Системы бесперебойного питания

Системы бесперебоного питания (ИБП) – это устройства, которые обеспечивают электропитание оборудования в случае внезапного отключения электропитания в электрической сети или резких изменений напряжения. В момент отключения основной электросети оно автоматически включается, обеспечивая подключенные устройства необходимым электрическим током. Обычнотакое устройство способно работать от 5 до 15 минут, что позволяет сохранить работоспособность оборудования во время кратковременных сбоев в питании, переключиться на резервные источники энергии или правильно выключить устройства в соответствии с установленными процедурами.

То есть, установка источников бесперебойнго питания необходима там, где возможно внезапное отключение электропитания, что может привести к аварийной ситуации, повреждению оборудования или потере важных данных. Емкость батареи и размеры зависят от мощности оборудования, которое требуется обеспечить непрерывным питанием.

Помимо основной функции, системы бесперебойного питания также решают ряд других проблем:

• Недопустимые колебания напряжения в сети или его увеличение;
• Пониженное напряжение (кратковременное или продолжительное);
• Нестабильность частоты в электросети;
• Искажения амплитудных колебаний синусоидального тока гармоническими;
• Высокочастотный "шум" в электросети, вызванный работой соседнего оборудования.

Виды систем бесперебойного питания

Системы бесперебойного питания классифицируются на три типа: резервные, сетевые и линейно-интерактивные.

Сетевые

Эти устройства работают по принципу "двойного преобразования тока". Переменный ток преобразуется в постоянный для зарядки батареи, а затем обратно преобразуется в переменный на выходе для питания подключенного оборудования.

Линейно-интерактивные

В отличие от резервных ИБП, линейно-интерактивные модели оснащены встроенным стабилизатором напряжения. Это позволяет использовать их в сетях с большими отклонениями напряжения от нормы. Время переключения на работу от аккумуляторов у таких систем составляет около 4 мс, что значительно меньше, чем у резервных источников питания.

Форма выходного сигнала таких источников позволяет питать индуктивные нагрузки. Однако, перед выбором устройства тщательно изучите его технические характеристики. Если производитель заявляет, что устройство выдает "чистую синусоиду" , то его можно использовать для подключения электроприборов с электродвигателями - таких как насосы, холодильники, устройства с трансформаторными блоками питания, управляющую электронику газовых котлов и другое.

Нагрузка, совместимая с линейно-интерактивными 
Однако, следует отметить, что некоторые линейно-интерактивные источники питания могут выдавать модифицированную синусоиду (ступенчатую форму). В таких случаях их не рекомендуется использовать с электромоторами.

Резервные

В случае отсутствия напряжения в основной сети, эти устройства переключают питание на аккумуляторные батареи. Они не обеспечивают защиту от перепадов напряжения, поэтому рекомендуются для использования в сетях с стабильным напряжением.

Эти системы подходят для ненавязчивых по требованиям к качеству питания устройств без индуктивных компонент (например, электродвигателей, трансформаторов). Модифицированная синусоида, которую они формируют, не подходит для питания устройств с электродвигателями, такими как циркуляционные насосы, холодильники, кухонные комбайны и миксеры. Использование таких резервных ибп для этих устройств с электродвигателями может привести к их поломке.

Примером нагрузки, совместимой с резервными, могут быть домашние или офисные компьютеры. Их блоки питания обычно нечувствительны к несинусоидальному напряжению. Однако не рекомендуется использовать такие ибп для подключения критической техники, от сбоя которой может зависеть сохранность важных данных.

Разумным решением будет использование резервных систем также для питания слабой сети аварийного освещения (без ламп с электромагнитными дросселями).

Для чего применяются системы бесперебойного питания

ИБП часто устанавливают для обеспечения защиты бытовой техники, которая чувствительна к колебаниям или отключениям электросети:

• Системы отопления (в случае отключения электричества в зимний период, система отопления может замерзнуть и выйти из строя).
• Холодильники и морозильные камеры (во время перебоев в электроснабжении продукты могут разморозиться и испортиться).
• Системы видеонаблюдения (при отсутствии электропитания контроль за безопасностью дома и его территории будет потерян).
• Компьютеры (при сбое питания во время работы компьютера, можно потерять данные, повредить файловую систему или внутренние компоненты).
• Системы «умный дом» (без электропитания могут перестать работать умные устройства, такие как газоанализаторы, датчики движения или протечки воды).

Сетевые применяются для крупных телекоммуникационных сетей, серверных кластеров и систем суммарной мощностью от 1 до 1000 кВА. Линейно-интерактивные подходят для локальных сетей с несколькими серверами или компьютерами (например, игровые приставки мощностью от 500 до 3000 ВА). Резервные  идеально подходят для вычислительной техники, отдельных компьютеров, кассовых аппаратов и телефонных станций с мощностью до 1000 ВА.

Цель и дополнительные функции непрерывного питания (ИБП)

Основной задачей таких устройств является обеспечение бесперебойного электропитания подключенной бытовой техники в случае перебоев в электроснабжении или недопустимых отклонений напряжения и частоты от стандартных значений.

Сегодня функционал ИБП не ограничивается лишь переключением подключенных устройств на работу от аккумуляторов при кратковременных отключениях электричества в сети. Современные устройства также обладают дополнительными возможностями, включая:

• Стабилизацию напряжения (доступно в моделях двойного преобразования и линейно-интерактивного типа).
• Фильтрацию частотных и импульсных помех.
• "Холодный старт" (запуск без подключения к электросети за счет энергии аккумуляторов).
• Индикацию состояния системы питания с помощью световых и звуковых сигналов (отображение значений напряжения, частоты, потребляемой мощности и т. д.).
• Возможность установки таймера для отключения/включения нагрузки в определенное время.
• Синхронизацию с ПК для удаленного мониторинга и управления.

Также важно упомянуть о защите от сетевых помех, перенапряжений и защите локальной сети.

Для защиты от сетевых помех на входе ИБП обычно используется сглаживающий фильтр высоких частот (ВЧ-помех), такой как пассивные многозвенные RC- или LC-фильтры.

Для защиты от высоковольтных импульсов применяется варисторный блок, подключенный параллельно цепи питания на входе. Также используются фильтры с металл-оксидным варистором для подавления высоковольтных импульсов. При возникновении высоковольтного импульса, сопротивление варистора резко снижается, обеспечивая защиту и предотвращая повреждение подключенных устройств.

Большинство моделей также включают систему защиты локальных сетей на основе варисторов. Подключение информационных кабелей через разъемы RJ-45 и RJ-11 обеспечивает защиту сетевого оборудования (роутеров, адаптеров, телефонной линии и т. д.).

Как устроены системы бесперебойного питания

Большинство моделей источников бесперебойного питания  включают в себя следующие основные компоненты:

• Аккумуляторные батареи (кислотно-свинцовые), которые служат для хранения энергии;
• Электронный блок управления, который настраивает параметры и автоматически включает устройство;
• Зарядное устройство, которое обеспечивает зарядку батарей;
• Инвертор, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный и обратно.

В зависимости от модели могут быть включены следующие дополнительные компоненты:

• Байпасный блок, который позволяет переключать питание на основную сеть обходя ИБП вручную или автоматически;
• Фильтры, установленные на резервные и линейно-интерактивные устройства для уменьшения сетевых помех и коррекции сигнала на выходе;
• Бустер, используемый в линейно-интерактивных ИБП для коррекции напряжения на входе;
• Платы расширения интерфейсов для мониторинга работы ИБП через компьютерное ПО или веб-интерфейс;
• Гальваническая развязка, представляющая собой изоляционный трансформатор для повышения помехозащищенности устройства;
• Механические реле, устанавливаемые в резервных ИБП для переключения питания с основной сети на автономный источник.

Характеристики систем бесперебойного питания

Среди основных технических характеристик ИБП выделяются:

• Выходная мощность, передаваемая на нагрузку. Это может быть полная мощность (в вольт-амперах) или активная мощность (в ваттах). Значения должны превышать потребляемую мощность подключаемых устройств.
• Время переключения на аккумуляторы и обратно, в течение которого устройство меняет режим работы. Медленное переключение может привести к обрывам питания на выходе.
• Форма выходного сигнала, который может быть идеальным или модифицированным синусом. Для большинства электроприборов требуется сигнал с "чистым" синусом.
• Время автономии – продолжительность питания нагрузки от аккумуляторов.
• Функция коррекции напряжения – возможность корректировки значения и формы сигнала без перехода в автономный режим (присутствует в источниках питания двойного преобразования и линейно-интерактивного типа).
• Ток зарядного устройства – чем выше значение, тем быстрее происходит зарядка аккумуляторов.

Как выбрать системы бесперебойного питания

Источники бесперебойного питания доступны широкому кругу пользователей и могут применяться как дома или на даче, так и в офисе или промышленности. Они обеспечивают поддержку и защиту оборудования, начиная с отдельного компьютера или сервера и заканчивая дата-центром, локальной инженерной системой или целым офисным или промышленным зданием.

Для правильного выбора устройства бесперебойного питания  необходимо учитывать следующие ключевые характеристики: мощность, время работы на батарейке, тип установки и дополнительные опции.

Расчет мощности бесперебойного питания

При выборе ибп необходимо определить его мощность. Потому что устройство, подходящий для обеспечения работы домашнего компьютера, будет недостаточным для мощного медицинского оборудования. Для определения мощности  необходимо сначала учесть общую нагрузку .Мощность бесперебойников определяется исходя из потребляемой мощности подключенного оборудования. Для расчета общей нагрузки необходимо сложить мощности всех устройств, подключенных к сети, в ваттах. Учитывайте, что мощность бесперебойника измеряется в вольт-амперах, поэтому для ее расчета нужно разделить активную мощность на коэффициент мощности.  Нужно сложить мощности всего оборудования, подключаемого к устройству. Например, если подключить  котел отопления (мощность - 200 Вт) и циркуляционный насос (мощность - 200 Вт), общая потребляемая мощность составит 400 Вт. Однако при запуске оборудования токи превышают номинал, поэтому потребляемая мощность увеличивается. Для учета пусковых токов необходимо учитывать коэффициент токов пуска. Например, для котлов отопления - 3.4, для циркуляционных насосов - 3.5.Например, для телекоммуникационного оборудования с коэффициентом мощности 0,95 или для электродвигателей, указанного в техническом паспорте как 0,7.

Максимальная активная мощность устройства определяется как произведение номинального значения на коэффициент мощности. Это определяет общую мощность, которую система бесперебойного питания может обеспечить. Не забывайте о резерве мощности в 20-30% от максимума и возможном скачке мощности при запуске электродвигателей. Рекомендуется выбирать бесперебойники с запасом в 50%.

Пересчет времени автономной работы

Для большинства стандартных офисных бесперебойников небольшой мощности, время автономной работы от батареи при максимальной нагрузке обычно составляет от 4 до 15 минут. При уменьшении нагрузки на ибп время работы от батареи увеличивается, однако это увеличение нелинейно зависит от изменения нагрузки из-за особенностей разрядной характеристики аккумуляторов. Например, если нагрузка уменьшается вдвое, время автономной работы может увеличиться в 2.5-5 раз, при уменьшении втрое – в 4-9 раз и так далее. Некоторые ибп с большей мощностью или специальные модели могут быть расширены по времени автономной работы путем установки батареи с большей емкостью или дополнительной батареи. Батарея с увеличенной емкостью может размещаться в том же корпусе или необходим дополнительный корпус для установки дополнительной батареи.

Время работы на батарейке

Это период времени, в течение которого бесперебойник обеспечивает питание подключенному оборудованию только от батарейки. Обычно это составляет от 5 до 15 минут. Длительность работы ибп зависит от:

• Общая мощность подключенного оборудования;
• Емкость аккумуляторных батарей;
• Срок эксплуатации оборудования;
• Интенсивность работы ;
• Температура в помещении, где установлен ибп.
• Для увеличения времени работы рекомендуется использовать дополнительные емкостные устройства, которые увеличивают запас тока.

Тип установки модуля

Важно учитывать тип установки модуля, особенно если помещение с ограниченной площадью. Существуют три способа установки:

• Навесной: подходит для аппаратов низкой мощности (до 1000 ВА);
• Напольный: позволяет вертикальное размещение УПС на полу;
• В стойку: для установки в специальный шкаф размером 19 дюймов рядом с оборудованием. Необходимо оставить пространство не менее 50 см между верхним краем устройства и потолком для достаточного охлаждения.

Дополнительные опции

Добавляют удобство в работе источников бесперебойного питания.

Некоторые из них:

• Функция "холодный старт": запуск ибп без электропитания;
• Электронный дисплей: упрощает контроль параметров;
• Система принудительного охлаждения: полезна при длительных нагрузках;
• Защита от короткого замыкания: предотвращает повреждения;
• Дополнительные разъемы: для подключения дополнительного оборудования.

Требования к условиям эксплуатации систем бесперебойного питания

Для помещений, где устанавливаются устройства, следует соблюдать следующие условия:

• Воздух должен быть сухим с влажностью до 80%.
• Температура воздуха должна быть в пределах 5-40 °C.

При более низкой температуре может образоваться конденсат внутри корпуса, что может привести к короткому замыканию. Более высокая температура отрицательно скажется как на самом устройстве, так и на его аккумуляторах, что приведет к сокращению их срока службы. Оптимальная температура для свинцово-кислотных батарей составляет 25 °C.

• Воздух должен быть чистым, без крупной пыли (класс защиты IP20).

UPS следует устанавливать на расстоянии 15-20 см от других объектов для обеспечения нормальной вентиляции.

Компания "Проинтек" занимается поставкой cистем бесперебойного питания следующих известных производителей:

Купить системы бесперебойного питания

Хотите обеспечить непрерывное питание вашего оборудования? Приобретите надежные системы бесперебойного питания прямо сейчас! У нас в продаже доступны разнообразные модели систем бесперебойного питания различной мощности и функциональности.

Если вам нужна консультация или дополнительная информация, не стесняйтесь связаться с нами по электронной почте или по телефону. Задать вопрос или отправить заявку на поставку оборудования можно по e-mail: office@prointek.ru или по факсу 8 (8452) 45-55-33. Наши специалисты будут рады помочь вам выбрать идеальный источник бесперебойного питания для ваших потребностей.

Не откладывайте заботу о надежном электропитании на потом. Приобретите качественные системы бесперебойного питания прямо сейчас и обеспечьте спокойствие и защиту вашего оборудования от сбоев в электросети.