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.
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.
Резервным источником питания можно считать такие источники, которые полностью могут заменить основное питание на длительное время, от нескольких часов до нескольких суток. Это может быть другая линия (см.статью про ), ветряной генератор. Теоретически, для этих целей может служить и ИБП, но для этого нужны аккумуляторы огромной ёмкости, что значительно повлияет на цену такой системы.
Для чего нужен ИБП
В первую очередь эти устройства предотвращают повреждения оборудования и не допускают сбоев в работе электронных систем. Они дают возможность корректно завершить работу в случае неожиданного отключения электричества.
С помощью ИБП успешно преодолеваются перебои и электрические помехи, периодически возникающие в домашних и рабочих сетях. Среди них чаще всего встречаются следующие:
- Провалы напряжения. В этом состоянии напряжение внезапно понижается на значительную величину. Для его восстановления требуются различные временные промежутки, в некоторых случаях – десятки секунд. Причина провалов чаще всего связана с ограниченной мощностью подстанции, особенно зимой, а также с запуском и дальнейшей работой мощного оборудования. Физически низкое напряжение проявляется в виде мерцающих лампочек.
- Импульс напряжения. В данном случае напряжение резко изменяется, с амплитудой до 2000 вольт, а затем выходит на обычный уровень за очень короткое время. Для этого требуется не более 10 миллисекунд. Основной причиной считается работа промышленного оборудования, кондиционеров, лифтов, действие грозовых разрядов и т.д.
- Отсутствие напряжения в течение короткого времени. Данный промежуток составляет не более 20 миллисекунд и практически незаметен. Тем не менее, на электронное оборудование оказывается негативное влияние
- Отсутствие напряжения в течение продолжительного времени. Данный период может составлять от 20 миллисекунд до нескольких часов. Причиной являются перегрузки, неблагоприятные погодные условия и физические повреждения на подстанциях, из-за которых линии электропередачи отключаются.
- Изменения частоты в течение короткого периода времени, когда к сети подключается мощное оборудование. Негативное влияние оказывают и радиочастотные шумы при подключении радиопередатчиков, нагрузок, генераторов и промышленного оборудования.
Компании, выпускающие электронику, провели исследования, в результате которых выяснилось, что каждый персональный компьютер в течение месяца не менее 120 раз подвергается различным негативным воздействиям, так или иначе связанным с проблемами напряжения в электрических сетях.
Напряжение на выходе Back UPS
Провёл исследование с использованием осциллографа Fluke 124. Осциллограммы (форма импульсов и колебаний на выходе ups) привожу и комментирую ниже.
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 , 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
Частые вопросы
Можно ли использовать в ИБП вместо штатных
другие аккумуляторы, например автомобильные?
Использование других (левых) аккумуляторов
ведет к потере фирменной гарантии на ИБП.
Аккумуляторы с автомобилей и мотоциклов опаснее
в эксплуатации, их использование является
нарушением санитарных норм (испарения паров кислоты, её проливание и т.д.)
другие причины:
– инвертор обычного off-line – бесперебойника не рассчитан на долгую работу, при которой возможен его перегрев и выход из строя;
– если к UPS подключён нештатный акк-р большой ёмкости – у него будет постоянный недозаряд;
– автомобильный кислотный аккумулятор имеет меньшее внутреннее сопротивление (первые десятки миллиом, для ещё новых), т.е. будет перегрузка зарядника ИБП.
Техника теряет гарантию – при повреждении заводской пломбы и попытках произвести самостоятельно ремонт или модернизацию.
// Умельцы подключают внешний акк с развязкой диодом. Для зарядки – отключение от UPS. Нужен внешний зарядник.
Сколько времени UPS может обеспечивать
pезеpвное питание обоpудования от своих батаpей?
Когда потpебляемая мощность составляет 2/3 от
паспоpтной УПС’а, большинство UPS обеспечивают
pаботу в течение 5-15 минут после пеpехода на
питание от аккумуляторов.
Если необходимо обеспечить более
пpодолжительную pаботу – следует выбpать UPS
большей мощности. Есть модели UPS, к которым можно
подключать дополнительные внешние аккумулятоpы
(“Extended Runtime”), в том числе и “на горячую” (не отключая бесперебойник от электросети), что обеспечит нужное вpемя pаботы.
Индикация состояния и функций ИБП
Интерактив обеспечивается с помощью звуковых сигналов и светодиодных индикаторов разного цвета.
Красный светодиод информирует об аварийных ситуациях: в случае перегрузки (Overload), когда подключённая суммарная нагрузка превышает, по мощности, допустимую для данной модели ИБП и при питании полезной нагрузки непосредственно от сети (когда не работает модуль коррекции). Одновременно, звучат соответствующие предупреждающие звуковые сигналы (прерывистые гудки или непрерывный громкий писк).
Постоянно горящая зелёная индикаторная лампочка – сообщает о нормальных, штатных режимах работы UPS.
Если диод мигает – это предупреждение о возможных или уже возникших проблемах электропитания (обесточенная сеть, несоответствующие параметры сетевого напряжения, сильный разряд батареи или её нештатное отключение).
Разные модели бесперебойников – могут иметь отличия в значениях сочетаний свето-звуковых сигналов, поэтому надо внимательнее читать прилагающуюся, к электроприбору, инструкцию, чтобы детально разобраться в работе ИБП и правильно его эксплуатировать.
Основные компании, производящие источники бесперебойного питания.
PowerCom – широкий спектр систем бесперебойного
питания
APC – надёжное, но дорогое оборудование.
PowerMan – недорогая техника с неплохим качеством
Liebert – качественное оборудование
MGE UPS System – качественные бесперебойники
Внимание: Только через переходник
«Европа-Азия» включать вилки от сетевого фильтра
или компьютера в обычные розетки. Причина –
различный диаметр штырей
На фото показан евроштепсель с заземлением и
штепсельное гнездо с вилкой, подходящей к старым
розеткам. Без использования переходника –
металлические контакты в розетке отогнутся, что,
в дальнейшем, может вызвать их искрение, поломку
электроприборов (от многократного и быстрого включения-выключения) и стать причиной пожара.
По нормативам, фаза (красный или коричневый цвет изоляции провода) должна быть в левом гнезде розетки, нуль (синий провод) – в правом.
Как помочь этому сайту
Проектирование и монтаж электроприборов в офисном помещении или в квартире. Бесперебойное питание видеокамер.
Поддержка devops проектов
опт. Ежедневный график работы – (Источники Бесперебойного Питания).
Copyright 2007-2023, KAKRAS.RU
