБП без запаса по мощности, исходя из следующих фактов:
- Компьютерные блоки питания имеют защиту от перегрузки. Иными словами, ПК не сможет потреблять мощность, большую, чем заявленная мощность БП.
- Мощность блока питания – максимальная мощность. По факту в ненагруженном режиме (сразу после запуска) ПК потребляют около 50% своей мощности.
Результат.Итак, необходимые минимальные параметры ИБП:
- для ПК с блоками питания без PFC – 1кВт / 1540 ВА.
- для ПК с блоками питания с PFC – 1кВт/ 1кВА.
Для первого варианта подойдёт источник бесперебойного питания apc Smart-UPS C 2000VA (линейно – интерактивный ИБП 2кВА / 1.3 кВт). Для второго — ИБП Ippon Smart Winner 1500 (1.35 кВт) или Eaton 5SC 1500 ВА (1.05 кВт).При расчёте важно учесть кратковременное повышение мощности для такой нагрузки, как электродвигатели. В моменты пуска ток Iпуск в пять, семь раз выше номинального Iн:Iпуск=(5÷7)*Iн
- Время работы от батареи. Рассчитать время автономной работы бесперебойника можно по следующей формуле:Т=(Uбат*Ih)/Pгде Т – время автономной работы, Ih – ёмкость (миллиампер * час).Пример расчёта.Для источника бесперебойного питания Powercom BNT-2000AP (2 кВА, 1.2 кВт) и упомянутого потребителя (2 ПК + 2 монитора с корректорами коэффициента мощности) рассчитать максимальное время работы. Паспортная ёмкость батареи 9 А*час. Если напряжение аккумулятора ИБП не указано можно принять его равным 12 В.Подставляя значения в формулу (4) получим:Т=(12*9)/1000=0,108 часа или почти 7 минут.Результат. Время работы ИБП на упомянутую нагрузку составляет примерно 7 минут. С учётом реальной неполной загруженности ПК это время будет немного больше.
- Время переключения на автономный режим. Для упомянутого линейно-интерактивного ИБП Powercom время переключения на питание от аккумуляторов равно 2 ÷ 4 мс.
- Диапазон сетевого напряжения. Иными словами, минимально и максимально допустимые напряжения, при которых ИБП будет работать от электросети. Для Powercom BNT-2000AP это значение находится в диапазоне 155÷275 В. Напомним, что для более дешёвых offline ИБП этот диапазон меньше. Например offline ИБП APC Back-UPS CS 350 переключается на автономный режим питания при 180 В.
- Уровень искажений выходного напряжения. Идеальным вариантом напряжения на выходе ИБП является синус 50 Гц (коэффициент гармоник = 0%). ИБП с двойным преобразованием энергии имеют более сложный инвертор и достаточно качественный выходной сигнал напряжения с коэффициентом гармоник не больше 5%. Линейно-интерактивные ИБП могут иметь как сложный, так и более простой инвертор, генерирующий аппроксимированную (ступенчатую) синусоиду или же прямоугольник. Offline ИБП имеют наиболее простой инвертор и, соответственно, прямоугольный или ступенчатый вид выходного сигнала с коэффициентом гармоник ~30% (для прямоугольника).Для питания нагрузки с импульсными источниками питания (ПК, TV) можно без вреда для нагрузки использовать прямоугольную форму сигнала напряжения (рис. 4). Для питания электродвигателей (например, для циркуляционного насоса или привода насоса отопления) настоятельно рекомендуется использовать синусную форму сигнала напряжения.(а)(б)Рис. 4 Синусная (а) и прямоугольная (б) формы выходного напряжения.
Особенности применения.
Источники бесперебойного питания для котла отопления, а также источники бесперебойного питания для газовых котлов имеют особенность, связанную с режимами работы нулевого проводника. Зачастую автоматика котла требует подключение нейтрали сети. Дело в том, что цепь контроля пламени горелки подключена к заземлению и в четырёхпроводной сети 220В нулевой проводник и заземление котла в конечном счёте замыкаются через физическую землю. Однако, при обрыве нейтрали или при механическом отключении нуля потребителя от нуля сети питания (автономная работа offline ИБП) цепь контроля пламени оказывается разорванной. Для устранения этой проблемы возможны следующие решения:
- Использовать источник бесперебойного питания для газового котла со «сквозным нулём». В line-interactive и online ИБП нейтраль сети может быть соединена с одним из выводов выходных клемм. Наличие в ИБП специальной схемы с разделительным трансформатором является более предпочтительным, но и более дорогим решением. В случае простого соединения нейтрали сети с выходом ИБП необходимо правильно включить вилку ИБП в розетку. Важно, чтоб именно нейтраль сети, а не фаза, оказалась проходящей через ИБП. В противном случае цепь контроля пламени окажется разорванной. Проверить наличие сквозной нейтрали в ИБП можно с помощью индикатора фазы. Если индикатор реагирует на обе фазы (оба выхода розетки) – то нейтраль на выходе ИБП отсутствует. Если есть реакция только на одну фазу – нейтраль подключена.
- Для offline ИБП внутри самого устройства необходимо замкнуть одну из фаз (рис. 5). Затем необходимо правильно включить ИБП в сеть (смотри предыдущий пункт).Рис. 5 Создание сквозной нейтрали в offline ИБП.
Выводы
Начальный пункт выбора источника бесперебойного питания – определение характера нагрузки (ИБП для компьютера, для котлов отопления…). Для ответственных потребителей и устройств, содержащих электродвигатели переменного тока, следует выбирать дорогие и функциональные online ИБП. Для ПК и офисной аппаратура подойдут более дешёвые line-interactive или back ИПБ. Следующий пункт выбора – вычисление мощности и времени работы от батарей ИБП. Также следует предусмотреть возможность использования «сквозного» нуля. При формировании конечного решение следует учитывать популярность брендов на рынке: лидеру APC принадлежит около 50% всех продаж, далее со значительным отрывом следуют Ippon, Eaton Powerware, Powercom.
electry.ru
система бесперебойного питания - это... Что такое система бесперебойного питания?
система бесперебойного питанияСБПНабор функциональных устройств (инверторы, выпрямители, коммутирующие устройства и аккумуляторные батареи), создающих систему для поддержания непрерывности питания приемников в случае нарушения питающей сети переменного тока.[ГОСТ 27699-88]
система бесперебойного питания установка бесперебойного питания Совокупность установок [оборудования] питания, получающая гарантированное электроснабжение от основного источника, имеющая в своем составе резервную цепь питания, выходные выводы которой непосредственно соединены с выходными выводами системы [установки], и обеспечивающая бесперебойное питание аппаратуры.[ОСТ 45.55-99]
Тематики
- источники и системы электропитания
Синонимы
- СБП
- установка бесперебойного питания
EN
- power protection
- power-supply systems with battery backup
- uninterruptible power supply system
- UPS system
Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.
- система бесперебойного (силового) электроснабжения
- система бесперебойного питания с выделенным резервом
Смотреть что такое "система бесперебойного питания" в других словарях:
Система бесперебойного питания — (СБП) набор функциональных устройств (инверторы, выпрямители, коммутирующие устройства и аккумуляторные батареи), создающих систему для поддержания непрерывности питания приемников в случае нарушения питающей сети переменного тока... Источник:… … Официальная терминология
система бесперебойного питания — 3.3.47 система бесперебойного питания (СБП): Набор функциональных устройств (инверторы, выпрямители, коммутирующие устройства и аккумуляторные батареи), создающих систему для поддержания непрерывности питания приемников в случае нарушения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Система бесперебойного питания — 1. Изделие, включающее несколько соединенных между собой устройств бесперебойного питания, объединенных общим устройством управления Употребляется в документе: ГОСТ Р 50745 99 … Телекоммуникационный словарь
Система бесперебойного питания — – набор функциональных устройств (инверторы, выпрямители, коммутирующие устройства и аккумуляторные батареи), создающих систему для поддержания непрерывности питания приемников в случае нарушения питающей сети переменного тока. ГОСТ 27699 88 … Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник
система бесперебойного питания с выделенным резервом — СБП с выделенным резервом СБП, в которой одна или несколько единиц СБП выделены и сохраняются в резерве. В случае повреждения рабочей единицы СБП в работу включается резервная единица. [ГОСТ 27699 88] Тематики источники и системы электропитания… … Справочник технического переводчика
система бесперебойного питания с высоким КПД — [Интент] Тематики ЦОДы (центры обработки данных) EN performance power protection … Справочник технического переводчика
система бесперебойного питания с параллельным резервом — СБП с параллельным резервом СБП с несколькими параллельно работающими и частично нагруженными единицами СБП. Примечание. В случае повреждения одной или более единиц СБП остальные принимают на себя нагрузку соответственно своей номинальной… … Справочник технического переводчика
система бесперебойного питания с полным резервом — СБП с полным резервом СБП, содержащая резервную единицу СБП [ГОСТ 27699 88] Тематики источники и системы электропитания Синонимы СБП с полным резервом … Справочник технического переводчика
система бесперебойного питания с частичным резервом — СБП с частичным резервом СБП с резервными узлами в инверторах или резервными инверторами и (или) функциональными членами [ГОСТ 27699 88] Тематики источники и системы электропитания Синонимы СБП с частичным резервом … Справочник технического переводчика
система бесперебойного питания с последовательным резервированием — последовательное резервирование Способ построения системы бесперебойного питания (СБП), целью которого является повышение надежности системы питания критичного оборудования путем последовательного соединения нескольких ИБП, один из которых… … Справочник технического переводчика
technical_translator_dictionary.academic.ru