Сегодня выпускается огромное количество разных моделей ИБП в зависимости от обслуживаемых потребителей и параметров электроснабжения. Чтобы выбрать нужный по характеристикам аппарат, а в дальнейшем правильно его эксплуатировать, необходимо знать, что такое ИБП, зачем он нужен, каковы его функции, конструкция, виды, параметры. Об этом и о других аспектах использования данного агрегата мы расскажем в статье.
Основные функции ИБП
- Обеспечение бесперебойного электропитания. Короткое замыкание, плановое или аварийное отключение электричества – реалии нашей жизни, которые приводят не только к бытовым неудобствам, но могут повредить и даже полностью вывести из строя электрооборудование. А также привести к потере данных в домашнем ПК или офисной технике. Для предотвращения этого и сохранения работоспособности приборов нагрузку подключают к основной сети через источник бесперебойного питания. Это приоритетное назначение ИБП. В случае значительных колебаний напряжения в сети, отключения электричества или другого форс-мажора ИБП переключает потребителей на питание от встроенных или внешних аккумуляторных батарей, что позволяет оборудованию некоторое время работать в автономном режиме.
- Защита от скачков напряжения и перебоев в электроснабжении. В моделях ИБП двойного преобразования (линейка ИБП STARK COUNTRY ONLINE) и линейно-интерактивного типа (линейка ИБП STARK COUNTRY LINE-INTERACTIVE) присутствует функция стабилизации напряжения. В случае отклонения параметров электросети от нормы по мере прохождения энергии внутри ИБП характеристики электропитания выравниваются до приемлемых для нагрузки значений, что очень важно для чувствительной домашней или офисной техники.
- Поддержание стабильного напряжения и частоты электропитания оборудования. ИБП снабжаются опцией фильтрации частотных и импульсных помех, снижения уровня электрических шумов. Для информирования пользователей предназначена также световая и звуковая индикация состояний системы питания, отображающая значения напряжения и частоты, потребляемой мощности нагрузки.
- Защита от электрических помех в локальных слаботочных сетях. Большинство моделей оснащено системой защиты локальных слаботочных сетей. Защита сетевого оборудования осуществляется с помощью подключения информационных кабелей через выделенные разъемы RJ-45 и RJ-11.
Источники бесперебойного питания, в первую очередь модели нового поколения, имеют и другие дополнительные возможности: "холодный старт" (запуск без подключения к основной сети, за счёт энергии АКБ), таймер выключения/включения нагрузки в заданное время, параллельное подключение, корректное завершение работы защищаемого IT оборудования в критических условиях, удалённый мониторинг ИБП, отслеживание аварийных ситуаций, выдача сигналов и т. д.
Один из самых широких функционалов имеют ИБП линейки STARK COUNTRY ONLINE. Например, функция преобразования частоты даёт возможность использовать ИБП в сетях с разной частой сети на входе и выходе ИБП.
Применение ИБП в различных областях
Использование источников бесперебойного питания затрагивает практически все сферы, где используется электричество. Так, серия STARK COUNTRY ONLINE включает в себя широкий спектр областей применения. Возможность использования в той или иной сфере зависит от мощности агрегата. По этому критерию можно выделить три основные группы потребителей:
- Крупные коммерческие и промышленные предприятия. Сюда можно отнести крупные производства, бизнес-центры, отели, складские помещения, а также учреждения с критическим оборудованием. Для обеспечения их электропитания необходим высокомощный ИБП.
- Бытовые системы. В эту группу входят небольшие офисы, торговые точки, кафе, предприятия малого бизнеса, дачные участки и т. д. Как правило, на этих объектах используется оборудование с невысоким показателем потребляемой мощности, поэтому используются ИБП небольшой мощности на выходе. Они применяются для обеспечения электропитанием конкретных бытовых потребителей в доме – устанавливаются на какой-то определенный прибор, например, на морозильную камеру. Такие же ИБП используются для систем «Умный дом» в загородном доме, а также для отопительного оборудования.
- Информационные технологии. К ним относится оборудование в сфере телекоммуникаций, устройств дистанционной связи, локальных сетей дата-центров и т.п. Для обеспечения их непрерывной работы, как правило, устанавливают ИБП средней мощности.
|
|
|
Конструкция ИБП
Независимо от схемы построения и функционала, каждая модель источника бесперебойного питания включает следующие основные компоненты конструкции:
- Аккумуляторы (накопители электроэнергии).Аккумулируют электроэнергию для питания нагрузки в автономном режиме. Для продления автономии ИБП могут комплектоваться дополнительными внешними батареями. От характеристик АКБ, в первую очередь емкости, зависит время автономной работы ИБП.
- Инвертор – устройство для преобразования постоянного напряжения в переменное. Формирует стабильное напряжение синусоидальной формы без искажений (чистый синус) на выходе ИБП.
- Выпрямитель (зарядное устройство) – для зарядки аккумулятора и подачи постоянного напряжения на вход инвертора.
- Контроллер (электронный блок управления). Предназначен для корректного функционирования ИБП. Обеспечивает автоматическую работу ИБП и АКБ в соответствии с заявленными параметрами. Позволяет регулировать настройки прибора.
В конструкцию также могут входить, байпасный блок, бустер, пользовательский интерфейс, интерфейсы мониторинга фильтры и другие дополнительные элементы.
Типы ИБП по конструкции
В соответствии с Международным стандартом IEC 62040-3 "Системы бесперебойного энергоснабжения (UPS)" ИБП классифицируются по схеме построения на три типа:
- Резервные (off-line или standby). Бюджетный вариант. Из-за отсутствия встроенной защиты от перепадов напряжения используются только в сетях с относительно стабильным напряжением и для питания нетребовательной к кратковременному (до 12 мс) пропаданию напряжения питания нагрузки при переходе в автономный режим.
- Линейно-интерактивные (line-interactive). Оснащены встроенным ступенчатым стабилизатором напряжения на выходе, что позволяет применять их в сетях со значительными отклонениями показателей напряжения от нормы, но также допускают кратковременное (4-8 мс) пропадание напряжения на выходе при переключении в автономный режим.
- Двойного преобразования (online). Главная особенность схемы такого ИБП – отсутствие автотрансформатора и коммутационных элементов в силовой части, подвергающихся механическому износу. Поэтому ИБП онлайн способны проработать намного дольше аналогов других типов. Важные преимущества - чистый синус на выходе ИБП как в режиме работы от входной сети, так и в автономном режиме, нулевое время переключения в автономный режим.
|
|
|
Базовые характеристики ИБП
Выбирать источник бесперебойного питания следует, исходя из того, для чего именно требуется ИБП. От его предназначения и характера подключаемой нагрузки зависит, какими параметрами должен обладать аппарат. Рассмотрим основные характеристики ИБП.
- Выходная мощность, передаваемая на потребителя, измеряется в ваттах (активная) или вольт-амперах (полная). Это основной критерий выбора, он указывает допустимую максимальную нагрузку. Данные величины должны превышать потребляемую мощность подключенных устройств с запасом 20%. Если нагрузка имеет высокие пусковые токи, например погружной скважинный насос, ИБП выбирается по максимальной величине пускового тока.
- Время переключения на питание от АКБ и обратно (инерционность). Измеряется в миллисекундах, колеблется в пределах 0 – 12 мс. Некоторые особо чувствительные устройства необходимо резервировать только онлайн ИБП с временем переключением 0 мс.
- Форма выходного сигнала (Uвых). Подаваемое на нагрузку напряжение при работе от АКБ может быть с идеальной ("чистой") или модифицированной синусоидой. Для большинства электроприборов требуется "чистый" синус, который могут обеспечить в режиме работы от сети и в автономном режиме только модели оnline, например ИБП серии STARK COUNTRY ONLINE.
- Время автономной работы – длительность питания нагрузки от аккумуляторных батарей в минутах. Определяется емкостью АКБ и мощностью защищаемой нагрузки. Для ИБП со встроенными аккумуляторами в среднем составляет 4-10 мин. Для сохранения данных в персональном ПК этого времени достаточно. Для промышленного и офисного оборудования, как правило, время автономии увеличивается до 30-45 мин. В этом случае рекомендуется выбирать модели с возможностью подключения внешних батарей с увеличенной емкостью. Модели всех линеек ИБП STARK COUNTRY позволяют использовать только внешние АКБ.
- Функция коррекции напряжения – осуществляет корректировку значения и формы выходного сигнала без перехода в автономный режим. Присутствует в ИБП онлайн.
- Ток зарядного устройства – чем выше этот параметр, тем более емкие батареи можно подключить и обеспечить длительное время автономии. Используя мощное встроенное зарядное устройство, ИБП STARK COUNTRY позволяют достигать времени автономии в несколько часов, а в некоторых случаях даже десятков часов.
Следует обратить внимание и на другие характеристики, в том числе входное напряжение, фазность, регулировка частоты (для моделей онлайн), допустимая нагрузка, подключение солнечных панелей, удаленное управление и мониторинг, срок службы и т. д.
Специфика работы ИБП
Рассмотрим подробнее особенности функционирования каждого из типов UPS.
- Принцип действия ИБП off-line (резервного типа). Второе название устройства standby значит "находящийся в режиме ожидания". В обычном режиме, при наличии напряжения от входной сети подает его напрямую на выходы, одновременно поддерживая заряд АКБ. При пропадании или просадке напряжения с помощью реле переключается на питание нагрузки от батарей. Время перехода – от 3 до 12 мс, для некоторых приборов такой перебой критичен. Другой недостаток ИБП данного типа: как правило, в нем – модифицированная синусоида в автономном режиме, что недопустимо для многих приборов, например, циркуляционных насосов и отопительного оборудования. Устройства могут быть использованы для защиты приборов, нетребовательных к качеству тока, например, трансформаторов. Совместимы с офисными и домашними ПК. Важно знать: ИБП типа офф-лайн марки STARK COUNTRY обеспечивают чистый синус на выходе в автономном режиме.
- Принцип действия Онлайн ИБП (двойного преобразования). Переменное напряжение поступает из сети, в выпрямителе оно трансформируется в постоянное (с подзарядкой аккумулятора), потом в инверторе снова преобразуется в переменное с идеальной синусоидой на выходе. Данная технология обеспечивает полную независимость качества выходного напряжения от состояния сети. Благодаря этому достигается наиболее эффективная защита нагрузки не только от пропадания центрального электроснабжения, но и от отклонения показателей напряжения от нормы.
Поскольку в онлайн ИБП аккумулятор всегда имеет постоянное соединение с выпрямителем и инвертором, переход в режим автономии осуществляется моментально. Это гарантирует наиболее действенную защиту подключенной нагрузки. ИБП данного типа могут использоваться для питания высокочувствительной техники даже при низком качестве электроэнергии в сети. Подходят для защиты серверного оборудования, видеоаппаратуры, электронного блока управления отопительных котлов и т. д. Их обычно выпускают с высоким показателем выходного коэффициента мощности, многие модели рассчитаны на использование в комплексе с топливным электрогенератором и внешними АКБ.
Важно знать: ИБП типа онлайн марки STARK COUNTRY могут работать с изолирующим трансформатором на выходе.
- Принцип действия линейно-интерактивного ИБП. Основное отличие от ИБП резервного типа: наличие AVR – автоматического регулятора напряжения. Данный элемент имеет несколько фиксированных ступеней регулировки, например, две ступени на понижение и три на повышение. При понижении напряжения ниже нормы AVR включает ступень на повышение, нормализуя характеристики. При повышении, напротив, включается "понижающая" ступень. Если сетевое напряжение пропадает или его показатели выходят за пределы значений работы регулятора, ИБП с помощью реле переключается на питание от аккумулятора. Устройства этого типа могут быть использованы в серверах, инженерных системах, в банках, для мини-АТС и т. д. Почти все модели ИБП марки STARK COUNTRY, оснащены инвертором с синусоидальной формой выходного напряжения, что повышает возможности использования линейно-интерактивных ИБП – для электродвигателей, насосов, холодильников и другого ответственного оборудования.
Условия эксплуатации ИБП
Для корректной работы и сохранности самого источника бесперебойного питания и подключенного к нему оборудования необходимо соблюдать требования к эксплуатации ИБП.
|
- Температурный режим. Рекомендованный температурный режим для большинства моделей UPS – от 5 до 40°С. Оптимальной для стабильной работы считается температура 20-25°С. Более низкая может провоцировать появление конденсата, который может вызвать короткое замыкание. Слишком высокая температура негативно влияет на охлаждение прибора и сокращает срок службы АКБ. Недопустимо размещение поблизости радиаторов и отопительных приборов, а также попадание солнечных лучей.
- Влажность – этот показатель не должен превышать 80%.
- Вентиляция. Выделяемое при работе тепло должно постоянно отводиться либо за счет принудительного обдува, то есть вентилятора, либо естественной циркуляции воздуха вокруг корпуса прибора и через его корпус. Расстояние от вентиляционных отверстий до стены или другой поверхности должно быть не менее 15-20 см.
- Электрическая защита. Кабель для подключения к электрической сети и провода, соединяющие агрегат с подключаемыми приборами, должны располагаться без натяжения. Необходимо исключить вероятность их повреждения по неосторожности, желательно закрепить их на стене. Силовой кабель следует подключать к розетке с заземлением (в моделях до 3 кВт). Не перегружать ИБП, подключать только действительно необходимую нагрузку.
- Сервисное обслуживание. Нужно периодически проводить тесты на работоспособность и емкость батарей и включать процедуру самотестирования ИБП. Необходимо обеспечить сервисное обслуживание источника бесперебойного питания, заключив договор с соответствующей организацией.
Заключение
Таким образом источник бесперебойного питания необходим в доме, офисе, на производстве для того, чтобы обеспечить непрерывную работу подключенного оборудования в случае кратковременного или длительного отключения электроэнергии. Помимо этой функции, ИБП стабилизирует напряжение на выходе, осуществляет фильтрацию помех. Всё это продлевает срок службы оборудования, в том числе дорогостоящего, предотвращает риск преждевременного выхода оборудования из строя.
При выборе ИБП необходимо руководствоваться его характеристиками и характеристиками защищаемой нагрузки. Наилучшую защиту дадут надежные устройства проверенных марок, таких как STARK COUNTRY. Многообразие моделей позволяет сделать оптимальный для Вас выбор.