Источники бесперебойного питания (ИБП)

Падение или скачки напряжения, плановые или аварийные отключения могут изрядно изменить параметры электроснабжения. Иногда мощный сварочный агрегат, подключенный рядом в сеть может помехами и искажением частоты обрушить работу компьютерных сетей, если заблаговременно не установить надежный источник бесперебойного питания.

Источник бесперебойного питания

Резервирование питания электроэнергией систем жизнеобеспечения было всегда, но с цифровизацией на первое место выходит сохранение и защита данных компьютерных сетей.

ИБП (UPS – uninterruptible power supply) применялись в различных ИВЦ, сейчас, с ростом этого оборудования по мощности появились и иные задачи по поддержанию работы сложных агрегатов, остановка которых - длительный процесс.

Современные ИБП с мощными АКБ могут, подпитываясь от солнечных батарей, ветрогенераторов, длительное время поддерживать рабочее состояние систем управления и жизнеобеспечения.

Средние источники бесперебойного питания справляются с поддержанием некоторое время систем кондиционирования, отопления и локальных компьютерных сетей.

Маломощные UPS дают возможность в течении до 15 минут завершить работу компьютера с сохранением документов, а сетевому оборудованию (маршрутизаторам, NAS, коммутаторам) плавно, без потерь информации, отключиться.

Технические параметры ИБП:

• мощность на выходе в ваттах Вт (W) или в Ват(VA);

• скорость переключения от сети на бесперебойник, ms;

• время работы от ИБП, мин;

• диапазон отклонений напряжения сети без подключения АКБ, вольт В или V;

• срок эксплуатации аккумуляторов (зависят от производителя);

• однофазный или трёхфазный UPS.

Конструктивно источники могут быть выполнены в стойках, напольных или настенных блоках с размещением аккумуляторов внутри или отдельно от системы управления.

Дополнительные функции

Помимо переключения питания с сети на батарею аккумуляторов во время отключений ИБП двойного преобразования и линейно - интерактивного типа осуществляют стабилизацию напряжения питания. Искажение формы переменного питающего тока и его частоты тоже сглаживает сложные схемы.

Комбинацией цепочек RC- или LC- фильтров блок защищается от высокочастотных помех сети. Варисторная схема, включенная параллельно входу UPS, защищает его от высоковольтных импульсов помех. Появление таких скачков варистор шунтирует вход (пробивается) и защищает и сам источник, и приборы к нему подключенные.

В ИБП премиум-класса реализуются функции управления: включение/отключения по времени, индикация состояния сети, синхронизация в локальной сети и другие опции.

1.2 Состав источника бесперебойного питания

В состав источника ИБП может входить, в зависимости от назначения, следующие узлы:

Таблица функциональных узлов UPS

Функционал источников бесперебойного питания совершенствуется и появляются для него новые технологии и виды нагрузок.

Особенности схем ИБП

Для обеспечения эффективности работы электрооборудования кроме бесперебойности питания многим потребителя важна форма синусоиды тока на выходе источника и стабильная частота.

Международный стандарт IEC 62040-3 подразделяет системы бесперебойного энергоснабжения (UPS) на три категории:

• пассивные (standby или off-line);

• линейно-активные (line-interactive);

• с двойным преобразованием (on-line).

Создавались они по мере совершенствования технологий и по-разному борются с проблемами и различны по цене.

Источник питания off-line

Пассивные источники используются при работе с неприхотливыми нагрузками. В нормальном режиме АКБ в заряженном состоянии находится в режиме ожидания. В аварийной ситуации потребитель отключается от сети и подключается к инвертору, аккумуляторная батарея разряжается. На выходе инвертора формируется ступенчатое подобие синусоид. Такой ИБП оснащается фильтрами для устранения импульсных помех.

Время переключения питания от сети на АКБ занимает миллисекунды и не критично для персональных компьютеров в офисе и дома. От резкого увеличения напряжения сети защищает предохранитель или автоматический выключатель.

Такой ИБП категорически не подходит для электропитания электрических машин из-за перерыва в работе до 15 мсек, модифицированной синусоидой и отсутствием регулировки напряжения и стабильной частоты.

2.2 Интерактивный ИБП (line-interactive)

Этот тип источника оснащен ступенчатым стабилизатором напряжения, который при понижении напряжения сети повышает его на входе прибора и наоборот, при повышении напряжения сети повышает, переключая обмотки трансформатора. Если диапазон выходит за предел его возможностей бесперебойник переходит на питание потребителя через инвертор от АКБ. Напряжение с инвертора, в зависимости от прибора может быть со ступенчатой синусоидой, что допустимо для импульсных блоков питания устройств и гармоничной, позволяющей использовать его и для электрических машин.

Важно. При выборе обращать внимание на форму синусоиды для питания бытовой техники с электродвигателями.

Источники со схемой двойного преобразования (on-line)

По этой схеме переменное напряжение сети преобразуется в постоянное, затем постоянное напряжение через инвертор поступает потребителю. АКБ постоянно включена в цепь питания, поэтому, если сетевое напряжение пропадает, инвертор некоторое время выдает питание с аккумуляторов. На выходе ИБП формируется гармоничная синусоида с постоянной амплитудой и частотой.

Такая схема источника бесперебойного питания самая надежная, дорогая и неэкономичная. Использование ее может быть оправдано в системах резервного питания стратегических случаях.

Выбирать ИБП нужно под реальные задачи и располагаю точным бюджетом. Стратегически потребители на них не экономят.