Источники бесперебойного питания

     Источник бесперебойного питания, сокращенно ИБП, или на англ. UPS, предназначен для обеспечения временной работы одного или нескольких потребителей, в случае пропадания напряжения в сети или его выхода за установленные пределы.

     Бесперебойник удобен и в ряде случаев незаменим, поэтому если возникла необходимость купить ИБП, давайте рассмотрим основные параметры, на которые следует обратить внимание при выборе.

Какие бывают ИБП и чем они отличаются?

     Итак, в зависимости от функциональных возможностей, различают следующие типы бесперебойников:

Резервный ИБП (off-line)

     Источник бесперебойного питания off-line или, как его называют, резервный, в обычном режиме работы, подает сетевое напряжение на подключенных к нему потребителей и одновременно заряжает аккумуляторную батарею. При пропадании напряжения в сети, а также его выходе за установленный диапазон, ИБП переходит на питание потребителей от батареи. Когда же сетевое напряжение появляется, либо возвращается в установленные пределы (индивидуальные для каждой модели), резервный ИБП возвращается в обычный режим.

     Резервный ИБП не выполняет функции защиты техники от скачков и провалов напряжения, он только обеспечивает временное питание потребителей от АКБ, при выходе напряжения за установленные границы а также его отсутствии.

     Преимуществами ИБП off-line, являются высокий КПД и доступная цена.

     Если говорить о недостатках, то в зависимости от модели, это могут быть низкая скорость переключения на АКБ, а также искажения синусоидальной формы выходного тока.

Линейно-интерактивный ИБП (line-interactive)

     Линейно-интерактивный источник бесперебойного питания, отличается от резервного ИБП, наличием встроенного стабилизатора напряжения. При скачках и провалах напряжения в сети, стабилизатор будет выравнивать его с точностью, на которую рассчитан. Если же напряжение выйдет за верхний или нижний пределы рабочего диапазона от сети или вообще исчезнет, - ИБП line-interactive перейдет на питание потребителей от АКБ.

     К достоинствам линейно-интерактивного источника бесперебойного питания, можно отнести невысокую цену, хороший, как и у резервного бесперебойника коэффициент полезного действия, а также стабилизацию входного сетевого напряжения.

     Недостатки, ИБП line-interactive, имеет такие же как и резервный, к которым можно добавить, разве что, слабые стороны самого стабилизатора напряжения. Дело в том, что в линейно-интереактивных ИБП, используются только самые бюджетные релейные стабилизаторы с низкой точностью стабилизации и другими ограничениями. Поэтому, ИБП line-interactive лучше использовать с техникой, которая не требовательна к качеству напряжения питания. В иных случаях, можно использовать резервный источник бесперебойного питания в связке с установленным отдельно качественным стабилизатором напряжения, или же остановить выбор на ИБП с двойным преобразованием.

ИБП с двойным преобразованием (on-line)

     Источник бесперебойного питания с двойным преобразованием, обеспечивает не только автономное питание в случае отсутствия напряжения в сети или выхода его за установленные пределы, но и защиту от скачков и провалов напряжения, а также высокое качество выходного напряжения, которым осуществляется питание подключенных к бесперебойнику потребителей.

     В ИБП on-line, сетевое ток, независимо от его качества, сначала "выпрямляется" в постоянный, напряжением 12 В, а затем преобразуется в переменный, напряжением 220 В. Этот процесс происходит непрерывно, т.е в режиме on-line, независимо от того, осуществляется ли питание в данный момент от сети или от АКБ. Поэтому, когда напряжение в сети есть, такой ИБП работает как стабилизатор напряжения, обеспечивающий 220 В на выходе. Когда же напряжение в сети исчезает либо выходит за установленные приделы, - ИБП продолжает питать потребителей, но уже от аккумуляторной батареи.

     Основным преимуществом ИБП с двойным преобразованием перед другими типами бесперебойников, является то, что независимо от качества напряжения электросети, бытовые приборы, техника и оборудование, защищенное таким источником бесперебойного питания, постоянно, в режиме on-line, получает напряжение 220 В. Кроме этого, при пропадании напряжения в сети, бесперебойнику с двойным преобразованием не требуется время для переключения на аккумуляторную батарею, так как инвертор всегда активен, а АКБ включена в цепь параллельно. Т.е. такой параметр, как время перехода на батарею, равен нулю, что важно, так как некоторая техника и оборудование, успевают выключиться при высоком значении данного параметра.

     К недостаткам источника бесперебойного питания on-line, следует отнести высокую цену, меньший коэффициент полезного действия, в сравнении с резервным и линейно-интерактивным ИБП, а также, в зависимости от модели, возможен некоторый уровень шума при работе. ИБП с двойным преобразованием используются для защиты и обеспечения временным питанием дорогостоящей техники и оборудования, серверов, компьютеров, медицинского, телекоммуникационного оборудования.

ИБП - однофазный 220В или трехфазный 380В?

     В зависимости от используемой электросети, различают следующие виды источников бесперебойного питания:

     Однофазный источник бесперебойного питания - используют если сеть электроснабжения однофазная - 220 В, для обеспечения временной работы однофазных потребителей (компьютер, котел и т.д., однофазное оборудование).

     Трехфазный источник бесперебойного питания - используют если сеть электроснабжения трехфазная - 380 В, для обеспечения временной работы трехфазных потребителей (трехфазное оборудование, трехфазные кондиционеры, холодильное оборудование и т.д.)

Как выбрать мощность источника бесперебойного питания?

     Для того чтобы выбрать мощность ИБП, необходимо рассчитать нагрузку, на которую он будет работать, - суммировать мощность всех потребителей которые планируется к бесперебойнику подключить. При этом, необходимо учесть, что не рекомендуется нагружать источники бесперебойного питания более чем на 75-80%.

     Например, если источник бесперебойного питания планируется использовать для защиты котла, мощностью 250 Вт и компьютера мощностью 500 Вт, суммарная нагрузка на ИБП составит 250+500=750 Вт. Рекомендуемая мощность ИБП с запасом будет равна: 750Вт/0,75=1000Вт=1кВт, где 0,75 означает нагрузку на ИБП 75% от его мощности.

     Мощность любого потребителя, будь то котел, компьютер, бытовая техника, оборудование, можно найти в паспорте, либо прилагаемой технической документации. Также, в большинстве случаев, мощность, вместе с другими основными параметрами, указывается на бирке, на самой технике.

Как рассчитать время автономной работы ИБП?

     Время автономной работы источника бесперебойного питания зависит от емкости аккумуляторных батарей, которая измеряется в ампер-часах (Ач) и величины нагрузки, т.е. суммы мощности всех потребителей, подключенных к ИБП, - чем выше емкость АКБ и меньше нагрузка, тем больше время автономной работы.

     Источники бесперебойного питания бывают как с внешними аккумуляторными батареями так и со встроенными. ИБП с внешними батареями имеет преимущество в том, что покупатель может сам выбрать АКБ необходимой ему емкости, а следовательно и время автономной работы подключаемой техники.

     ИБП со встроенными АКБ, как правило имеет батареи небольшой емкости, которые обеспечивают 10-25 минут автономной работы потребителей той мощности, на которую рассчитан ИБП. Этого времени достаточно, чтобы сохранить нужную информацию перед выключением компьютера или же включить резервный источник электроснабжения.

     Для того чтобы ориентировочно рассчитать время автономной работы источника бесперебойного питания, нужно емкость АКБ в ампер-часах умножить на ее напряжение (аккумуляторные батареи для источников бесперебойного питания обычно имеют напряжение 12 В) и разделить на мощность подключаемых потребителей в Ваттах (Вт, W).

     Например, планируем использовать АКБ емкостью 50 Ач, для питания газового котла мощностью 200 Вт. Считаем, время автономной работы составит: 50Ач*12В/200Вт=3 часа. Умножаем 3 часа на коэффициент полезного действия ИБП (часто производители не указывают КПД в технических характеристиках, в таких случаях, при расчетах обычно используют коэффициент 0,85), получаем 3часа*0,85=2,55 часа, т.е чуть больше чем два с половиной часа.

     Другой пример: планируем использовать 3 аккумуляторные батареи емкостью 50 Ач для питания газового котла мощностью 200 Вт и компьютера мощностью 800 Вт. Получаем: 3*50Ач*12В/(200Вт+800Вт)=1,8 часа. Умножаем на КПД бесперебойника, имеем: 1,8часа*0,85=1,53часа, или 1,53часа*60минут в часе = 91,8 мин.

     Но, к сожалению, на практике, время автономной работы ИБП окажется меньшим, потому что данная формула имеет теоретический характер и не учитывает ряд факторов. Поэтому, чтобы определить реальное время автономной работы ИБП, нужно самостоятельно скорректировать полученный результат на влияние этих факторов, главными из которых являются:

• - формула предполагает, что аккумуляторная батарея отдает свой заряд полностью, однако полный разряд АКБ сокращает ее ресурс. Обычно не рекомендуется разряжать АКБ более чем на 70% (в зависимости от типа и качества) и многие источники бесперебойного питания имеют защиту от глубокого разряда, которая отключает нагрузку, не давая батареи полностью разрядится;
• - аккумуляторная батарея при быстрой разрядке отдает только часть своего заряда. Весь заряд, АКБ способна отдать только при малой нагрузке, - т.е. при высокой длительности разрядки батареи. Если нагрузка на АКБ велика, она разряжается не полностью и чем меньше нагрузка (т.е. меньше ток разряда), тем в большей степени батарея способна отдать заряд. Точное значение данного свойства батареи, можно узнать увидев график ее разрядных кривых, но для ориентировочного расчета, можно учесть, что, приблизительно, если по вышеуказанной формуле время автономной работы составило 30 мин, то его следует уменьшить на 40%, если 2 часа, следует уменьшить на 30%, 4 часа, - на 20%, если в расчете получилось 8 часов, - время автономной работы будет меньше на 10%;
• - температура окружающей среды, которая влияет на скорость протекания химических процессов в батарее;
• - степень износа АКБ.

Форма выходного напряжения бесперебойника

     Напряжение которым ИБП питает подключенных к нему потребителей, может иметь форму правильной синусоиды или модифицированной (аппроксимированной и т.д). Форма выходного напряжения зависит от величины коэффициента нелинейных искажений, которые создает инвертор, преобразуя постоянный ток в переменный. Правильной синусоидой принято считать форму напряжения, с коэффициентом нелинейных искажений (гармоник), не более 5%.

     ИБП с правильной (чистой) синусоидой, можно использовать для работы с любыми потребителями, в том числе чувствительными к качеству питания. Важно обратить внимание, если в технике, которую планируется подключать к бесперебойнику, есть электродвигатель (например, отопительные котлы, насосы и т.д.), - необходимо выбирать ИБП, именно с правильной (чистой) синусоидой. Любая форма модифицированной синусоиды, в данном случае не подходит, так как приведет к нарушению работы, так называемым "микробиениям", не громкому, но различимому ухом гулу.

     ИБП с модифицированной синусоидой выходного напряжения, подходит для работы с потребителями, непривередливыми к качеству питания, а также с техникой, в составе которой имеется импульсный блок питания, - некоторые виды бытовой техники, компьютеры и т.д.

Что такое сквозной ноль в ИБП?

     "Сквозной ноль" в источнике бесперебойного питания означает, что входные нулевые клеммы ИБП, напрямую, связаны с выходными нулевыми клеммами. "Сквозной ноль" в ИБП важен, если бесперебойник планируется использовать с газовым котлом. Дело в том, что котлы бывают фазозависимые и фазонезависимые. Для последних, соблюдение фазировки не критично, но если котел фазозависимый, - отсутствие "сквозного ноля", приведет к его неправильной работе, при питании от ИБП в автономном режиме.

     Если у Вас возникли вопросы при выборе источника бесперебойного питания, квалифицированные специалисты нашей компании помогу подобрать оптимальный вариант.