Мощность блока бесперебойного питания. Грамотный выбор источника бесперебойного питания. Важные характеристики ИБП

08.04.2019

Были времена, когда источниками бесперебойного питания и правилами их выбора интересовались исключительно владельцы компьютеров. Но сегодня сфера использования UPS’ов вышла далеко за пределы одесских офисов с внушительным количеством оргтехники. Теперь все чаще источники бесперебойного питания покупают для дома.

Что это: дань моде или все же необходимость? Ответ на этот вопрос знают специалисты интернет-магазина QwertyShop .

ИБП: прихоть или необходимость?

Многих интересует: нужны ли ИБП на самом деле? Для начала давайте вспомним, что резкие скачки напряжения в электросети и неожиданные отключения света в нашей стране никто не отменял. Это значит, что однажды из-за проблем с электроснабжением компьютер может выключиться ровно за секунду до сохранения результатов вашей работы. Или возьмем другой пример. Удар молнии или сосед с дрелью могут стать причиной короткого замыкания или перегрузки сети. Тогда уже придется сожалеть не только о несохраненных данных, но и о компьютере или другой чувствительной технике. А вот был бы ИБП…

Но источник бесперебойного питания - это устройство, призванное не только для защиты техники от перенапряжений. Его главная задача - обеспечивать кратковременное резервное питание во время отключения основного источника. С наличием бесперебойника при любых ЧП с электроснабжением появляется возможность сохранить данные и правильно выключить компьютер.

Помимо компьютеров, ИБП могут обеспечивать питанием некоторые другие офисные, бытовые устройства, чувствительные к перепадам напряжения или резкому отключению от сети. Однако надо понимать, что бесперебойник - это вспомогательный источник питания, чаще всего не рассчитанный на продолжительное энергоснабжение техники (для таких целей существуют другие устройства - генераторы). В отсутствии основного источника ИБП обычно поддерживает работоспособность устройств до 15 минут.

Теперь, когда в общих чертах понятно, что такое бесперебойники и зачем они нужны, осталось узнать, как выбрать ИБП для разных нужд.

Основные критерии выбора

По большому счету, сегодня купить хороший источник бесперебойного питания нетрудно. Достаточно найти проверенный магазин с качественной техникой. Например, можно купить хороший . Другой вопрос – для какой именно техники хорош определенный тип ИБП, и почему даже самый лучший бесперебойник для ПК может оказаться бесполезным для твердотопливного или газового котла. А все потому, что бесперебойники выбирают не по принципу «понравился-не понравился», а учитывая разные технические характеристики.

Типы ИБП

В зависимости от особенностей функционирования выделяют следующие типы ИБП:

резервные;
линейно-интерактивные;
с двойным преобразованием.

Среди всех бесперебойников самые популярные и наиболее дешевые - устройства резервного типа. Когда нет никаких проблем с энергоснабжением, ток проходит через ИБП транзитом, в это же время заряжая его аккумулятор. Свою основную функцию он начинает выполнять, как только возникают проблемы с основным источником питания. Для перехода в активное состояние бесперебойнику в большинстве случаев требуется 10 миллисекунд. Устройство резервного типа продлевает работоспособность техники примерно на 5-10 минут. Такой ИБП считается лучшим для дома. Но есть у него и минусы. Он не выполняет функции стабилизатора (то есть не защищает технику от скачков напряжения), а также не подходит для продолжительного поддержания работы устройств.

Линейно-интерактивные бесперебойники отличаются от предыдущих как раз таки наличием стабилизатора. Что это значит? Когда напряжение в электросети отклоняется от нормы, ИБП силами трансформатора выравнивает имеющийся ток, без задействования аккумулятора. Но если стабилизировать напряжение не получается или возникают проблемы с электроснабжением, ИБП переводит технику на питание от аккумулятора. На переключение уходит в среднем 3 миллисекунды. Линейно-интерактивный бесперебойник обычно используют для компьютера и другой оргтехники, но в некоторых случаях возможно использование и для котла (хотя для таких целей лучше подходят модели, предназначенные исключительно для отопительных систем).

ИБП с двойным преобразованием – это так называемые бесперебойники online типа. Структура устройства предусматривает мгновенное переключение на аккумулятор и наоборот. Многие модели из этой группы также берут на себя роль стабилизатора напряжения. Online-ИБП – лучший выбор для чувствительной техники и серверов. Минус устройства – высокая цена. Но в защиту стоит сказать, что эти бесперебойники стоят своих денег.

Мощность

Современные бесперебойники отличаются не только по типу, но и по мощности. И самое время узнать, как рассчитать мощность подходящего ИБП. Отправной точкой для выбора является реальная потребляемая мощность техники, для которой нужен UPS. Покупка слишком мощного бесперебойника - пустая трата денег, а устройство недостаточной мощности не сможет корректно выполнять свою функцию.

Но прежде чем приступить к подсчетам, надо понять разницу между разными видами мощности. На электроприборах эта величина может быть указана в ваттах или в вольт-амперах. На UPS обычно только в вольт-амперах. В первом случае (Вт) цифра указывает номинальную (активную) мощность, во втором (ВА) - выходную (полную). Номинальная мощность определяется по формуле: выходная мощность умноженная на коэффициент мощности. А посему важно правильно рассчитать коэффициент мощности нагрузки. Эта величина указывает, какая часть мощности из предоставленной источником в реальности используется техникой. На практике значение этого коэффициента колеблется между показателями 0,1 и 1. В качестве примера можно взять компьютерные блоки питания, средний коэффициент мощности которых составляет 0,6-0,8, или серверы, системы хранения данных и сетевое оборудование, в которых этот показатель максимально близок к 1.

Теперь вернемся к бесперебойникам. В технических характеристиках любого ИБП указан его собственный выходной коэффициент мощности. Так вот, в правильно подобранном бесперебойнике он не может быть ниже, чем коэффициент техники, которая будет к нему подключена.

Второй показатель, на который следует обращать внимание, это выходная мощность ИБП (та самая, что измеряется в вольт-амперах), то есть максимально возможная мощность нагрузки. В идеале этот показатель должен быть на 25-30% больше, чем общая мощность приборов, которые будут подключены к UPS. Но чтобы корректно рассчитать цифры, мощность приборов придется из Вт перевести в ВА (по указанной выше формуле).

Продолжительность автономной работы

Этот показатель напрямую зависит от того, насколько правильно был проведен расчет мощности для ИБП. Но помимо этого, не менее важную роль играет емкость аккумулятора (способность накапливать электрозаряд). Среднее время работы ИБП в автономном режиме составляет 5-10 минут. Когда речь идет о «спасении» компьютерной техники, этого времени вполне достаточно для корректного завершения работы. Но более мощные модели UPS могут функционировать в автономном режиме даже до 12 часов.

Наличие разъемов

Подбор по параметрам мощности и емкости батареи – это хорошо. Но также не стоит забывать, что при покупке UPS важно обращать внимание на наличие необходимых разъемов и наперед рассчитать, сколько и каких понадобится именно вам. Помимо основных, некоторые модели ИБП имеют разъемы для защиты телефонных и сетевых линий от высоковольтных импульсов. Выходные разъемы бесперебойника должны совпадать с разъемами нагрузки. То есть если для ваших нужд необходим ИБП на евророзетку, то перед покупкой надо проверить не досталась ли вам модель с IEC разъемом, известным как компьютерная вилка.

Обычно на ИБП присутствует несколько розеток и разъемов. Среди них:

розетки для подключения устройств к аккумуляторной батарее (они бывают EURO «под вилку» и IEC под кабель питания);
розетки для подключения устройств к стабилизатору, минуя батарею;
разъемы для защиты телефонных и информационных линий;
разъемы для мониторинга и диагностики (COM, USB);
разъем для подключения ИБП к сети 220 В;
разъемы для защиты телефонной (RJ-11) и информационной сети (RJ-45);
разъемы для управления устройством с компьютера (RS-232).

Индикация

Данные о состоянии аккумулятора и режиме работы ИБП в разных моделях отображаются разными способами. В бюджетных устройствах эта функция возложена на светодиодные индикаторы. В более дорогих моделях уже присутствует ЖК-дисплей, на котором и высвечивается вся важная информация.

Смотрим на бренд

Последний пункт в нашем обзоре, но не последний по важности – выбор ИБП по бренду. Покупка бесперебойника от проверенной фирмы-производителя – это вовсе не дань моде и не погоня за брендами. И хоть во всех ИБП аккумуляторы рано или поздно придется менять (обычно через 2 года), но чем качественнее устройство, тем дольше оно послужит. Сегодня лидерами на рынке ИБП считаются такие производители, как Powercom, APC, Ippon, P-Com, Inelt, LogicPower, Luxeon, Mustek, Eaton, PowerWalker, выпускающие бюджетные и более дорогие линейки источников бесперебойного питания для дома.

Заключение

Теперь самое время подытожить. Итак, вы принадлежите к тем счастливчикам, которые редко сталкиваются со сбоями напряжения в электросети или отключением света, а в случае ЧП «спасать» придется только компьютер. В таком случае следует покупать ИБП резервного типа. Если ваша электролиния – это сплошные скачки напряжения, то, поверьте, дешевле будет купить линейно-интерактивный бесперебойник и не переживать, как отразятся скачки в проводах на компьютере и другой технике. Покупка дорогих ИБП с двойным преобразованием оправдана в том случае, если ваше задание заключается в создании условий для бесперебойной работы серверов или отопительной системы.

Если говорить о мощности, то для обычного компьютера впору ИБП с выходной мощностью в 350-500 вольт-ампер. Для геймерского ПК с двумя мониторами понадобится уже минимум 500-1000 ВА, а если к этой «компании» добавить еще и акустическую систему, потребуется UPS выходной мощностью не меньше 1500 ВА.

Если выбираете ИБП для котла по параметрам номинальной мощности и емкости аккумулятора, то для циркуляционного насоса на 90-150 Вт вполне хватит трехсотваттного бесперебойника, если система отопления использует два насоса, тогда ваш выбор - ИБП на 400-500 Вт (плюс 25-30% запаса).

Таких примеров можно привести сотни. Но еще раз напоминаем, что результат высчитывается всегда по одной и той же формуле: сумма мощности приборов + 20% (это минимум). А чем больше резерв мощности ИБП, тем дольше сможет работать ваша техника без основного источника питания. Это главное, что нужно понимать, выбирая ИБП для дома.

Иногда это происходило в момент, когда вы печатали важный доклад или вот-вот были готовы перейти на новый уровень в игре; резкое отключение компьютера влекло за собой потерю данных, и приходилось все начинать сначала. Один раз вы закрыли на это глаза, второй, третий, но при очередном сбое может случиться так, что одна некорректная сессия записи данных разрушит всю файловую систему. Согласитесь, обидно за считанные секунды лишиться коллекции любимой музыки или фильмов, которую вы собирали несколько лет. Чтобы этого не произошло, есть 10 простых советов, которые помогут вам выбрать правильный источник для защиты вашей техники.

Совет 1. Определитесь, какое именно оборудование вы хотите защитить, и насколько для вас важна возможность непрерывной работы.

Сегодня компьютер сложно представить без периферийной техники (сканеров, принтеров и т. д.), вплоть до телефона и домашнего кинотеатра. Почти вся эта техника подвержена негативному влиянию скачков напряжения, как со стороны электросети, так и через линии передачи данных. Самый простой способ обезопасить домашнюю электронику от разрушительных электромагнитных помех и скачков напряжения - сетевой фильтр. Но он подходит для техники, отключение которой из-за сбоя в системе электропитания не приводит к потере данных, например, принтера или факса. Более чувствительные к качеству электропитания устройства, например, персональный компьютер или внешний жесткий диск, лучше защищать источниками бесперебойного питания (ИБП). Встроенная в них аккумуляторная батарея продолжает подачу электропитания, и позволяет в случае исчезновения напряжения в сети сохранить ценную информацию.

Конечно, сетевой фильтр можно использовать и для ПК, но тут каждый решает сам - насколько ему важно при отключении электроэнергии еще какое-то время продолжать работу. Если для вас не критично, что при сбое в сети вы не доиграете в игру и не сможете распечатать на принтере документ, то целесообразно купить простой сетевой фильтр. Если же для вас важно в любой момент иметь возможность доделать презентацию или завершить загрузку нужного файла из Интернета, то без ИБП с функцией резервного питания не обойтись.

Если компьютер оборудован источником бесперебойного питания, пользователь может продолжать работу или наслаждаться интересной игрой, не обращая внимания ни на скачки напряжения, ни на отключение света. Того времени, которое компьютер сможет проработать в автономном режиме, хватит для корректного завершения работы операционной системы и прикладных программ.

ИБП - это еще и выгода. Посчитайте, в случае перегорания, стоимость нового электронного устройства может измеряться десятками тысяч рублей, или же вы можете подстраховаться и купить ИБП, стоимость которого зачастую в несколько раз ниже.

Совет 2. Выясните, какие проблемы чаще всего возникают в электроснабжении в вашем доме.

Диапазон выпускаемых ИБП очень широк как по характеристикам, так и по цене. Чтобы не ошибиться с выбором, нужно выяснить, какого рода проблемы есть в электроснабжении, какого сбоя можно ожидать, и в соответствии с этим выбрать подходящий тип ИБП с простой, сложной или супер-навороченной степенью защиты. Поэтому, прежде чем отправляться в магазин, по внешним признакам постарайтесь определить, как часто у вас скачет напряжение, мигают ли лампочки, как часто происходит полное незапланированное отключение электроэнергии. Также обратите внимание, какое питание требуется вашему компьютеру. Если у вас дома стоит мощная игровая станция или оборудование премиум-класса, то и защита потребуется соответствующая.

Есть три основных технологии (топологии), по которым производятся ИБП; они различаются по следующим параметрам: какое напряжение на выходе формирует источник бесперебойного питания, насколько оно стабилизировано, и как изменяется при переходе на батарею. Еще один важный фактор - время переключения ИБП в режим работы от аккумуляторной батареи. Для того, чтобы работа компьютера не прерывалась, переключение должно происходить быстро, как правило, не более чем за 10 миллисекунд. В зависимости от этого ИБП делятся на резервные, линейно-интерактивные и он-лайн (или двойного преобразования).

Резервные ИБП (или ИБП офф-лайн) - самый простой тип, который в случае пропадания напряжения во внешней сети в течение 10 миллисекунд переключается на батарею. Если вам просто нужно защитить компьютер, то резервного источника будет вполне достаточно. Но в таком ИБП отсутствует стабилизатор, и если у вас в домашней сети скачет напряжение, ИБП будет чаще переходить на батарею, что пагубным образом скажется на сроке службы батареи источника бесперебойного питания.

Когда напряжение нестабильное т.е. часто «скачет» в диапазоне 175-190 В, можете заранее подготовиться к тому, чтобы через год-полтора придется покупать новые батареи. Самым оптимальным вариантом в таком случае будет использование линейно-интерактивного ИБП с автоматическим регулятором напряжения. Такой источник, перед тем как переключиться на батарею (примерно, 2-4 миллисекунды), попытается скорректировать форму выходного напряжения в случае понижения или повышения сигнала во внешней сети. Пониженное напряжение электросети автотрансформатор на выходе ИБП стабилизирует до допустимого уровня путем переключения на повышающую обмотку, а при повышенном напряжении - на понижающую обмотку. ИБП этого класса стоят дороже, но и степень защиты техники значительно выше.

Самое жесткое стабилизированное напряжение (около ±1%) и нулевое время переключения на батарею обеспечивают он-лайн ИБП . Такой источник постоянно преобразовывает входящую энергию в напряжение постоянного тока и регенерирует ее в режиме реального времени, обеспечивая питание компьютерного оборудования. Источники бесперебойного питания он-лайн чаще всего применяются в серверных для защиты очень чувствительного оборудования; для дома нет острой необходимости в покупке такого дорогостоящего ИБП.

Совет 3. Покупайте ИБП, мощность которого на 20-30% превышает мощность вашей системы.

При выборе того или иного ИБП следует ориентироваться на технические характеристики защищаемого оборудования, главная из которых - это мощность. Подключение компьютера, мощность которого превышает номинальную мощность самого ИБП, приведет к перегрузке источника бесперебойного питания, его отключению и, как следствие, отключению самого компьютера. Чтобы этого не произошло, вам нужно знать мощность подключенного к ИБП оборудования, и выбрать ИБП, чья номинальная мощность больше максимальной мощности нагрузки. Желательно, чтобы мощность ИБП на 20-30 % превышала мощность защищаемого оборудования. Так, если мощность вашего оборудования 750 ВА, значит, мощность ИБП должна быть не ниже 1000 ВА (1 кВА).

Для примера, ИБП мощностью 350-500 ВА подойдут для электропитания стандартного компьютера с ЖК-монитором, ИБП мощностью 700-1500 ВА уже может быть достаточно для домашнего игрового компьютера с монитором, включая отдельные периферийные устройства. Такая нагрузка, как лазерный принтер, требует ИБП мощностью от 1500 ВА, хотя для него вполне хватит защиты сетевым фильтром.

Если вы все-таки не можете определить, какой ИБП вам нужен, то воспользуйтесь специальными программами, которые можно найти на сайтах разработчиков ИБП. Там вы просто указываете модель своего компьютера, его «начинку», и система выдаст вам мощность, которую потребляет ПК в данной конфигурации. Такой точный расчет позволит избежать завышенной переоценки по мощности. Ведь на блоках питания пишут максимальную мощность, реальное потребление которой зависит от компонентов, которые есть в ПК.

Совет 4. Определите, какое время автономной работы вам требуется.

Одной из главных характеристик ИБП является время автономной работы, в течение которого он поддерживает питание компьютера. Время резервирования в каждом отдельном случае зависит от мощности ИБП и защищаемого оборудования. Средняя продолжительность автономной работы составляет 5-7 минут, как правило, этого вполне достаточно, чтобы сохранить все открытые документы и корректно завершить работу. Но если вам для автоматического закрытия очень сложных систем требуется большее время, без проблем можно подобрать соответствующий ИБП в зависимости от параметров системы. Например, APC Back-UPS ES 700 поддерживает работу стандартного десктопа (например, с потребляемой мощностью 200 Вт) в течение 15 минут.

Также время резервирования ИБП увеличивает установка дополнительных батарей, там, где ИБП имеет разъемы для подключения внешних штатных батарей. Однако существует ошибочное мнение, что чем мощнее ИБП, тем он дольше будет работать. Большой по мощности ИБП только в том случае проработает больше, если нагрузка на него будет меньше максимальной. Правильнее смотреть предоставляемые производителем ИБП графики или таблицы времени автономной работы в зависимости от мощности защищаемого оборудования.

Основная задача источника бесперебойного питания - защита компьютера и данных, поэтому программы сохранения файлов поставляются практически со всеми ИБП. Такое программное обеспечение отображает параметры электросети и состояние работы ИБП, а во время продолжительного сбоя в сети автоматически сохраняет все данные в открытых приложениях. Эта удобная функция позволяет не потерять информацию, даже если вас не было рядом с компьютером во время отключения электропитания. Когда электроснабжение восстановится, а вы вернетесь к своему рабочему месту, то даже не заметите, что что-то произошло.

Совет 6. Покупайте ИБП, у которых достаточно розеток для периферийных устройств, и есть разъемы для защиты телефонной линии.

Пользователи обычно используют ИБП для защиты не только ПК, но и периферийной техники. Если вы планируете подключать к ИБП различные устройства (ЖК-телевизор, принтер и т.д.), убедитесь, что источник бесперебойного питания имеет специальные розетки с защитой от скачков напряжения. При наличии модемов и факсов хорошо, чтобы ИБП обеспечивал защиту телефонной линии. Представьте себе, что из-за грозы в проводе, соединяющем компьютер с внешней сетью, формируется избыточное напряжение. Если линия защищена ИБП, то можно не беспокоиться, что возникшая помеха дойдет до модема и выведет его из строя. Некоторые модели ИБП также имеют разъемы для защиты сетевого оборудования, подключенного к локальной сети.

Совет 7. Перед покупкой ИБП решите, где он будет располагаться в квартире.

При покупке ИБП необходимо учитывать такой параметр, как шум, и заранее подумать о размещении источника. ИБП, работающий от батареи, генерирует порядка 40-45 децибел на расстоянии 1 м от ИБП, что может вызывать раздражение. Поэтому не рекомендуется размещать работающий источник в спальне. Если это необходимо, для снижения шума поставьте ИБП за перегородку, а не рядом с кроватью, соблюдая при этом условия для эффективного охлаждения ИБП.

Совет 8. Покупайте ИБП с понятной индикацией и средствами управления.

Каждому пользователю приятно, когда информация о работе системы поступает к нему в понятной и удобной форме. Все ИБП информируют пользователя с помощью звуковых сигналов, например, о переключении в режим работы от батарей. Кроме того, ИБП имеют светодиодные индикаторы, которые сигнализируют о различных состояниях, включая внештатные, например, в случае необходимости замены батареи.

Сейчас на рынке появились инновационные ИБП с ЖК-дисплеем, на котором отображается до 20 различных параметров работы ИБП и состояния электросети таких, как время автономной работы, напряжение в сети, потребляемую мощность и т. д. Теперь, чтобы получить эту информацию, не нужно запускать специальную программу на компьютере - данные наглядно представлены на дисплее.

Источник бесперебойного электропитания (ИБП) - это автоматическое устройство, основная функция которого - питание подключенной нагрузки за счёт энергии аккумуляторных батарей при пропадании сетевого напряжения или выхода его параметров (напряжение, частота) за допустимые пределы. Кроме этого, некоторые ИБП могут корректировать параметры электропитания при работе от электрической сети, т.е. выполнять функции фильтра и стабилизатора.

В данной статье выбор ИБП иллюстрируется на примере продукции компании APC (American Power Conversion), основанной в 1981 году тремя инженерами-электротехниками, закончившими Массачусетский технологический институт (MIT).
Первый ИБП был выпущен компанией в 1984 году, а с 2007 г. APC является подразделением корпорации Schneider Electric и в настоящее время является лидером рынка систем бесперебойного электропитания и обладателем многочисленных наград.

В начале 2010 года компания APC выпустила обновленную модель серии RS - Back-UPS RS 550 () Данное устройство обладает новой интересной функцией энергосбережения. Она реализована в виде "зависимых" выходных розеток UPS, которые обесточиваюся, если вы выключаете компьютер, подключенный к "основным" розеткам устройства.
Таким образом можно экономить энергию, автоматически отключая оборудование типа хабов, модемов, роутеров и прочей периферии, обычно ненужной при неработающем компьютере. Еще одним важным новшеством, делающим использование UPS более удобным, является наличие жидкокристаллического дисплея, отображающего развернутую информацию о состоянии ИБП и электросети.

Для справки: В Российской Федерации стандарт бытового электропитания следующий: действующее напряжение - 220 В ± 10%, частота 50 Гц ± 1%, коэффициент несинусоидальности - длительно до 8%, кратковременно до 12%. Таким образом, напряжение в сети должно менять свое значение по синусоиде с периодом 1/49 - 1/51 сек, находиться в пределах 196 В - 242 В и отличаться по форме от идеальной синусоиды не более чем на 8%.

Мощность источников бесперебойного питания указывается в вольт-амперах (VA), а мощность в более привычных в ваттах (Вт) можно узнать, умножив мощность в вольт-амперах на коэффициент 0,6. Например, ИБП с характеристикой мощности 700VA защитит бесперебойным питанием технику с максимальным потреблением 420 Вт.

Рассчитать мощность подключенной нагрузки можно, просуммировав мощность всех подключенных к ИБП потребителей, для персональных компьютеров эта мощность всегда меньше, чем номинальная мощность их блоков питания (как правило - в полтора-два раза) и зависит от особенностей конкретной конфигурации, ориентировочно её можно рассчитать, например, воспользовавшись .
Пример: системный блок компьютера с блоком питания номиналом 350Ватт потребляет 250 Вт + монитор 45Вт = 295 Вт, разделив эту цифру на 0.6, получаем 491VA, т.е. для такой конфигурации минимально подходящая мощность ИБП - 500VA.

Предположительное время работы ИБП при заданном уровне нагрузки проще всего выяснить, посмотрев документацию предоставленную производителем. В данной статье далее приводятся ссылки на диаграммы времени работы всех упоминаемых семейств ИБП APC. Обычно для максимальной нагрузки время автономной работы измеряется несколькими минутами, что, как правило достаточно для сохранения пользовательских данных и корректного выключения оборудования.

Помните также, что зависимость времени автономной работы от мощности подключенной нагрузки имеет нелинейную форму из-за падения КПД преобразователя при снижении нагрузки относительно номинальной, например, для ИБП серии BackES эта зависимость имеет вид, приведённый на графике слева. Понимание этого факта избавит вас от покупки слишком мощного ИБП в целях обеспечения длительной работы подключенного оборудования - подобная затея вряд ли кончится успешно, так как при работе от батарей на мощности, в разы меньшей чем номинальная для ИБП, их ресурс будет преимущественно расходоваться инвертором, а не нагрузкой.

Ещё одним фактором, снижающим время автономной работы ИБП, является падение ёмкости аккумуляторных батарей. Ёмкость аккумуляторных батарей падает в течении срока эксплуатации, об этом необходимо помнить, если аккумуляторы в данном ИБП эксплуатируются существенную часть их жизненного цикла (обычно он составляет от двух до четырёх лет).

Появление этой статьи вызвано часто встречающимся непониманием технических терминов, характеристик и особенностей источников бесперебойного питания (ИБП ) или UPS . К выбору ИБП необходимо, на наш взгляд, подходить также основательно как и к выбору автомобиля . При этом решающую роль могут играть не только основные характеристики:

мощность ИБП/UPS,
габариты ИБП/UPS ,
время автономной работы, и т. д.

но и такие характеристики как: удобство в управлении и обслуживании, дизайн

В последнее время появилось определенное количество статей в которых вводятся расчетные величины и с легкостью доказывается превосходство одной марки UPS над другой. При этом некоторые технические характеристики не указываются или указываются только те, которые выгодно показывать для данных моделей. Характерный пример - обычно в каталогах на UPS небольшой мощности обычно не указывается величина допустимой перегрузки инвертора, на основании этого в одной из статей был сделан вывод, что UPS многих фирм (Off-line и line-interactive) не могут работать с перегрузкой. В данной статье мы постараемся воздержаться от введения каких-либо искусственных технико-экономических показателей. Однако мы понимаем, что вопрос цены, в большинстве случаев является определяющим при выборе UPS . Вернемся к UPS и тем особенностям, техническим характеристикам, на которые необходимо обращать внимание при выборе оборудования.

Во первых, надо определиться для чего приобретается источник или система бесперебойного питания , что вы хотите защитить и от чего. Для этого определим, какие UPS существуют, и какой уровень защиты обеспечивает та или иная технология изготовления, а также список наиболее встречающихся неполадок в электросети. Наиболее часто встречающиеся неполадки в электросети:

исчезновение напряжения,
провал напряжения,
повышение напряжения,
понижение напряжения,
электромагнитные и радиочастотные помехи,
высоковольтный импульс,
переходный процесс при коммутации,
искажение синусоидальности напряжения.

off-line UPS - источник бесперебойного питания характеризуется наличием времени переключения с основной сети на работу от аккумуляторов. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. При работе от аккумуляторов на выходе инвертора степ волна. Небольшие габариты и простой дизайн. Ценовая ниша - самый дешевый. Защищает от 3-х неполадок в электросети.

line-interactive UPS - источник бесперебойного питания характеризуется наличием времени переключения с основной сети на работу от аккумуляторов. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. Имеет автотрансформатор благодаря чему может работать в широком диапазоне входных напряжений без перехода на аккумуляторы. При работе от аккумуляторов на выходе инвертора степ волна или синусоида. Привлекательный внешний вид, небольшие габариты. Ценовая ниша - небольшая цена для тех задач которые он может решать. Защищает от 5-ти неполадок в электросети.

on-line UPS - источник бесперебойного питания с двойным преобразованием защищает нагрузку от большинства неполадок в сети. Переход на работу с основной сети на работу от аккумуляторов происходит без разрыва синусоиды на выходе. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. Ценовая ниша - дорого, но это лучшее, что есть на данный момент. Защищает от 9-ти неполадок в электросети. Чаще всего причина приобретения UPS инициировано только одной неполадкой в электросети - исчезновением напряжения и стремлением, обеспечить корректное завершение задач или технологических циклов. Однако нельзя забывать, что UPS решает большое количество задач, таких как стабилизация напряжения, устранение помех и искажений, информационная защита и т. д. Поэтому рассмотрим характеристику, с которой обычно начинается выбор оборудования - мощность. В данной части будут рассматриваться только UPS построенные по технологии on-line.

Мощность UPS - номинальная выходная мощность источника (мощность инвертора UPS ). Указывается в ВА. Обычно выходная мощность UPS указывается в названии самого источника, или указывается через слеш, дефис, таким образом мощность аппарата легко читается в названии. Следующее что необходимо узнать это соотношение активной мощности и полной на выходе инвертора, или так называемый коэффициент мощности Pf.

Коэффициент мощности.

Коэффициент мощности - величина очень универсальная и характеризует не только выходные данные ИБП , как источника электрической энергии для потребителя, но и сам ИБП как нагрузку для трансформаторной подстанции, дизель-электростанции или другого источника электроэнергии. Определение:

Коэффициент мощности Pf - отношение средней мощности переменного тока к произведению действующих значений напряжения и тока. Наибольшее значение Pf. равно 1.

Электрическая мощность (э. м.) - физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. При переменном токе произведение мгновенных значений напряжения и и тока i представляет собой мгновенную мощность: р = ui, т. е. мощность в данный момент времени, которая является переменной величиной. Среднее за период Т значение мгновенной Э. м. Называется активной мощностью.

Активная мощность (P) - среднее за период значение мгновенной мощности переменного тока. А. м. Р зависит от действующих значений напряжения U и силы тока I и от косинуса j, где j - угол сдвига фаз между U и I. Единица измерения А. м. - ватт (Вт). В цепях однофазного синусоидального тока Р = UI cosj. Активная Э. м. характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую, световую и т. п.). Э. м., характеризующая скорость передачи энергии от источника тока к приёмнику и обратно, называется реактивной мощностью.

Реактивная мощность (Q) - величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока. Р. м. Q равна произведению действующих значений напряжения U и тока /, умноженному на синус угла сдвига фаз j между ними: Q = UI sinj. Измеряется в варах.

Полная мощность , кажущаяся мощность, величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока в цепи I и напряжения U на её зажимах: S=U?I; для синусоидального тока (в комплексной форме) и связана с активной и реактивной Э. м. соотношением: S2= P2+ Q2 , где Р - активная мощность, Q - реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q < 0). Измеряется в ва. Для цепей несинусоидального тока Э. м. равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник:

Для трехфазных цепей Э. м. определяется как сумма мощностей отдельных фаз.

Р. м., потребляемая в электрических сетях, вызывает дополнительные активные потери (на покрытие которых расходуется энергия на электростанциях) и потери напряжения (ухудшающие условия регулирования напряжения). В некоторых электрических установках Р. м. может быть значительно больше активной мощности. Это приводит к появлению больших реактивных токов и вызывает перегрузку источников тока. Для устранения перегрузок и повышения мощности коэффициента электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности. Для этой цели вполне подходят источники бесперебойного питания с высоким коэффициентом входной мощности.

чаще всего носит комплексный характер и коэффициент мощности не превышает 0.8, а для компьютеров составляет около 0.7. Таким образом, логично заключить, что выходной коэффициент мощности UPS или коэффициент мощности инвертора может быть не более 0.8, что и реализовано в большинстве моделей источников. Существует ряд моделей UPS, которые имеют инвертор с коэффициентом мощности равным 1. Такие источники имеют преимущество при работе с чисто активной нагрузкой (например, нагревательные элементы).

Совсем другое дело, когда мы говорим о входном коэффициенте мощности. Если Pfвых. для UPS это характеристика нагрузки, то Pfвх характеризует влияние UPS на электросеть, т.е. то количество искажений, которые вносит аппарат во внешнюю сеть. Данная характеристика напрямую влияет на возможность работы UPS с другими источниками электроэнергии (дизель-генератор). Все фирмы стремятся увеличить этот показатель и приблизить его к 1, причем во всем диапазоне нагрузок. Для этого разработаны новые IGBT выпрямители и выпрямители с коррекцией коэффициента входной мощности. Пример тому выпуск новой линии UPS PW 9340 большой мощности фирмой POWERWARE , имеющими на входе IGBT выпрямитель с функцией коррекции коэффициента мощности. Одними из первых, кто стал применять UPS c IGBT выпрямителем финская фирма Fiskars, вошедшая в состав Exide Electronics./Powerware , и начавшая серийный выпуск аппаратов по такой технологии в 1996г. (модель Profile , новое название PW9150 ). Применение UPS с высоким коэффициентом входной мощности позволит получить экономию электроэнергии, особенно при работе с нагрузкой имеющий нелинейный характер. Приведем пример. В 2000 году на заводе по производству волоконно-оптического кабеля под Москвой была установлена система бесперебойного электропитания обеспечивающая работу всех технологических линий цеха. Мощность системы бесперебойного электропитания составила 480кВА. Система была построена на четырех параллельно работающих UPS . Во время испытаний на реальную нагрузку были произведены замеры токов, напряжений и мощности на входе и выходе системы бесперебойного питания.

Потребляемая мощность системы бесперебойного электропитания - 187кВА/187кВт
Коэффициент мощности - 1.0
Мощность потребляемая цехом - 245кВА/169кВт
Коэффициент мощности - 0.69 КПД системы 90.3%

К сожалению, потребителю электроэнергии приходится платить не за активную (полезную) мощность, а за полную мощность. Разница в мощности на входе и на выходе системы бесперебойного питания составила 58 кВА ! Необходимо учесть, что тариф за потребление электроэнергии с низким cosj (Pf) существенно выше. Таким образом, применение системы бесперебойного питания позволило не только защитить оборудование от исчезновения и провалов напряжения, но и получить существенную экономию электроэнергии.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что при выборе системы бесперебойного питания необходим комплексный подход, который позволит решить не только сиюминутные задачи, но и получить дополнительные преимущества. Применение современных UPS (аналогичных сериям PW 9150 (Powerware 9150), PW 9155 (Powerware 9155), PW 9305 (Powerware 9305), PW 9340 (Powerware 9340), PW 9370 (Powerware 9370) ) позволяет решать задачи энергосбережения. .

"Электросистемы"
Соколов С.В. директор по развитию ТХ "Электросистемы"

Источник бесперебойного питания важный элемент при построении сложных систем, где нужна гарантия безопасности от непредвиденных перебоев в энергоснабжении

Источник бесперебойного питания важный элемент при построении сложных систем, где нужна гарантия безопасности от непредвиденных перебоев в энергоснабжении и других проблем в электросети. Расскажем о том, какие критерии необходимо учесть при выборе ИБП.

Сейчас рынок забит множеством устройства отличающихся, как ценником, так и качеством. Разобраться во всем этом многообразии невероятно сложно. Если же бюджет ограничен, то нужно подходить к выбору максимально ответственно. Поэтому для начала стоит ответить себе на несколько вопросов:

Насколько ответственное оборудование вы собираетесь защищать?

Какое время автономной работы оборудования в случае пропадания напряжения будет оптимальным?

Дабы ответить на поставленные вопросы стоит разобраться с тем какие классы ИБП сейчас существуют, и определиться с основными критериями, которые нужно учитывать при выборе ИБП.

Классы ИБП

Классы, представленных на рынке ИБП, отличаются друг от друга поведением в разных режимах работы и схематикой. Выделяют:

Резервные или off-line ИБП (BackUp),
- Линейно-интерактивные ИБП (Line-interactive),
- ИБП с двойным преобразованием (on-line, double-conversion).

Off-Line ИБП считаются наиболее простыми и неприхотливыми. В нормальном режиме работы от сети электричество поступает на вход такого “бесперебойника, а после транзитом подается на основную нагрузку. При возникновении неполадок сети (перепадов и потерь напряжения) ИБП автоматически переходит на работу от аккумулятора.

Недостатки такой схемы работы - это длительное переключение питания на аккумуляторы (от 4 до 10 миллисекунд). Кроме того при работе ИБП от аккумулятора на оборудование подается не привычный для сети синус, а аппроксимированный синус.

Следующий класс источников бесперебойного питания Line-interactive не имеет кардинальных отличий от схемы Off-line. В случае аварии питание также переключается на аккумулятора, а затрачивается на это аналогичные (от 4 до 10 миллисекунд). На выходе также получается аппроксимированный синус.

Однако в ИБП этого класса на входе присутствует трансформатор, благодаря которому удается компенсировать те самые перепады напряжения. Стоит подчеркнуть, что ИБП класса Off-line и Line-interactive не предназначены для подключения ответственного оборудования.

При подключении ответственного оборудования рекомендуется использовать ИБП с двойным преобразованием (double conversion) или On-line ИБП. Работа таких источников бесперебойного питания устроена так, что входящее напряжение выправляется благодаря выпрямителю. После этого инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное. При такой схеме аккумуляторы подключены к выходу выпрямителя и входу инвертора, что обеспечивает мгновенный переход (0 миллисекунд) к работе от аккумулятора.

Помимо этого КПД определяет какое количество тепла в окружающую среду выделяет ИБП. Этот показатель важен при проектировании серверной. Например, если будет установлен ИБП небольшой мощности, то он не будет выделять много тепла. Напротив, при большой мощности “бесперебойника” в несколько десятков киловатт, тепловыделение будет большим. Чтобы избежать перегрева оборудования придется каким-то образом удалять тепло из помещения, а это дополнительные траты на мощные кондиционеры. Итог таков: чем больше коэффициент полезного действия ИБП, тем меньше будет выделяться тепло.

В качестве примера представим несколько вариантов эффективного и неэффективного использования ИБП:

В первом случае, к ИБП мощностью 800 Ватт подключили оборудование мощностью 50 Ватт. На самообеспечение ИБП использует около 70 Ватт. Рассчитываем КПД по формуле и получаем 42%.

Во втором случае, при нагрузке же в 600 Вт, коэффициент полезного действия ИБП будет значительно выше - 89%. Этот вариант более предпочтителен и эффективен.