Upc что это бесперебойник
Что такое источник бесперебойного питания (ИБП), для чего нужен бесперебойник, как выбрать, сколько стоит
Не секрет, что одна из основных причин поломок электрического оборудования – сбои и помехи в электросетях. В настоящее время во многих регионах России существуют проблемы с качеством и количеством электроэнергии, доходящей до конечного потребителя. Это и плановые отключения, и перебои, вызванные как перегрузками, так и разного рода авариями. Чтобы избежать поломок электрооборудования от различных сбоев и помех нужно подключить к ним источник бесперебойного питания.
Источник бесперебойного питания или ИБП – это прибор, позволяющий вашему оборудованию, например, котлу отопления или компьютеру в течение определенного времени работать от аккумуляторных батарей. Таким образом, в случае отключения или выхода за пределы нормальных показателей, электрической сети, бесперебойник будет выдавать на выходе питание, которое полностью соответствует всем стандартам, что поможет избежать поломки котла и прочих неприятных последствий проблем с электроэнергией.
Источники бесперебойного питания (uninterruptible power supply – UPS), когда-то устанавливались только в вычислительных центрах или системах жизнеобеспечения. Сейчас ИБП являются сравнительно недорогим дополнением к любому электрическому оборудованию, которое легко окупает себя, продлевая срок службы этого электрооборудования.
Вы можете приобрести ИБП ELTENA у наших дилеров. Выбрать нужный источник бесперебойного питания, найти дилера в своем городе, уточнить цены на все ИБП или узнать, сколько стоит конкретное оборудование, вы можете на нашем официальном сайте ELTENA – eltena.com.
С 2002 по 2018 года ИБП ELTENA поставлялись под брендом INELT. Новый международный бренд ELTENA ориентирован на развитие продаж в России и за ее пределами, олицетворяет динамичное развитие и подчеркивает высокое качество оборудования.
Модельный ряд источников бесперебойного питания ELTENA
Модельный ряд ИБП ELTENA
Мощность
Применение источников бесперебойного питания
Компьютер, кассовый аппарат, периферийная техника, телефонная станция
Компьютер, сервер, периферийная техника, сетевое оборудование, группа рабочих станций, офисная АТС
Компьютер, бытовая техника, телекоммуникационное оборудование, инженерные системы,
котел отопления, циркуляционный насос, группа рабочих станций, офисная АТС, в стойку 19”,
серверное оборудование, оборудование в уличном антивандальном шкафу, системы безопасности
Сервер, группа серверов, ЦОД, телекоммуникационный узел, АСУ ТП, котел отопления, небольшой офис, инженерные системы, система «Умный дом», система жизнеобеспечения зданий, осветительное оборудование, промышленное оборудование, отопительное оборудование (котлы и насосы), медицинское оборудование
Содержание:
Все источники бесперебойного питания по своей структурной схеме подразделяются на 3 основных типа:
ИБП резервного типа (Off-Line или Standby)
Недорогие источники бесперебойного питания, предназначенные в основном для защиты не очень критичных рабочих станций. Бесперебойник этого типа передает на нагрузку напряжение непосредственно от входной сети, фильтруя импульсные помехи. При выходе напряжения за допустимые пределы ИБП переводит оборудование на питание от батарей через простейший инвертор, дающий на выходе ступенчатую аппроксимацию синусоиды.
Линейно-интерактивный (Line-Interactive) ИБП
ИБП этого типа обеспечивает питание нагрузки через ступенчатый стабилизатор, корректирующий пониженное или повышенное входное напряжение, фильтруя импульсные помехи. При выходе входного напряжения за пределы диапазона регулировки бесперебойник переводит оборудование на питание от батарей через инвертор (ИБП с двойным преобразованием напряжения (On-Line)). Рекомендуется использовать такие ИБП для серверов, рабочих станций, групп рабочих станций, мини-АТС и другой офисной техники, а также сетевого и телекоммуникационного оборудования.
По форме напряжения инвертора линейно-интерактивные модели ИБП делятся на 2 класса:
1) Со ступенчатой аппроксимацией синусоиды на выходе (ELTENA Smart Station). Такие бесперебойники пригодны только для защиты оборудования с импульсными блоками питания.
2) C синусоидальным выходным напряжением (ELTENA Intelligent).
ИБП с двойным преобразованием напряжения (On-Line — Онлайн)
Эта схема построения источника бесперебойного питания обеспечивает качественно иной уровень защиты нагрузки. Поступающее на вход переменное сетевое напряжение сначала преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем с помощью инвертора снова в переменное. Таким образом, на выходе ИБП формируется качественная синусоида c постоянной амплитудой независимо от наличия и формы входного напряжения. Аккумуляторная батарея непрерывно включена в цепь постоянного напряжения, что обеспечивает нулевое время перехода на батареи. При перегрузке или выходе ИБП из строя нагрузка продолжает получать питание через обходную цепь байпас.
К этому типу относятся все модификации ELTENA Monolith. ИБП, построенные по такой схеме, можно использовать для защиты практически любого оборудования, вплоть до самого критичного. Для достижения максимальной надежности и/или увеличения мощности системы бесперебойного питания ИБП с двойным преобразованием напряжения могут объединяться в параллельные системы. В случае системы с резервированием N+1 (добавляется один дополнительный бесперебойник к системе, рассчитанной на нагрузку: N*мощность одного ИБП) выход одного бесперебойника из строя никак не сказывается на работе подключенного к системе оборудования. Заметим, что строить параллельные системы без резервирования не рекомендуется, так как это снижает надежность системы в целом: выход из строя любого из ИБП приводит к перегрузке.
Основные характеристики ИБП
Источники бесперебойного питания доступны самому широкому кругу потребителей, могут применяться как дома или на даче, так и в офисе или в промышленности; они позволяют поддерживать и защищать оборудование от отдельно стоящего компьютера или сервера до дата-центра, от локальной инженерной системы до целого офисного или промышленного здания.
Расчет мощности источника бесперебойного питания
При подборе источника бесперебойного питания необходимо определиться с его мощностью. Поскольку ИБП пригодный для обеспечения работы домашнего компьютера, будет совершенно бесполезен для мощного медицинского оборудования. Чтобы определить мощность источника бесперебойного питания, нужно сначала учесть суммарную нагрузку. Необходимо сложить значения мощности всего оборудования, подключаемого к ИБП. Например, нужно подключить к источнику бесперебойного питания котел отопления (мощность — 200 Вт) и циркуляционный насос (мощность – 200 Вт). Сумма потребления общая составит 400 Вт. Однако дело заключается в том, что при запуске токи оборудования довольно значительно превышают номинал, поэтому потребляемая мощность увеличивается в разы. Когда для питания нагрузки, равной четырем ста ватт мы выбираем бесперебойник таких же значений мощности, может возникнуть перегрузка, и техника отключится. Чтобы этого избежать, надо учитывать коэффициент токов пуска. Каждому виду техники присущ свой показатель пусковых токов: для котлов отопления — 3.4, для циркуляционных насосов — 3.5.
Подсчитываем:
Котел — 200*3.4 = 680 Вт
Насос — 200*3.5 = 700 Вт
Значения складываем, получаем 1 380 Вт
Это суммарная мощность оборудования, измеряемая ваттами. Мощность бесперебойника определяется вольт-амперами, то есть это полная мощность, произведенная для питания нагрузки. Для вычисления показателя необходимой произведенной полной мощности ИБП, нужно мощность полезную разделить на коэффициент 0,7.
1380 Вт/0,7 = 1 971 Вт.
Видно, что конечное значение мощности превосходит суммарную мощность, потребляемую оборудованием. Объясняется это тем, что частично мощность теряется с образованием магнитных полей, либо в резисторах и трансформаторах, и бесперебойник на выходе не выдает полный объем мощности. Получается, для эффективного функционирования ИБП с подключенным оборудованием, в данном случае, мощность его не должна быть менее 1971 Вт.
Расчет времени автономной работы
Для большинства обычных офисных ИБП (UPS) небольшой мощности время работы от батареи при максимальной нагрузке составляет 4-15 минут. Если нагрузка источника бесперебойного питания меньше максимальной, то время работы от батареи увеличивается. Из-за нелинейности разрядной кривой аккумуляторной батареи это увеличение не пропорционально уменьшению нагрузки. Если нагрузка уменьшилась вдвое, то время работы может увеличиться в 2.5-5 раз, если втрое, то время увеличивается в 4-9 раз и т.д. Бесперебойник большой мощности и некоторые ИБП малой мощности имеют возможность увеличения времени автономной работы за счет замены батареи на батарею большей емкости или установки дополнительной батареи. Батарея большей емкости может устанавливаться в том же корпусе или может устанавливаться дополнительный корпус для батареи.
Выберите подходящий Вам источник бесперебойного питания, используя сервис «Подбор оборудования»
Источники бесперебойного питания – разновидности и принципы
В статье рассмотрены виды ИБП, принципы работы ИБП, а также приведены реальные осциллограммы напряжений на выходе.
Для начала – немного общей терминологии. Источники бесперебойного питания (сокращенно – ИБП) у нас так же называют UPS, от английского сокращения Uninterruptable Power Supply (беспрерывный источник питания). Поэтому говорят и УПС (UPS) и ИБП, кому как удобнее. Я в статье буду называть и так, и эдак.
Зачем нужен UPS (ИБП)
Принцип работы ИБП раскрывается в названии – это такой источник, на выходе которого напряжение есть всегда. Но мы здесь собрались технари-реалисты, и понимаем, что ничего вечного нет, поэтому ниже разберемся в принципе действия.
ИБП в основном используются там, где пропадание электропитания может вызвать негативные последствия. Например, питание компьютеров и серверов, питание устройств связи и распределения сигналов (роутеры), питание устройств, автоматическая перезагрузка (перезапуск) которых без участия человека невозможна.
Вот пример, как мой читатель доработал ИБП для стратегически важной системы (2 сервера, и т.д.). Кроме того, усовершенствовал схему, и добавил возможность использования обычного автомобильного аккумулятора.
Для бытовых вещей это прежде всего компьютеры и системы отопления.
Следует понимать, что ИБП выбираются на время работы нагрузки 10-15 мин, редко до получаса. Предполагается, что за это время питание появится, либо человек (оператор) предпримет необходимые действия (сохранит данные, позвонит в энергослужбу предприятия, завершит технологический процесс).
ИБП нельзя рассматривать в качестве резервного источника питания. Он является лишь аварийным источником, и в лучшем случае используется очень редко, в общей сложности не более 10 минут в год (несколько раз, на время не более минуты). Если это время больше, то следует задуматься о повышении качества электропитания.
Виды источников бесперебойного питания
Виды (типы) ИБП имеют множество названий, но их всё равно ровно три. Разберёмся.
Итак, три основных вида ИБП:
Back UPS
Другие равнозначные названия – Off-line UPS, Standby UPS, ИБП резервного типа. Самые распространенные УПС, используются для большинства видов бытовой и компьютерной техники.
Back просто переключает нагрузку на питание от батарей при выходе входного напряжения за пределы. Нижний предел у разных моделей – около 180В, верхний – около 250В. Переходы на батарею и обратно – с гистерезисом. То есть, например, при понижении переход на батарею состоится при 180 В и менее, а обратно – при 185 и более. Тот же принцип действует у всех типов ИБП.
Чем-то напоминает работу реле напряжения, которое отключает нагрузку, а Back UPS не отключает, а переключает на аккумулятор, что позволяет ей некоторое время поработать.
Smart UPS
Другие названия – Line-Interactive, ИБП интерактивного типа. Недалеко ушли по принципу действия от Back.
Smart UPS действуют умнее, как следует из названия. Они ещё дополнительно переключают внутренний автотрансформатор, в некотором смысле стабилизируя входное напряжение. И только в крайнем случае переходят на батарею.
Таким образом, норма напряжения на выходе поддерживается при бОльших отклонениях на входе (150…300В). Автотрансформатор имеет несколько ступеней переключения, поэтому Умный УПС до последнего переключает выводы автотрансформатора, включая аккумулятор лишь в последний момент. Это позволяет экономить батарею, включая её в работу лишь при полном пропадании питания.
Данное устройство напоминает релейный стабилизатор напряжения со ступенчатым переключением обмоток автотрансформатора. С той лишь разницей, что при выходе за рабочие пределы стабилизатор будет бессилен, а наша “умница” введёт в работу аккумулятор, и питание не пропадёт.
Online UPS
Другие названия – онлайн, источник бесперебойного питания с двойным преобразованием, инверторный. Совершенно другой принцип действия, для любителей чистого синуса. Энергия со входа преобразуется в постоянное напряжение, и поступает на инвертор, генерирующий чистый синус. И одновременно – поддерживает аккумулятор в 100% готовности. При необходимости инвертор продолжает работать так же, только питание на него поступает с аккумулятора.
Используется для аварийного питания техники, чувствительной к форме выходного напряжения – например, газовые котлы, сервера, профессиональная аудио-видео аппаратура и другое стратегически важное оборудование.
Минусов онлайн ИБП два – цена и КПД. КПД низкий, т.к. такой ИБП включен в работу постоянно, что следует из названия. В отличии от двух других типов.
Существуют разновидности онлайн УПС, в которых используется так называемый “сквозной ноль”, для правильной работы газовых электрокотлов. Это связано с тем, что такие котлы чувствительны к наличию реального нуля, для правильного розжига.
Исследование ИБП с помощью осциллографа
А теперь – самое интересное.
Напряжение на выходе Back UPS
Я провёл исследование с использованием осциллографа Fluke 124. Осциллограммы (форма импульсов и колебаний на выходе ups) привожу и комментирую ниже.
Back UPS. Осциллограмма при переходе с сети на батарею.
Что видно по этой временной диаграмме? Период 20мс, частота 50Гц, амплитуда 315В. Стоит отметить, что фаза синуса и генерируемых импульсов совпадает, что хорошо. При пропадании сетевого напряжения ИБП мешкается 5-7 мс, и затем идут импульсы, которые называются “квази-синус”. Вот они:
Back UPS. Напряжение на выходе при питании от батарей.
Осциллограф померял RMS напряжение (среднеквадратическое), оно соответствует норме. Однако, когда я измерил это же напряжение мультиметром, я получил значение 155 В. Почему на выходе UPS низкое напряжение?
Дело в том, что мультиметр меряет только первую гармонику с частотой 50Гц. Для синуса всё гладко. Но если измерять напряжение таких вот импульсов, надо мерять именно RMS, среднеквадратическое, иначе не будут учтены следующие гармоники – 100, 150, 200 Гц. А они составляют значительную часть энергии, до 30%. Эту особенность знают производители UPS, и чтобы не заморачиваться (и не повышать цену на свои изделия), выдают на наши приборы такие импульсы с амплитудой около 370В.
Подробнее об измерении среднеквадратического несинусоидального напряжения – на видео:
Вот укрупненный график, где видно, что напряжение после переключения сначала повышается на пол секунды до 400В, а потом стабилизируется:
Back UPS. Выход, длительность 2 секунды
А вот как меняется форма напряжения на выходе Back-UPS в момент перехода с батарейного на сетевое питание:
Back UPS, – Напряжение на выходе ИБП при переходе с батареи на сеть. Форма импульсов на выходе ups
Тоже фаза не меняется, всё замечательно. Подключал на выход ИБП пускатель 2-й величины, переключал туда-сюда режимы питания – пускатель втянут надежно, никаких проблем.
В качестве испытуемого был ИБП APC Back-500-RS, параметры на фото ниже:
Параметры Back UPS – задняя панель
Напряжение на выходе Smart UPS
Теперь приведу для полноты картины осциллограммы напряжений на выходе Smart UPS. Испытаниям подвергался UPS Ippon Smart Power Pro 1000.
Время переключения также для всей современной аппаратуры несущественно – менее 7 мс.
Плавного изменения напряжения на входе я не делал, поскольку не было такой цели. Полагаю, что в данном случае Умный ИБП ведёт себя точно так же, как и релейный стабилизатор напряжения.
Данные исследования проведены в рамках проекта по включению ИБП в цепь управления промышленного холодильника.
Скачать
Информация по теме – статья про конструкцию и ремонт Источников Бесперебойного питания:
• APC_Smart-UPS_450-1500_Back-UPS_250-600 / Устройство и ремонт ИБП. Пособие по ремонту. Схемы и их обзор., pdf, 1.93 MB, скачан: 2076 раз./
Upc что это бесперебойник
Источник бесперебойного питания(ИБП), или Uninterruptible Power Supply (UPS) прибор, основная функция которого бесперебойное снабжение электроэнергией.
Принцип работы всех ИБП основан на поддержании нагрузки от аккумуляторов во время пропадания напряжения в сети 220В(380В).
Существует множество разновидностей ИБП под разные цели и задачи, с дополнительными опциями и возможностями, но всего три основных типа ИБП:
Также ИБП могут отличаться:
И еще массой параметров: наличием грозозащиты, защиты телефонной линии, витой пары, изолирующим трансофрматором, размером, цветом, материалом корпуса, ценой и т.д
Как разобраться? Мы поможем.
Итак, три основных типа ИБП.
Принцип действия standby UPS (буквально находящийся в режиме ожидания) прост: при наличии напряжения в сети через систему фильтров (или без них) подает «розеточный» ток напрямую на выходы. Параллельно поддерживает заряд АКБ.
При пропадании напряжения или выходе его за пределы «нормального» диапазона переключается на работу от батарей.
Переключение происходит при помощи реле, при этом время срабатывания реле составляет 3-15 миллисекунд. При этом происходит искажение сигнала, сопровождаемое кратковременным всплеском напряжения. Для некоторых устройств такое время переключения недопустимо.
Постоянный ток с батареи преобразуется в переменный инвертором, как правило, простым. Поэтому вместо синусоидального сигнала на выход ИБП при работе от батарей подается подобие синусоиды, называемое меандром. В лучшем случае синусоида аппроксимированная или модифицированная, т.е. не совсем квадратная, а состоящая из более мелких квадратов. Чем мельче квадрат, тем ближе к идеальной синусоиде.
Плюсы оффлайновых ИБП:
Большинство моделей имеют небольшую мощность (до 1500ВА) и короткое время работы от батарей (до 5-8 минут при полной нагрузке) и предназначены для питания компьютеров и рабочих станций, а также маломощных устройств с импульсными блоками питания, для которых форма сигнала при работе от батарей не критична.
Нежелательно использовать Back UPS устройства для защиты оборудования с трансформаторными блоками питания и электродвигателей. Долгая работа таких устройств от ступенчатой синусоиды ведет к перегреву катушек.
Тип 2: Линейно-интерактивный (line-interactive, smart UPS)
Основным отличием топологии line-interactive от back UPS принято считать наличие AVR (automatic voltage regulator) автоматического регулятора напряжения, или, другими словами, простенького ступенчатого стабилизатора. Принцип его работы прост: AVR имеет несколько фиксированных ступеней регулировки (например, +-30Вольт), как правило, не более двух ступеней на понижение и трех на повышение напряжения.
При выходе сетевого напряжения за пределы значений работы AVR и в случае полного пропадания сети ИБП переключается на батареи через реле, как и у резервных ИБП.
Если еще 10-15 лет назад можно было четко различить оффлайновый и линейно-интерактивный источники питания, то сейчас грань между этими видами ИБП постепенно стирается. Новые Back UPSы обзаводятся простейшими AVR и теперь гордо именуются линейно-интерактивными, при этом выдавая грубейшую ступенчатую синусоиду и отключаясь по таймеру(а не по возможности аккумулятора) для защиты от перегрева.
Более продвинутые модели имеют инвертор с синусоидальной формой выходного напряжения, микропроцессорное управление (для таких моделей обычно в название добавляется слово «SMART»(умный)) по аналогии с линейкой SmartUPS крупнейшего в мире производителя ИБП APC (American Power Conversion). Смарты уже имеют расширенный функционал настроек и возможностей, таких как изменение параметров перехода на батареи, поддержки сетевых карт, кнопок аварийного отключения (EPO), замены батарей без отключения нагрузки и даже отключения нагрузки по приоритету при долгом отсутствии напряжения в сети.
Пример: самые продвинутые ИБП могут отключать розетки раздельно. Через минуту(можно регулировать) отсутствия напряжения отключат утюг и чайник, через две минуты основное освещение и, в последнюю очередь, видеонаблюдение, аварийное освещение и главный сервер). Ну, или, по желанию, в обратном порядке.
Плюсы линейно-интерактивных ИБП:
Применяется во всех областях, где необходимо качественное электропитание: от компьютеров, кассовых узлов, до мощных серверов, систем управления зданиями.
Тип 3: ИБП Двойного преобразования (online UPS, double conversion UPS, real time UPS)
Данный тип ИБП принципиально отличается от двух предыдущих типов. Если линейно-интерактивные и резервные ИБП при нормальных условиях просто пропускают сетевое электричество через себя, как провод, а инвертор работает только в моменты работы от батарей, то инвертор онлайн ИБП работает постоянно.
Переменный ток(220В, 380В) на входе преобразуется выпрямителем в постоянный (DC), а затем инвертор преобразует постоянный ток в переменный и подает его на выход. То есть входящий и исходящий ток никак между собой не связаны. Из этого вытекают все преимущества данного типа ИБП никакие помехи, всплески, искажения сигнала не отражаются на нагрузке. Какие бы ни были проблемы с электричеством в сети (повышенное, пониженное напряжение, искажение формы сигнала, изменение частоты Гц, шумы, всплески), на выходе стабильная ровная синусоида. Аккумуляторы ИБП также всегда подключены в схему работы и при пропадании напряжения в сети и, соответственно, на выпрямителе, выдают постоянный ток на инвертор. За счет разницы потенциалов времени переключения на АКБ нет, оно равно нулю.
Пример: в Hi-Fi и Hi-End аппаратуре, какое бы ни было чистое и ровное напряжение в сети, колонки выдают легкое шипение. При подключении оборудования через online UPS шипение пропадает.
Из-за постоянной работы выпрямителя и инвертора в ИБП двойного преобразования требуется постоянное охлаждение. Поэтому такие устройства обязательно оснащены вентиляторами, которые работают во всех режимах работы (от сети, от батарей). Соответственно, всегда присутствует шум, что ограничивает комфортное использование таких ИБП в жилых помещениях. Также, при постоянной работе вентиляторов в пыльном помещении внутрь корпуса забивается пыль, которая препятствует отведению тепла. Требуется регулярная чистка устройства и контроль исправности вентиляторов со своевременной их заменой. Пренебрежение обслуживанием приводит к перегреву постоянно работающих узлов и к ускоренному выходу из строя как инвертора, так и аккумуляторов (АКБ плохо переносят работу в условиях повышенных температур).
Технология двойного преобразования, в отличие от линейно-интерактивных и резервных ИБП, не имеет ограничения по мощности. Сейчас выпускаются ИБП мощностью от 700ВА до параллельных систем в несколько мегаватт.
Преимущества онлайн ИБП:
Применение: мощностью до 5кВА для требовательных к времени переключения на батареи, частоте, форме синусоиды, помехам, отклонениям напряжения, сквозной нейтрали устройств. Выше 5кВА для всех устройств, требующих бесперебойной работы, т.к. на высокой мощности альтернатив онлайн ИБП нет.