Расчёт времени резерва питания нагрузки от ИБП. Выбор ИБП на примере продукции APC

По мере своего развития цивилизация начинает потреблять все больше энергии, в частности, электрической — станки, заводы, электронасосы, фонари на улицах, лампы в квартирах… Появление радио, телевизоров, телефонов, компьютеров дало человечеству возможность ускорить обмен информацией, однако, еще сильнее привязало его к источникам электроэнергии, поскольку теперь, во многих случаях, пропадание электричества равносильно потере канала доставки информационного потока. Наиболее критична такая ситуация для ряда наиболее современных отраслей, в частности, там, где основным инструментом производства являются компьютерные сети.

Давно подсчитано, что через пару-тройку месяцев работы стоимость информации, хранящейся на компьютере, превышает стоимость самого ПК. Уже давно информация стала разновидностью товара — ее создают, оценивают, продают, покупают, накапливают, преобразуют… и порой теряют по самым разнообразным причинам. Разумеется, до половины проблем, связанных с потерей информации, возникает из-за программных или аппаратных сбоев компьютерами. Во всех остальных случаях, как правило, проблемы связаны с некачественным электроснабжением компьютера.

Обеспечение качественного питания компонентов ПК — залог стабильной работы любой компьютерной системы. От формы и качественных характеристик сетевого питания, от удачного выбора компонентов питания порой зависит судьба целых месяцев работы. Исходя из этих соображений, была разработана изложенная ниже методика исследования, призванная в дальнейшем стать основой тестирования качественных характеристик бесперебойных блоков питания.

1. Положения ГОСТ
2. Классификация ИБП (описание, схема)
   • Оффлайновые
   • Линейно-интерактивные
   • Онлайновые
   • Основные типы по мощностям
3. Физика
   • a. Виды мощности, формулы расчета:
     • Мгновенная
     • Активная
     • Реактивная
     • Полная
4. Тестирование:
   • Цель тестирования
   • Общий план проведения
   • Параметры для проверки
5. Оборудование, использованное при тестировании
6. Библиография

Все, что связано с электрическими сетями, в России регламентируется положениями ГОСТ 13109-97 (принят Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации взамен ГОСТ 13109-87). Нормативы этого документа полностью соответствуют международным стандартам МЭК 861, МЭК 1000-3-2, МЭК 1000-3-3, МЭК 1000-4-1 и публикациям МЭК 1000-2-1, МЭК 1000-2-2 в части уровней электромагнитной совместимости в системах электроснабжения и методов измерения электромагнитных помех.

Стандартными показателями для электросетей в России, установленными ГОСТ, являются следующие характеристики:

• напряжение питания — 220 В±10%
• частота — 50±1 Гц
• коэффициент нелинейных искажений формы напряжения — менее 8% в течение длительного времени и 12% — кратковременно

Оговорены в документе и типичные проблемы электроснабжения. Чаще всего нам приходится сталкиваться со следующими из них:

• Полное пропадание напряжения в сети (отсутствие напряжения в сети на время более 40 секунд из-за нарушений в линиях подачи электроэнергии)
• Проседания (кратковременное снижение напряжения в сети до величины менее 80% от номинального значения на время более 1 периода (1/50 секунды) являются следствием включения мощных нагрузок, внешне проявляется как мерцание ламп освещения) и всплески (кратковременные повышения напряжения в сети на величину более 110 % от номинального на время более 1 периода (1/50 секунды); появляются при отключении большой нагрузки, внешне проявляются как мерцание ламп освещения) напряжения разной продолжительности (характерно для больших городов)
• Высокочастотный шум — радиочастотные помехи электромагнитного или другого происхождения, результат работы мощных высокочастотных устройств, коммуникационных устройств
• Отклонение частоты за пределы допустимых значений
• Высоковольтные выбросы — кратковременные импульсы напряжения величиной до 6000В и длительностью до 10 мс; появляются при грозах, как результат статического электричества, из-за искрения переключателей, внешних проявлений не имеют
• Выбег частоты — изменение частоты на 3 и более Гц от номинального (50 Гц), появляются при нестабильной работе источника электроэнергии, внешне могут и не проявляться.

Все эти факторы могут привести к выходу из строя достаточно «тонкой» электроники, и, как это часто бывает, к потере данных. Впрочем, люди давно научились защищаться: фильтры сетевого напряжения, «гасящие» скачки, дизель-генераторы, обеспечивающие подачу электроэнергии системам при пропадании напряжения в «глобальном масштабе», наконец, источники бесперебойного питания — основной инструмент защиты персональных ПК, серверов, мини-АТС и др. Как раз о последней категории устройств и пойдет речь.
Классификация ИБП

«Разделять» ИБП можно по разным признакам, в частности, по мощности (или сфере применения) и по типу действия (архитектуре/устройству). Оба этих метода тесно связаны друг с другом. По мощности ИБП делятся на

1. Источники бесперебойного питания малой мощности (с полной мощностью 300, 450, 700, 1000, 1500 ВА, до 3000 ВА — включая и on-line)
2. Малой и средней мощности (c полной мощностью 3–5 кВА)
3. Средней мощности (с полной мощностью 5–10 кВА)
4. Большой мощности (с полной мощностью 10–1000 кВА)

Исходя из принципа действия устройств, в литературе в настоящее время используется два типа классификации источников бесперебойного питания. Согласно первому типу, ИБП делятся на две категории: on-line и off-line , которые, в свою очередь, делятся на резервные и линейно-интерактивные .

Согласно второму типу, ИБП делятся на три категории: резервные (off-line или standby), линейно-интерактивные (line-interactive) и ИБП с двойным преобразованием напряжения (on-line).

Мы будем пользоваться вторым типом классификации.

Рассмотрим для начала разницу типов ИБП. Источники резервного типа выполнены по схеме с коммутирующим устройством, которое в нормальном режиме работы обеспечивает подключение нагрузки непосредственно к внешней питающей сети, а в аварийном — переводит ее на питание от аккумуляторных батарей. Достоинством ИБП такого типа можно считать его простоту, недостатком — ненулевое время переключения на питание от аккумуляторов (около 4 мс).

Линейно-интерактивные ИБП выполнены по схеме с коммутирующим устройством, дополненной стабилизатором входного напряжения на основе автотрансформатора с переключаемыми обмотками. Основное преимущество таких устройств — защита нагрузки от повышенного или пониженного напряжения без перехода в аварийный режим. Недостатком таких устройств также является ненулевое (около 4 мс) время переключения на аккумуляторы.

ИБП с двойным преобразованием напряжения отличается тем, что в нем поступающее на вход переменное напряжение сначала преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем — с помощью инвертора — снова в переменное. Аккумуляторная батарея постоянно подключена к выходу выпрямителя и входу инвертора и питает его в аварийном режиме. Таким образом, достигается достаточно высокая стабильность выходного напряжения независимо от колебаний напряжения на входе. Кроме того, эффективно подавляются помехи и возмущения, которыми изобилует питающая сеть.

Практически, ИБП данного класса при подключении к сети переменного тока ведут себя как линейная нагрузка. Плюсом данной конструкции можно считать нулевое время переключения на питание от аккумуляторов, минусом — снижение КПД за счет потерь при двукратном преобразовании напряжения.

Во всех справочниках по электротехнике различаются четыре вида мощности: мгновенная , активная , реактивная и полная . Мгновенная мощность вычисляется как произведение мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока для произвольно выбранного момента времени, то есть

Так как в цепи с сопротивлением r u=ir, то

Средняя за период мощность P рассматриваемой цепи равна постоянной слагающей мгновенной мощности

Среднюю за период мощность переменного тока называют активной . Единица активной мощности вольт-ампер называется ватт (Вт).

Соответственно и сопротивление r называют активным. Так как U=Ir, то

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля. Для синусоидального тока равна произведению действующих тока и напряжения на синус угла сдвига фазы между ними.

Полная мощность — потребляемая нагрузкой суммарная мощность (учитываются как активная, так и реактивная ее составляющие). Вычисляется как произведение среднеквадратичных значений входного тока и напряжения. Единица измерения — ВА (вольт-ампер). Для синусоидального тока равна

Практически на любом электрическом приборе находится этикетка с указанием либо полной мощности устройства, либо активной мощности.
Тестирование

Основная цель тестирования — продемонстрировать поведение тестируемых ИБП в реальных условиях, дать представление о дополнительных характеристиках, которые не находят отражения в общей документации на устройства, на практике определить влияние различных факторов на работу ИБП и, возможно, помочь определиться с выбором того или иного источника бесперебойного питания.

Несмотря на то, что рекомендаций по выбору ИБП в настоящее время существует великое множество, в ходе тестирования мы рассчитываем, во-первых, рассмотреть ряд дополнительных параметров, которыми стоит поинтересоваться перед покупкой оборудования, во-вторых, по необходимости скорректировать набор выбранных методов и параметров тестирования и выработать базу для будущего анализа всего тракта питания систем.

Общий план проведения тестирования выглядит следующим образом:

• Указание класса устройства
• Указание заявленных производителем характеристик
• Описание комплектности поставки (наличие руководства, дополнительных шнуров, ПО)
• Краткое описание внешнего вида ИБП (функции, вынесенные на контрольную панель и перечень разъемов)
• Тип аккумуляторов (с указанием емкости аккумуляторов, обслуживаемые/необслуживаемые, наименование, возможно — взаимозаменяемость, возможность подключения дополнительных аккумуляторных блоков)
• «Энергетическая» составляющая тестов

В процессе тестирования планируется проверить следующие параметры:

• Диапазон входного напряжения, при котором ИБП работает от сети, не переключаясь на аккумуляторы. Больший диапазон входного напряжения уменьшает количество переходов ИБП на батарею и увеличивает срок ее службы
• Время переключения на питание от аккумулятора. Чем меньше время переключения, тем меньше риск выхода из строя нагрузки (устройства, подключенного через ИБП). Длительность и характер процесса переключения во многом определяют возможность нормального продолжения работы оборудования. Для компьютерной нагрузки допустимое время прерывания питания 20-40 мс.
• Осциллограмма переключения на аккумулятор
• Время переключения с аккумулятора на внешнее питание
• Осциллограмма переключения с аккумулятора на внешнее питание
• Время работы в автономном режиме. Этот параметр определяется исключительно емкостью батарей, установленных в ИБП, которая, в свою очередь, увеличивается при росте максимальной выходной мощности ИБП. Для обеспечения автономным питанием двух современных компьютеров SOHO типичной конфигурации в течение 15-20 мин, максимальная выходная мощность ИБП должна быть порядка 600-700 ВА.
• Параметры выходного напряжения при работе от батарей
• Форма импульса в начале разряда аккумулятора
• Форма импульса в конце разряда аккумулятора
• Диапазон выходного напряжения ИБП при изменении входного напряжения. Чем этот диапазон уже, тем меньше влияние изменения входного напряжения на питаемую нагрузку
• Стабилизация выходного напряжения
• Фильтрация выходного напряжения (если она есть)
• Поведение ИБП при перегрузке на выходе
• Поведение ИБП при пропадании нагрузки
• Вычисление КПД ИБП. Определяется как отношение выходной мощности устройства к потребляемой мощности от источника питания
• Коэффициент нелинейных искажений, характеризующий степень отличия формы напряжения или тока от синусоидальной
  • 0% — синусоида
  • 3% — искажения не заметны на глаз
  • 5% — искажения заметны глазом
  • до 21% — трапецеидальная или ступенчатая форма сигнала
  • 43% — сигнал имеет прямоугольную форму

При тестировании мы будем пользоваться не реальными рабочими станциями и серверами, а эквивалентными нагрузками, которые имеют стабильный характер потребления и коэффициент использования мощности, близкий к 1. В качестве основного оборудования, которое будет использоваться при проведении тестирований, в настоящее время рассматривается следующий комплект:

1. ГОСТ 721-77 Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения свыше 1000 В
2. ГОСТ 19431-84 Энергетика и электрификация. Термины и определения
3. ГОСТ 21128-83 Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения до 1000 В
4. ГОСТ 30372-95 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения
5. Теоретическая электротехника, изд. 9-е, исправленное, М.-Л., издательство "Энергия", 1965
6. Рекламные материалы компании
7. Интернет-ресурс

Источник бесперебойного питания (ИБП) или Uuninterrupted Power Supply (UPS) - это электронное устройство с аккумуляторной батареей, предназначенное для кратковременного снабжения энергией персональных компьютеров, бытовой техники и прочих устройств, в случае резкого изменения или отключения напряжения в электрической сети. Ведь никому не захочется в миг потерять всю информацию независимо от того, проходите ли вы компьютерную игру, печатаете текст или работаете с кодом. В случае внезапного отключения ПК все данные могут быть безвозвратно утеряны. Не говоря уже о том, что может произойти с самим “железом”.

Мы расскажем вам о том, как сориентироваться в большом количестве продаваемых ИБП. На какие параметры обращать внимание, и как правильно выбрать источник для защиты вашей техники, дабы в случае форс-мажора сохранить себе и нервы, и деньги.

Разновидности ИБП

Самое важное, с чем вы должны определится - это то, какие из устройств вы хотите защитить. Какие проблемы с электричеством у вас есть на месте работы этих устройств - как часто бывают скачки напряжения, моргают ли лампочки. Если такие проблемы наблюдаются редко, а подключать вы собираетесь небольшое количество приборов, то рекомендуем взять ИБП с резервным источником питания . Такие устройства стоят дешево, так как они маломощные. При выходе электросети из оптимальных значений, будь то падение напряжения, либо полное его отключение - ИБП переключается на работу от встроенного АКБ и возвращается в нормальное состояние при возникновении энергии. Плюсы таких приборов в том, что они достаточно малошумные, иногда компактные, а также обладают высоким КДП и низким уровнем тепловыделения. Время переключения от сети на батарею составляет около 10 мс.

Если же скачки напряжения в районе 180-195 В и его отключение встречаются часто, то следует выбирать линейно-интерактивные ИБП . Такие устройства содержат абсолютно весь функционал резервного ИБП, отличаясь наличием стабилизатора напряжения, позволяющего регулировать напряжение на выходе сети. По эффективности линейно-интерактивные ИБП занимают промежуточное значение между резервными и ИБП с двойным преобразованием. Время перехода от питания сети на батарею составляет около 2-4 мс.

Если вы выбираете ИБП для защиты большого количества чувствительного оборудования, например, серверных и рабочих станций, то вам необходимо обратить внимание на источник бесперебойного питания с двойным преобразованием энергии . Такая схема построения энергии выдает идеальное напряжение для сети. Подобный прибор непрерывно преобразовывает переменный ток в постоянный, регенерируя его затем снова в переменное электричество. За счет этого время перехода от питания сети до включения питания от батарей представляет нулевое значение. То есть, переход происходит мгновенно.

Фото: www.hwp.ru

Мощность

Поинтересуйтесь о технических характеристиках оборудования, которое вы планируете защитить, а именно - какова его мощность. Выбирайте источник бесперебойного питания с запасом мощности в 20-30% от планируемой нагрузки сети. К примеру, источника бесперебойного питания с мощностью в 300-500 Вт вам хватит для защиты обычного персонального компьютера. Для защиты игрового компьютера с большим монитором и некоторым количеством периферийных устройств вам понадобится ИБП с мощность 700-1500 Вт.

Если у вас все равно возникают определенные вопросы, вы всегда сможете обратится на сайты разработчиков ИБП. В которых есть специальные программы для расчёта мощности персонального компьютера исходя из ваших параметров.

Продолжительность автономной работы

Ни один ИБП не обеспечивает бесконечное время работы в условиях отсутствия электричества. После отключения электроэнергии вам достаточно стандартных 5-7 минут для безопасного сохранения и завершения работы. Компьютерный сервер может потребовать чуть больше времени. Поэтому обязательно уточните, сколько минут или часов способен работать ИБП до полной разрядки батареи. Также вы можете выбрать ИБП с возможностью подключения дополнительной батареи. В любом случае, время автономной работы указано в инструкции, либо на официальном сайте изготовителя.

Фото: www.hwp.ru

Прочие критерии выбора

• В соответствии с вашими потребностями, выбирайте ИБП либо с компьютерными розетками стандарта IEC-320-C14, либо евро-розетками стандарта CEE 7/4. Мы советуем выбирать тот прибор, у которого эти розетки скомбинированы. Ведь кто знает, потребность в защите какого прибора у вас может возникнуть завтра…
• Ещё следует убедиться в том, что замену АКБ можно произвести самостоятельно, так как срок её службы обычно составляет 3-5 лет. Если самостоятельная замена невозможна, тогда прибор придется отправлять в специализированный сервисный центр.
• Индикация тоже играет немаловажную роль. Намного приятнее наблюдать за состоянием работы системы через информативный ЖК-дисплей, нежели через светодиодные огни. Следует учитывать, что за функциональную информативность придется заплатить, когда как на бюджетных ИБП устанавливаются только светодиоды.
• Наличие портов USB позволит сохранить всю вашу работу на персональном компьютере в автоматическом режиме. Для этих целей используется специальное ПО. Очень удобно - ведь при отключении электроэнергии вас может не оказаться поблизости.
• Разъёмы для RJ11 и RJ45 защитят вашу телефонную и локальную сеть от перегрузок. Если такая опция вам нужна, не упускайте возможность ей воспользоваться. Как правило, эти разъемы имеются даже у дешевых моделей.

Распространённые ошибки покупателей

• Выбор неправильного типа ИБП запросто может привести к частой замене батареи. Дело в том, что при регулярно скачущем напряжении в сети бюджетное устройство часто переключается с на встроенную батарею, расходуя её ресурс. Вот почему в таких случаях рекомендуется покупка линейно-интерактивного ИБП.
• Перед выбором прибора правильно высчитайте суммарную мощность ваших устройств, иначе в случае перегрузки ИБП просто отключится.
• Имейте в виду, что со временем емкость АКБ снижается, уменьшая при этом время автономной работы. Вовремя меняйте батареи, чтобы в один момент вместе с электричеством у вас не отключился и ИБП.
• Вам следует знать, что источники с двойным преобразованием - достаточно шумные. Некоторые покупатели оказались этим неприятно удивлены.

Какой выбрать ИБП? Эту тему мы подняли в предыдущей статье и рассмотрели типы бесперебойников, которые предлагают производители. Сегодня поговорим о том, как выбрать источник бесперебойного питания в зависимости от ваших задач и типа вашего оборудования, а также рассчитаем необходимую мощность UPS.

То, какой бесперебойник вам нужен, зависит от нескольких основных моментов:

1. От каких именно неполадок в сети вы хотите защитить оборудование?
2. Особенности конструкции оборудования, которое вы хотите подключить к ИБП.
3. Планируемая мощность нагрузки на ИБП.
4. Необходимое время автономной работы.

Итак, в этой статье мы рассмотрим выбор бесперебойника, учитывая следующие вопросы:

• Рассчитываем емкость аккумуляторов для известного времени автономной работы.
• Рассчитываем время автономной работы, зная емкость ИБП.

Зачем вам нужен ИБП?

Ответ на вопрос: какой бесперебойник выбрать - зависит прежде всего от того, зачем он вам нужен.

Отметим, что если вам необходима только стабилизация питания и не требуется обеспечение автономной работы оборудования при отключении электричества, целесообразнее купить отдельный стабилизатор.

Также, довольно часто используют связку стабилизатор + недорогой ИБП (бесперебойник включается в сеть ПОСЛЕ стабилизатора). Такой тандем не только позволяет регулировать напряжение в том случае, если в UPS этого не предусмотрено, но и продлевает срок эксплуатации батарей ИБП.

Для защиты какого оборудования вы покупаете ИБП?

Какой выбрать бесперебойник - также зависит от особенностей конструкции подключаемой техники.

Общее правило таково: к ИБП с правильной синусоидой на выходе можно подключать практически любую технику, требуется лишь правильно рассчитать мощность. К остальным UPS, особенно оффлайн типа, можно подключать далеко не все оборудование.

Как рассчитать мощность ИБП?

Для того, чтобы правильно выбрать бесперебойник, необходимо посчитать общую мощность оборудования, которое вы собираетесь к нему подключить. Значения мощности можно уточнить в технических характеристиках (паспорте или инструкции к технике).

Рассмотрим условный пример.

Мы хотим подключить к ИБП:

• компьютер на 250 Вт,
• монитор LCD на 60 Вт,
• кондиционер на 2000 Вт (cos φ = 0,8).

Здесь есть один момент: даже если мощность всех устройств выражена в одной единице, в данном случае в Вт, подсчитать нужно две мощности: в вольт-амперах и ваттах.

Мощность в вольт-амперах и ваттах - в чем разница?

Мощность, которая выражается в вольт-амперах (ВА, VA) называют полной мощностью . Она показывает реальную нагрузку оборудования, с учетом активной и реактивной.

Мощность, которая выражается в ваттах (Вт, W), называют активной мощностью .

Это две разные величины, и обе нужно учитывать при выборе ИБП нужной вам мощности. Это особенно важно, если вы собираетесь подключать к ИБП реактивную нагрузку, так как в таком оборудовании полная и активная мощность могут серьезно отличаться.

Расчет мощности в вольт-амперах.

Для пересчета активной мощности (в ваттах) в полную мощность в вольт-амперах используем формулу:

где:

• VA - полная мощность,
• W - активная мощность,
• P - коэффициент мощности оборудования.

Если оборудование относится кактивной нагрузке, аэто практически все сетевое, телекоммуникационное оборудование, приборы освещения иобогрева, тоесть техника без индуктивности, без реактивной мощности, атакже компьютерная техника сблоками питания срегулировкой коэффициента мощности (APFC), токоэффициент можно принять равным 1, или лучше снебольшим запасом— 0,95.

Если высобираетесь подключать кИБП лазерный принтер, кондиционер, люминесцентные лампы— оборудование, вкотором есть электродвигатели итому подобное, все, где есть индуктивность иреактивная мощность, атакже компьютеры сблоками питания без APFC, токоэффициент мощности нужно посмотреть впаспорте устройства или нанаклейке назадней стенке. Для такой техники его чаще всего указывают. Обозначается коэффициент мощности как Power Factor (PF) или cos φ .

Втом случае, когда производитель неуказал значение коэффициента мощности, нонагрузка однозначно неявляется полностью активной, можно взять наиболее распространенную величину: 0,7.

Вернемся к нашему примеру.

Блок питания в компьютере без регулировки коэффициента мощности, поэтому берем значение P равным 0,7. По монитору аналогично. Итого получаем полную мощность:

• для компьютера с монитором:(250+60)/0,7 =442 VA,
• для кондиционера: 2000/0,8 =2500 VA,
• Вместе: 2942 VA.

Итак, что же, покупаем бесперебойник на 3000VA? Не торопитесь, не все так просто.

Расчет мощности в ваттах.

Чаще всего встречается самый простой случай - когда мощность в ваттах, ее также называют активной мощностью , уже указана в документации к оборудованию. Если нет, можно пересчитать мощность из вольт-амперов в ватты, используя ту же методику, что и для полной мощности.

Посчитаем мощность нашего оборудования в ваттах:

• компьютер с монитором - 310 Вт,
• кондиционер - 2000 Вт,
• Вместе: 2310 W.

В нашем интернет-магазине, среди ИБП на 3000 VA, к примеру, есть такие:

Как рассчитать необходимую емкость бесперебойника?

Обычно при выборе источника бесперебойного питания у нас есть какие-то определенные требования к времени, на протяжении которого он будет поддерживать работу подключенного к нему оборудования в случае отключения электроэнергии. Многие производители указывают примерный диапазон, например, пишут, что в зависимости от нагрузки, время работы от батарей составит 4-20 минут. Или указывают, что при работе с максимальной нагрузкой это время составит 5 минут.

Но это приблизительно, а нам нужно точно быть уверенным, что купленный нами UPS обеспечит работу от батарей для определенного перечня оборудования. Или же рассчитать, сколько времени будет держать нашу нагрузку какая-то выбранная нами модель ИБП.

Рассчитываем емкость аккумуляторов для известного времени автономной работы

Для расчетов нам понадобится:

• Общая активная мощность (в ваттах), оборудования, которое мы собираемся подключить к ИБП (W).
• Время автономной работы (T).
• Номинальное напряжение батарей.

Используем формулу:

где:

• T - время планируемой автономной работы (ч),
• P - мощность подключенного оборудования (ВТ),
• KPD - КПД источника бесперебойного питания (можно взять примерно 0,85).

И формулу пересчета емкости в Вт*ч в емкость в AH:

Допустим, нам нужно, чтобы компьютер и монитор из приведенного выше примера проработали 2 часа после отключения электроэнергии.

Емкость (Вт*ч) = 2 * 310 / 0,85 = 730 Вт*ч.

Однако емкость батарей принято указывать в ампер-часах. Чтобы пересчитать емкость в ватт-часах в ампер-часы, потребуется указать номинальное напряжение батарей.

Для батарей 12В:

Емкость (А*ч) = 730/12 = = 60,83 ≈ 61Ah.

Для батарей 24В:

730/24 = 30,42 ≈ 30Ah.

Поскольку чаще всего в ИБП используется 1-2 батареи, реже 4, емкостью 7-9AH, то подобрать ИБП стандартной комплектации для таких значений общей емкости нам будет сложно. Лучше всего купить источник бесперебойного питания с возможностью подключения внешних батарей и подбирать емкость по потребностям.

Каталог ИБП с возможностью подключения внешних батарей .

КПД UPS (примерно можно взять 0,85).

Используем формулы:

• V - номинальное напряжение батарей (V),
• AH - емкость одной батареи (AH),
• N - количество батарей.

• E - общая емкость (Вт*ч),
• KPD - КПД источника бесперебойного питания (по умолчанию можно взять 0,85,
• P - потребляемая мощность подключенного оборудования.

Возьмем для примера ИБП PowerCom BNT-800AP USB . Производитель заявляет время автономной работы 5 минут при максимальной загрузке. А сколько смогут проработать наш компьютер с монитором с потребляемой мощностью 310 Вт?

Общая емкость (Вт*ч) ИБП = 12В * 7,2AH * 1 = 86,4 Вт*ч.

Время = 86,4*0,85 / 310 = 0,237 часа ≈ 14 мин.

Заключение

Теперь давайте коротко подведем итоги.

Для того, чтобы выбрать ИБП, необходимо:

• Определить, какой тип UPS вам нужен.
• Рассчитать необходимую полную и активную мощность ИБП, с учетом пусковых токов и небольшим запасом.
• Если нужно поддержание питания в течение какого-то определенного времени - рассчитать, какая емкость ИБП для этого нужна. И в зависимости от рассчитанной емкости покупать обычный бесперебойник или же ИБП и комплект дополнительных батарей к нему.

сайт

Является неотъемлемым залогом надёжности системы электроснабжения. Параметры ИБП должны быть строго сопоставимы с нагрузкой, которая будет подключена к ИБП. Иначе источник бесперебойного питания не принесёт желаемой пользы, а деньги будут потрачены напрасно.

Как рассчитать бесперебойник? Для этого необходимо учесть ряд параметров, ключевым из которых является мощность. Если вы купите ИБП, обладающий мощностью меньшей в сравнении с нагрузкой, то он просто не будет работать. Чтобы достаточно точно посчитать мощность необходимо вспомнить немного физики.

Коэффициент мощности нагрузки или по-другому Power Factor имеет очень важное значение при расчете мощности бесперебойника. Эта цифра показывает какую долю мощности реально потребляет нагрузка, то есть активная мощность. Если рассматривать нагрузку как идеальное сопротивление, то в этом случае значение коэффициента будет равно единице, что является максимальным значением. Конденсаторы и катушки не являются потребителями мощности, поэтому для них значение коэффициента равно нулю. В оборудовании возможно преобладание как емкостной, так и индуктивной составляющей.

К оборудованию с ёмкостной составляющей относятся компьютеры и серверы. Индуктивная составляющая присутствует в устройствах с электродвигателями, это может быть насос, кондиционер и т. п. Эта информация необходима в том случае, когда ИБП будет защищать оборудование разного типа, так как у первых коэффициент мощности стремится к единице, а у вторых находится в интервале от 0,8 до 0,9. В таком случае необходимо найти средний коэффициент мощности, чтобы получить точный результат.

Как рассчитать мощность ИБП, зная коэффициент мощности нагрузки? Чтобы вычислить мощность необходимо перемножить номинальную мощность ИБП на коэффициент мощности. В результате операции получается число, которое показывает максимальную активную мощность, которую сможет обслуживать источник бесперебойного питания. Например, мощность ИБП составляет 100 кВА, а коэффициент мощности нагрузки равен 0,9. В таком случае активная мощность нагрузки составит 90 кВт. Суммарная мощность нагрузки не должна превышать 90 кВт, а лучше если она будет несколько меньше.

Таких сложностей при расчёте мощности можно избежать, если использовать в качестве показателя выходной мощности бесперебойника. В таком случае расчет источника бесперебойного питания будет выполнен без ошибок. Большая ошибка сопоставлять мощности, выраженные в вольт-амперах и ваттах, так как величины значимо отличаются.

Также следует учитывать то, что потребляемая техникой мощность может быть несколько ниже номинальной. Такое может быть в самых различных случаях. Например, если рассматривать компьютеры, то их мощность в большинстве случаев определяется по мощности блока питания. Но не во всех случаях такой алгоритм расчёта является верным. Так, например, на компьютере может установлен блок питания, имеющий мощность 450 Вт, но суммарная мощность компонентов компьютера всего 120 Вт. Таких особенностей может быть очень много и их нужно учесть, выполняя расчет бесперебойника.

Другая ситуация, которую нужно учесть, чтобы произвести расчет работы ИБП связана с холодильником. Например, он может иметь мощность в 250 Вт, но стоит учитывать, что работает холодильник не постоянно, а только через некоторые промежутки времени. В таком случае необходимо узнать годовое потребление электроэнергии. В расчётах необходимо использовать это значение, делённое на 9. Следует заметить, что мощность нагрузки необходимо считать в ваттах.

На некоторых сайтах можно встретить расчет мощности ИБП онлайн, но они не могут выдать точных данных, потому что не учитывают подобных нюансов. Если же вы всё-таки решитесь воспользоваться подобными сервисами, то в добавок к полученному результату необходимо добавить порядка 20%. Немаловажно задуматься о перспективе роста мощности нагрузки. При росте нагрузки в будущем, лучше сразу приобрести более мощный ИБП. Аналогичная ситуация обстоит с сервисами, которые позволяют произвести расчет времени работы ИБП онлайн.

Расчёт АКБ

Если требуется расчет емкости ИБП для заданной мощности и времени работы, то применяется простая формула:

Емкость= 100*время*мощность нагрузки

Время автономной работы выражается в часах, а мощность нагрузки в киловаттах. Обращаем ещё раз внимание, что мощность выражается не в вольтамперах. Например, источник бесперебойного питания защищает компьютер с мощностью 500 Вт (0,5 кВт). Источник бесперебойного питания должен обеспечить время работы равное 2 часам. При таких условиях формула, позволяющая произвести расчет емкости батарей для ИБП приобретает следующий вид:

100*0,5кВт*8ч=400 Ач

Таким образом для нагрузки с мощностью 500 Вт для обеспечения работы в течение 8 часов необходима ёмкость аккумуляторов равная 400 Ач. Такой расчет емкости аккумулятора для ИБП применим для АКБ с напряжением 12 В. Кроме того, нужно учесть, что формула пригодна для длительного времени работы от аккумулятора, а именно порядка 9-10 часов. Это обусловлено тем, что зависимость ёмкости аккумулятора от времени заряда не имеет линейный характер на всём протяжении.

Если время работы меньше, то необходимо вводить поправки. Это связано с тем, что при маленьком времени ток разряда большой и аккумулятор отдаёт нагрузке только некоторую часть своей ёмкости. Так, если необходимо время работы в 30 минут, то результат надо поделить на два, для 2 часов уменьшить на 40%, для 4 часов – 30%, для 6 часов – 40%. Чтобы определить точно значение необходимо использовать точное значение КПД инвертора, который установлен на ИБП и сопоставить данные с кривого разряда определённого типа аккумуляторов.

После того, как найдена суммарная ёмкость, необходимо выполнить расчет количества аккумуляторных батарей для ИБП. Чтобы его выполнить нужно суммарную ёмкость разделить на ёмкость одного аккумулятора. В нашем случае суммарная ёмкость составила 400 Ач. Предположим, что ёмкость одного аккумулятора равна 50 Ач. В таком случае нам понадобится 8 таких аккумуляторных батарей.

Время работы

Многих пользователей интересует время работы, которое сможет обеспечить тот или иной бесперебойник. Как рассчитать время работы бесперебойника? Для этого необходимо знать мощность подключенной нагрузки к ИБП, коэффициент полезного действия инвертора и суммарную ёмкость АКБ.

Суммарный расчет аккумуляторных батарей для ИБП производится крайне просто. В большинстве случаев источники бесперебойного питания содержат в себе типовые аккумуляторы. Чтобы выполнить суммарный расчет батарей для ИБП нужно умножить их количество на ёмкость одной аккумуляторной батареи.

Чтобы расчет времени автономной работы ИБП КПД инвертора рекомендовано принимать равным 0,85. Суммарная мощность нагрузки должна быть выражена в ваттах. О том, как её найти мы говорили в начале статьи.

Расчет времени работы ИБП проводится по следующей формуле:

Время=суммарная ёмкость акб*напряжение акб*(КПД инвертора/мощность нагрузки)

Полученное значение является приближённым и может меняться в процессе срока службы источника бесперебойного питания. Расчет времени ИБП является приближённым, так как время зависит от износа АКБ и условий эксплуатации, в основном от температуры воздуха. Так, например, рост температуры на один градус после отметки 40°C снижает ёмкость аккумулятора на 5%, что является очень существенным. Для максимального срока службы рекомендовано понижать нагрузку на бесперебойник на каждые 10 градусов после 25°C на 20%. Или же можно организовать хорошую систему охлаждения и не допускать вообще какого-либо роста температуры, за что источник бесперебойного будет только благодарен.

Если подобные расчёты для вас являются непонятными, то вы можете обратится к специалистам в этой области или же использовать специальный калькулятор - программа расчета ИБП. Однако, в этом случае необходимо использовать проверенный софт, созданный профессионалами, чтобы избежать ошибок и неверного выбора ИБП. Плюсом таких программ является расчет . При расчёте можно выбрать тип сердечника у трансформатора. При вычислениях учитываются потери, которые возможны в сердечнике и медных проводах.

Возможны случаи, когда нет необходимости в абсолютно точных данных. В таком случае можно воспользоваться специальными таблицами, в которых приведено время автономной работы для различных видов источников бесперебойного питания. Данные таблицы включают в себя время работы в зависимости от ёмкости аккумуляторных батарей и суммарной мощности нагрузки. Таким образом, вы можете сопоставить свои данные с табличными и узнать примерное время.

Зная то, как рассчитать ИБП можно сделать наиболее правильный выбор ИБП. Теперь вы знаете, что время автономной работы зависит не от мощности ИБП или от суммарного напряжения АКБ, а от ёмкости аккумуляторов. Поэтому при выборе ИБП нужно отдавать предпочтение с большей ёмкостью аккумуляторов при соответствии с заданной мощностью. Такой выбор позволит обеспечить максимальную автономность.

Написать письмо

По любому вопросу вы можете воспользоваться данной формой.

Во-первых, нужно принимать во внимание мощность источника бесперебойного питания. Для расчета нужной мощности в вольт-амперах нужно учитывать коэффициент мощности, который для источника бесперебойного питания равен 0,7. Таким образом, для системы мощностью 200Вт нужен ИБП мощностью от 200/0,7=285 ВА.

Во-вторых, следует определить время автономного питания нагрузки, необходимое для Вашей системы. Данный критерий определяет емкость аккумулятора для устройства бесперебойного питания, который является самой дорогостоящей частью ИБП. В связи с этим, следует точно определиться с целью использования ИБП: возможно, он нужен для продолжения работы Вашего ПК после отключения электроэнергии в течение 5-10 минут; либо Вам нужно несколько часов для завершения срочных проектов; либо же ИБП предназначен для обеспечения долгосрочного питания системы сигнализации или других систем.

Третьим параметром является форма напряжения. Для ПК обычно используются импульсные источники питания, и здесь вполне можно использовать ступенчатое напряжение.

На что нужно обратить внимание?

Выбирая источник бесперебойного питания компьютера, следует учитывать, что обычно для таких целей достаточно устройства мощностью от 400 до 600 ВА. Если домашний ПК имеет немало периферийных устройств, следует приобретать источник немного мощнее, например, 825 ВА. В случае, если у Вас дома два ПК, то для полноценной их защиты нужно приобретать ИБП мощностью более 1000 ВА.

При выборе блока бесперебойного питания для домашнего использования, нужно принять во внимание, что это устройство обычно устанавливается на столе рядом с системным блоком – для удобства контроля за его работой. Таким образом, желательно, чтобы ИБП был приятного цвета и дизайна и не слишком шумел (не более 40-45 ДБ на расстоянии до 1м).

В дополнение к сказанному, следует знать, что в среднем ПК способен сохранять работу при пропадании напряжения до 20 мс, хотя некоторые системные блоки способны выдерживать колебания даже в 300 мс. Эти показатели Вашего ПК желательно учитывать при выборе источника бесперебойного питания.

Какие основные функции выполняют UPS?

Основные функции источников бесперебойного питания следующие:

• Сглаживание небольших и непродолжительных скачков напряжения;
• Фильтрация питающего напряжения и обеспечение менее шумной работы системы;
• Сохранение работоспособности системы на определенное время после прекращения подачи электроэнергии в сети;
• Предохранение системы от перегрузок или короткого замыкания.
• Помимо основных функций современные ИБП часто снабжаются и рядом дополнительных благодаря специальному ПО:
• Автоматическое выключение системы, если напряжение в сети отсутствует долгое время и перезапуск системы при возобновлении подачи электроэнергии;
• Тестирование состояния системы бесперебойного питания и запись соответствующих данных в log-файл (температура источника, уровень заряда аккумулятора и др.);
• Индикация показателей напряжения и частоты переменного тока в электросети, питающего напряжения на выходе, а также и мощности, которую потребляет нагрузка;
• Уведомление пользователя в случае аварийных ситуаций при помощи индикаторов или монитора, звуковых сигналов или программных сообщений;
• Возможность установки таймера для автоматического включения и выключения нагрузки в определенное время.

Что такое пассивные источники бесперебойного питания резервного типа?

Пассивные ИБП резервного типа (passive standby) – это один из трех классов источников бесперебойного питания согласно принятому стандарту Международной электротехнической комиссии (IES). Эти ИБП часто называют оффлайновыми.

Принцип их работы довольно прост – при нормальном функционировании системы (если показатели входного напряжения не превышают установленные нормы) нагрузка, проводимая через фильтр, получается прямо от электросети. Если показатели начинают превышать установленные лимиты, - нагрузка переводится на питание от аккумулятора данного источника бесперебойного питания.
Простота организации в работе пассивного ИБП резервного типа обуславливает достаточно несложную его схемотехнику, компактный размер и невысокую стоимость. В то же время, у данного вида бесперебойного питания компьютера есть немало недостатков. Основной недостаток в том, что любое ощутимое изменение в подаче электроэнергии способно привести к переходу на питание от аккумуляторной батареи, что довольно быстро вызывает изнашивание этой дорогостоящей части UPS.

Что такое линейно-интерактивные ИБП и где они применяются?

Линейно-интерактивные источники бесперебойного питания (line interactive), по сравнению с офлайновыми ИБП, имеют дополнительную функцию стабилизации напряжения. Они снабжены специальным модулем AVR, который корректирует перепады напряжения при его понижении или повышении и обеспечивает нормальную работу системы без переключения на аккумуляторное питание. Режим резервного питания включится лишь при изменении напряжения на величину, которую AVR не сможет скорректировать.

Более редкое использование аккумуляторной батареи в линейно-интерактивных ИБП гарантирует ее большую долговечность, чем в оффлайновых источниках бесперебойного питания. Диапазон рабочих напряжений для данного типа ИБП значительно шире, чем у оффлайновых систем бесперебойного питания, в среднем +/- 20% от номинального напряжения. Номинальное напряжения обычно составляет 220В, 230В или 240В. Время переключения на аккумуляторную батарею для данного вида ИБП довольно большое – около 4-7мс, однако для домашнего использования это незначительно.

В настоящее время линейно-интерактивные источники бесперебойного питания являются оптимальным выбором для использования в домашних условиях.

Какие преимущества у онлайновых источников бесперебойного питания?

Онлайновые ИБП, также называемые ups блоками бесперебойного питания с двойным преобразованием (double conversion), являются самым дорогостоящим классом ИБП. Принцип их работы существенно отличается от других ИБП. Поступающее в онлайновый ИБП переменное напряжение преобразуется в постоянное (благодаря выпрямителю), которое затем снова преобразуется в переменное (благодаря инвертору) – такое двойное преобразование практически на сто процентов ограждает защищаемую систему от любых изменений во внешней сети.

Батарея аккумулятора постоянно подключена ко входу в инвертор, что сводит к минимуму время переключения на нее при аварийной ситуации (0.0 мс). Мощность такого устройства обычно довольно большая – от 700ВА.

Среди недостатков онлайновых источников бесперебойного питания следует указать низкий КПД (т.к. электроэнергия преобразуется два раза), высокий уровень шума при работе и довольно высокие цены. В силу этого данные ups блоки бесперебойного питания обычно не применяются для защиты домашних ПК или электроприборов. Основная сфера их использования – корпоративные приложения.

Что такое феррорезонансные ИБП?

Феррорезонансные ups - источники бесперебойного питания - это устройства, которые в своей работе основываются на эффекте феррорезонанса, который обычно используется в стабилизаторах напряжения. В этих ИБП применяется феррорезонансный трансформатор, который в нормальном режиме является стабилизатором напряжения, а также сетевым фильтром.

При прекращении подачи питания этот трансформатор в течение 8-16 мс поставляет в нагрузку электропитание за счет электроэнергии, которая накопилась в его магнитной системе. Этого времени вполне достаточно, чтобы инвертор источника бесперебойного питания смог начать снабжение нагрузки электроэнергией от аккумуляторной батареи.

Данный тип ИБП имеет не очень высокий КПД (не более 93%), поэтому особого распространения он не получил, несмотря на то, что он обеспечивает довольно надежную защиту от высоковольтных выбросов энергии и электромагнитных шумов. Феррорезонансные источники бесперебойного питания относятся к источникам средней мощности – максимальная их мощность равна 18кВА.

С какими мощностями работают ИБП?

В зависимости от мощности бесперебойного источника питания, их условно классифицируют на три вида: маломощные, средней мощности и мощные источники.
Маломощными являются ИБП, которые подключаются непосредственно к защищаемому оборудованию и питаются от электросети через стандартные розетки. Такие устройства обычно рассчитаны на мощность в диапазоне 250-3000 ВА (в зависимости от модели).

ИБП средней мощности обычно рассчитаны на мощность в диапазоне 3-30 кВА. Они поставляют в нагрузку электропитание посредством встроенного розеточного блока либо специальной розеточной сети. Питание данные устройства бесперебойного питания обычно получают от кабеля распределительного щита через защитно-коммутационный аппарат.

UPS ИБП большой мощности обычно работают с напряжением в диапазоне от 10 до сотен кВА (до 800 кВА). Они подключаются к питающей сети так же, как и среднемощные ИБП. Они обычно размещаются в специальных помещениях, имеют значительные размеры и напольное исполнение.

Как перевести показатели мощности для источников бесперебойного питания из вольт-амперов в ватты?

Для перевода показателей мощности из ВА в Вт используется коэффициент мощности (PF). Если Вашим источником бесперебойного питания используется ступенчатая аппроксимация, нужно умножить мощность в вольт-амперах на коэффициент 0,6; если же используется синус – на 0,7 – 0,95 в зависимости от PF блока питания. Для блока бесперебойного питания компьютера коэффициент обычно равен 0,7.

Источники, обеспечивающие < strong> бесперебойное питание, имеют такой параметр, как максимальная активная мощность, которая измеряется в ваттах. Если, предположим, Ваш ИБП имеет показатели 1000ВА, 600Вт, это значит, что активная мощность, получаемая от источника, должна быть не больше 600Вт, в то время как полная мощность системы может достигать 1000ВА.

Какими возможностями обладает источник бесперебойного питания?

Прежде, чем выбрать источник бесперебойного питания, важное значение имеет простота их использования и технического обслуживания. Довольно важно иметь возможность наблюдать за работой источника. Для этих целей современные источники бесперебойного питания снабжены светодиодами или дисплеями.

Каждый блок бесперебойного питания имеет функцию тестирования своих внутренних узлов, которая запускается автоматически при запуске ИБП и периодически повторяется. Тестирование включает в себя контроль над внештатными ситуациями, анализ состояния и уровня заряда аккумулятора, а также корректность подключения источника бесперебойного питания.

Многие современные ИБП снабжены возможностью дистанционного контроля за питанием оборудования. Для этого источник бесперебойного питания компьютера или другой системы соединяется с ней при помощи специальных интерфейсных кабелей и определенного ПО. В частности, использование ПО Smart 2000, интерфейса RS-232, а также интерфейса с сухим контактом делает задачу управления источником на больших расстояниях вполне реальной.

Большая часть ИБП имеет возможность горячей замены аккумуляторных батарей, т.е. замены без выключения самого источника и остановки питания системы. Таким образом, пользователь сам может купить батареи и заменить ими старые. Такая функция есть у всех онлайновых ИБП и у части линейно-интерактивных источников.

Что нужно учитывать при подключении ИБП?

Подключение устройства бесперебойного питания не является сложной задачей. Стандартный ИБП имеет ряд одинаковых разъемов для электрических кабелей. Однако, следует учитывать, что источник бесперебойного питания компьютера и сам компьютер нельзя соединять при помощи компьютерного кабеля, имеющего на конце стандартную вилку, т.к. разъем ИБП попросту не подойдет к такой вилке. В ряде случаев специальные кабели не входят в комплект ИБП, и их нужно покупать отдельно. Мощные блоки бесперебойного питания обычно подключаются при помощи специальных клеммных колодок.

Не стоит подключать к ИБП копировальные аппараты или лазерные принтеры, т.к. во время работы они иногда используют высокую пиковую мощность, что может вызвать перегрузку источника бесперебойного питания и выключение всей системы.

После того, как устройство бесперебойного питания подключено к сети, потребуется около 4-6 часов для полной зарядки его батареи. После этого устройство полностью готово к использованию. При нормальной работе системы ИБП никак не дает о себе знать. Если же происходит внештатная ситуация – он оповещает пользователя тремя способами: при помощи индикаторов или дисплея, звуковым сигналом и программно – при помощи специального сообщения на экране компьютера.

Какой вид ИБП лучше всего подходит для офисов и локальных сетей?

Проблема защиты офисов и локальных сетей от неполадок в энергоснабжении имеет три варианта решения. Первое решение является наиболее простым и наименее затратным. Следует хранить всю важную информацию на сервере, который снабдить надежным ИБП - источником бесперебойного питания.

Обычно для этих целей используются линейно-интерактивные ИБП либо онлайновые для защиты особо ценных данных. Функции, которыми снабжены эти высококлассные блок бесперебойного питания, как, например, мониторинг или дистанционное управление являются немаловажными в данных условиях.
Второй вид решения обеспечит большую надежность при больших затратах. Он заключается в снабжении компьютеров несложными ИБП. Если не забывать о максимальной допустимой мощности, можно разумно сэкономить, подсоединяя несколько рабочих станции к одной системе бесперебойного питания.

Третий вариант является самым дорогостоящим, однако обеспечивает максимальную защиту системы и сохранность информации. Он состоит в подключении всей электросети к онлайновому ИБП, рассчитанному на большую мощность. Такой шаг является рациональным лишь при исключительной ценности информации в системе или при наличии контроллера, который может аккуратно обесточить систему в нужное время.

Какой срок службы у аккумуляторных батарей ИБП и есть ли возможность его продлить?

При выборе источника бесперебойного питания цена во многом зависит от типа его аккумулятора. Батареи аккумулятора обычно могут использоваться в течение 4-6 лет, однако неумелое обращение вполне способно укоротить этот срок. Одной из причин сокращения срока службы батарей является использование их до полной разрядки.

При таком использовании в батареях происходят необратимые химические процессы. Высокая температура воздуха (выше 30 градусов) также укорачивает жизнь аккумуляторным батареям. Губительной для батарей и для многих компонентов ИБП и сильная перегрузка системы.
Перед началом использования нового ИБП нужно поставить его на зарядку на несколько часов. Запасные аккумуляторы не стоит закупать впрок, т.к. срок их хранения не очень велик. Для предохранения батареи от перегрева желательно приобретать систему бесперебойного питания, которая периодически тестирует свои компоненты и корректирует их состояние. Если прибор подвергся переохлаждению (ниже 0 градусов), перед началом работы его следует согреть в течение нескольких часов.

Как обеспечить долгосрочную работу ИБП?

• Для этого нужно соблюдать ряд следующих правил:
• Не допускать перегрузки ИБП - подключать к нему лишь те системы, которые действительно нужно предотвратить от проблем с подачей электроэнергии;
• Правильно заземлить систему, т.к. иначе эффективность корректировки будет снижена;
• Не ударять источник бесперебойного питания и не допускать его тряски;
• Не допускать хранения блока бесперебойного питания во влажном помещении;
• При отключении напряжения в сети следует выключить подключенное к ИБП оборудование для того, чтобы источник мог зарядить свой аккумулятор при возобновлении подачи электроэнергии. Данное действие предотвратит полную разрядку батареи;
• Нельзя включать сетевой фильтр между системой бесперебойного питания и компьютером;
• Периодически стоит включать тестирование источником бесперебойного питания своих компонентов;
• Не подключать к источнику лазерные принтеры или копировальные аппараты.
• Таким образом, срок службы батарей блока бесперебойного питания во многом зависит от соблюдения правил эксплуатации: частоты включения автономного режима, температуры и влажности в помещении, условий зарядки и от вида самого аккумулятора.

Что такое распределенная система бесперебойного питания?

Распределенная система бесперебойного питания - это система, состоящая из ряда ИБП, причем каждый источник поставлен к отдельному ПК или другому оборудованию. Источники бесперебойного питания, составляющие такую систему, могут иметь различные характеристики и свойства.

Такая система, обеспечивающая бесперебойное питание, отличается простотой и чаще всего используется в офисах и для домашних целей. У нее есть немало преимуществ:

Благодаря тому, что каждая единица оборудования защищается собственным ИБП, защита в системе используется максимально эффективно – для каждого элемента подбирается защита в соответствии с его особенностями, характером работы и степенью важности информации;

Данная система бесперебойного питания предусматривает простой и эффективный способ контроля над ее состоянием – каждый пользователь видит состояние ИБП приставленного к нему оборудования и может вовремя сообщить в случае неполадок;

Развивать данную систему довольно просто – можно начать с приобретения ИБП для сервера, а затем постепенно снабдить источниками все оборудование в системе;

При выходе из строя одного из источников бесперебойного питания в системе, система продолжает эффективно функционировать благодаря замене поломанного ИБП источником от менее важного оборудования.

Что такое централизованная система бесперебойного питания?

Централизованная система бесперебойного питания обычно состоит из одного ИБП, установленного для защиты большого количества оборудования.

Такая система имеет ряд преимуществ:

В централизованных системах бесперебойного питания обычно применяются ИБП высокого класса, обеспечивающие наилучшую защиту оборудования;

Трехфазные ИБП (UPS), которые обычно используются в данной системе, предохраняют электросеть от перегрузок, связанных с работой ПК и делают работу всей системы более безопасной;

Использование одного источника бесперебойного питания вместо нескольких той же ценовой категории позволяет значительно сэкономить средства;

Один источник бесперебойного питания значительно проще контролировать, чем несколько десятков ИБП.

Централизованная система бесперебойного питания имеет и ряд недостатков, например, необходимость в квалифицированных кадрах или специализированной фирме для обслуживания ИБП; такую систему менять и расширять значительно сложнее – поэтому при ее планировании нужно учесть все нюансы и перспективы на будущее; такая система довольно дорога для использования в простых компьютерных системах.

Что такое байпас, и какова его функция в ИБП?

Если нужно выбрать блок бесперебойного питания, который бы отвечал требованиям повышенной надежности, особое внимание нужно обратить на байпас. Байпас (bypass) – это механизм обходного пути, он является обязательной частью любого источника бесперебойного питания высокой или средней мощности.

Этот механизм состоит из двух основных частей – электронного байпаса (статического) и механического (ручного) байпаса. Такая электронно-механическая конструкция позволяет переводить нагрузку с инвертора ИБП на байпас и обратно без изменения характера напряжения. Байпас является связующим звеном между входом и выходом ИБП и позволяет осуществлять эту связь в обход механизма резервирования питания.

Благодаря байпасу осуществляются следующие функции:

• Включение и выключение источника бесперебойного питания для проведения ремонтных работ без прекращения энергоснабжения приемников;
• При возникновении коротких замыканий или перегрузок в инверторе, нагрузку можно перевести с инвертора на байпас;
• Если качество электроэнергии в сети нормальное, нагрузку можно переводить с инвертора на байпас для экономии электроэнергии.

Какие типы инверторов используются в ИБП?

Инвертор является важной частью любого ИБП (UPS). Это полупроводник, который преобразует постоянное напряжение от аккумуляторных батарей (АБ) в переменное в вольтах, которое подается на нагрузку. В линейно-интерактивных ИБП источников бесперебойного питания инвертор часто выполняет дополнительные функции зарядного устройства.

Инвертор может подавать напряжение разной формы в зависимости от типа ИБП. Упрощенные модели инверторов часто производят напряжение прямоугольной формы с паузами без тока. Инверторы более совершенных моделей формируют аппроксимированное напряжение – ступенчатое, но близкое к синусоидальной форме. Эти два вида инверторов подходят для защиты маломощного оборудования и применяются с импульсными блоками питания.

Инверторы более мощных источников бесперебойного питания, в частности, линейно-интерактивных, выдают напряжение синусоидальной формы с довольно низким коэффициентом искажения (не более 3%). Такие инверторы могут применяться для любых видов нагрузок, начиная от импульсных блоков ПК вплоть до электродвигателей.

Что означает схема зеркального преобразования и для чего ее применяют?

Схема зеркального преобразования часто применяется в промышленных источниках бесперебойного питания с двойным преобразованием. Ее работа основывается на применении IGBT-транзисторов, т.е. биполярных полевых транзисторов, имеющих изолированных затвор.

Особенность зеркального преобразования в том, что выпрямитель и инвертор ИБП имеют одинаковое строение. Такая особенность позволяет добиваться следующих результатов:
Получение входного тока без нелинейных искажений;

Близкий к единице коэффициент мощности источника бесперебойного питания;

Осуществление принципа ШИМ без использования трансформатора на выходе.

Основным недостатком зеркального преобразования является довольно низкий КПД – на 1-1,5 % ниже, чем у ИБП с двойным преобразованием, имеющего тиристорные преобразователи. Это обуславливает небольшую сферу применения подобных блоков бесперебойного питания с мощностью не более 30-40 кВА.

В чем заключается принцип ШИМ?

Принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ) заключается в определении оптимального времени, в течение которого открыт ключевой транзистор и одновременное урегулирование объема электроэнергии, накопленной трансформатором. Основные преимущества этого метода заключаются в неизменности периода повторений Т наряду с простотой его реализации. Благодаря этому принцип ШИМ используется практически в каждом источнике бесперебойного питания

Например , в случае увеличения тока оборудования, защищаемого ИБП (UPS), происходит следующее. Энергия, наколенная трансформатором, начинает расходоваться быстрее, сокращая время для закрытого состояния ключа. Для увеличения запаса энергии в трансформаторе происходит процесс увеличения времени для открытого состояния ключевого транзистора. Таким образом, общее время Т постоянно. Аналогичные действия происходят и при уменьшении тока в оборудовании.

Устройство, регулирующее работу ключевого транзистора, называется ШИМ-контроллером. ШИМ-контроллер является неотъемлемой частью ИБП и включает в себя все элементы управления, например, устройства запуска и защиты.