Источники бесперебойного питания. Виды, особенности работы, выбор

В каких случаях необходим ИПБ

Состояние электрических сетей на отечественных просторах желает быть лучшим. Колебания параметров проходящего по ним тока стало явлением обыденным и довольно частым. А это может привести к выходу из строя работающего под напряжением домашнего оборудования. Ведь колебания питающего напряжения имеет определенные параметры. Так для электроприборов этот показатель не должен превышать 7 процентов от номинала. У цифровой техники он еще ниже и составляет около 3 %.

Основными проблемами, которые вызывают полное отключение питания или перепады в сети являются:

• Аварийные ситуации, приводящие к отключению питания;
• Импульсные высоковольтные помехи большой продолжительности;
• Кратковременные и долговременные всплески напряжения;
• Высокочастотные помехи.

Вот из-за таких явлений в сети и происходит выход бытовой электротехники из строя. Решением данной проблемы может стать созданная система бесперебойного электрического питания для дома. В ее состав может входить генератор и ИБП. Первые обладают большой мощностью и способны работать длительное время. На отечественном рынке можно приобрести генераторы китайского производства с хорошим сочетанием качества и цены.

Смотрим видео, устройство и принцип работы ИПБ:

https://youtube.com/watch?v=GOzyJ3DCgOo

Минусом данного вида оборудования считается потребность в регулярной замене масла и фильтра примерно через каждые 100 часов работы. Агрегаты отличаются большой шумностью и выделением выхлопных газов. К тому же возникает необходимость оборудовать специальное место хранения топлива.

Бесперебойник для дома также имеют недостатки, в частности — высокая стоимость, которая зависит от мощности аккумуляторных батарей. Но, приобретая устройство, вы устраняете риски, которые связаны с токовым колебанием в сети.

Его преимуществами являются:

1. Отсутствие шума;
2. Небольшие размеры и компактность;
3. Большой срок службы;
4. Нет надобности в дополнительном обслуживании;
5. Возможность осуществлять регулировку нагрузки и расхода заряда.

Источники бесперебойного питания для частного дома смогут обеспечить автономную работу имеющегося оборудования на протяжении определенного времени, которое необходимо для безопасного отключения или продолжения работы.

Бесперебойник для газового котла какие бывают и какой выбрать

В принципе, отличаться друг от друга источники бесперебойного питания для котла могут не по многим признакам – если быть конкретным, то всего по трем моментам. Самый главный из них – это форма выходного сигнала. В этом отношении они могут иметь либо чистый синус на выходе, либо модифицированный (так сказать, ступенчатая аппроксимация, от которой может заработать далеко не каждый отопительный котел). По большому счету, ИБП с аппроксимированной синусоидой на выходе отлично подходят для всего, чего угодно, только не для котлов и бытовой техники, в которой имеются электрические двигатели

На этот момент нужно обращать внимание в первую очередь при выборе бесперебойника для котла

Следующий момент, который нельзя выпускать из виду, это тип ИБП для котла отопления. В этом отношении их можно разделить на три группы.

1. Off-Line. При наличии напряжения в центральной сети такие блоки бесперебойного питания подают на котел отфильтрованное электричество, но никак не стабилизированное – при больших перепадах напряжения в большую или меньшую сторону они просто переключаются на автономный источник питания (аккумулятор). С одной стороны это вроде бы хорошо, но с другой происходит быстрый износ аккумуляторной батареи.
2. On-Line. Их еще называют бесперебойники двойного преобразования – сначала сетевое электричество понижается до 12 вольт, а потом повышается. Преимуществом такого подхода к делу является чистое и стабильное напряжение на выходе без перепадов – при провалах напряжения в сети недостаток тока восполняется от аккумулятора, а большие скачки гасятся трансформаторами. Несмотря на такое устройство, этот тип бесперебойников для котла отопления не лишен и недостатков: во-первых, это низкий КПД, во-вторых, малый ресурс аккумуляторных батарей и, в третьих, высокая стоимость.
3. Line-Interactive. Этот вид ИБП можно назвать попыткой устранения недостатков, присущих двум вышеописанным типам источников автономного питания. Он имеет встроенный стабилизатор напряжения, который качественно выравнивает сетевой ток, а также встроенное мощное зарядное устройство, позволяющее быстро восполнять запас электроэнергии. В общем, попытка более или менее удачная, и на сегодняшний день так называемые интерактивные источники бесперебойного питания являются самым оптимальным вариантом. Но на данный момент это самые дорогие ИБП. Существует две разновидности подобных бесперебойников – как и все остальные подобные устройства, они могут иметь либо чистый синусоидальный выход, либо ступенчатую аппроксимацию.

В принципе, выбирать из чего есть, но это еще не все, на что нужно обратить внимание – немаловажным фактором является мощность ИБП для котла. При ее недостатке котел попросту не запустится – как минимум для нормальной работы стандартного настенного двухконтурного котла понадобится приобрести источник бесперебойного питания с пиковой мощностью около 500Вт

Она нужна для запуска насоса.

Кроме всего прочего, обратить внимание нужно и на емкости используемых аккумуляторов, которые оказывают непосредственное влияние на время работы котла после отключения сетевого электричества. Как правило, стандартный ИБП не рассчитан на длительную работу – максиму до часа

В этом отношении лучше присмотреть устройство бесперебойного питания для котла с возможностью подключения внешнего аккумулятора – за счет его большой мощности время работы котла в автономном режиме можно увеличить до 10-ти часов, если не больше. Все зависит от того, сколько денег вы готовы потратить на приобретение дополнительных аккумуляторных батарей.

Причины использования код

Кратковременные нарушения нормальной работы электрической сети являются неизбежными. Причиной большинства кратковременных нарушений электроснабжения являются короткие замыкания. Полностью защитить электрическую сеть от них практически невозможно или, во всяком случае, это стоило бы очень дорого. Кратковременные перерывы питания случаются значительно чаще, чем длительные. Длительного перерыва питания возможно избежать используя автоматический ввод резерва (АВР). При этом кратковременные перерывы питания будут не только при коротком замыкании на любой из питающих АВР линий, но и на линиях, питающих соседних потребителей.

Бесперебойное от гарантированного электропитания отличается тем, что в случае гарантированного электропитания допускается перерыв на время ввода в действие резервного источника. В случае бесперебойного электропитания требуется «мгновенный» ввод в действие резервного источника

Это важное требование ограничивает круг пригодных к применению в источниках бесперебойного питания резервных источников. На практике обычно может быть применен только один такой источник — аккумуляторная батарея

Основной функцией ИБП является обеспечение непрерывности электропитания посредством использования альтернативного источника энергии. Кроме того, ИБП повышает качество электропитания, стабилизируя его параметры в установленных пределах. В ИБП в качестве накопителя энергии обычно используются химические источники тока. Кроме них могут применяться и иные накопители. В качестве первичного источника может использоваться электропитание, поступающее от электросети или генератора.

Промышленность | код

Батарея аккумуляторов

Сложное технологическое оборудование современного промышленного производства не может нормально функционировать, если электроснабжение не бесперебойное. Для многих промышленных предприятий перерыв питания на несколько секунд или даже на десятые доли секунды ведет к нарушению непрерывного технологического процесса и к остановке производства.

Если допустимое время перерыва питания меньше 0,2 с возможно только использование источников бесперебойного питания, защита автоматическими выключателями цепи с коротким замыканием для уменьшения времени перерыва питания в таком случае невозможна или неэффективна. Если допустимое время более 0,2 с возможно использование защит электросети или использование источников бесперебойного питания. При допустимом времени 5…20 с возможно отказаться от источников бесперебойного питания и использовать АВР.

Для электродвигателей провалы напряжения в сети 0,4 кВ длительностью 0,3…0,5 с могут привести к тому, что векторы остаточной ЭДС электродвигателей могут оказаться в противофазе с векторами напряжения сети. В результате при восстановлении питания произойдет срабатывание электромагнитных расцепителей автоматических выключателей и окончательное отключение электродвигателей. При этом провалы напряжения длительностью менее 0,3 с не представляют опасности, поэтому для электродвигателей борьба с провалами напряжения обычно направлена на предотвращение отключения контакторов в цепи главного питания 0,4 кВ. Одной из таких мер является питание цепей управления контактора от источника бесперебойного питания.

Восприимчивость промышленных контролёров на логических микросхемах к провалам напряжения аналогична восприимчивости компьютеров.

Нарушение работы контакторов и реле может произойти при прерывании напряжения 5…10 мс и 80…120 мс. Разница в работе одного и того же устройства возникает из-за разницы в мгновенной величины напряжения переменного тока, когда начался провал напряжения. При прохождении напряжения через ноль устойчивость более чем в 10 раз больше.

В быту и офисах | код

Наиболее распространенное в быту и офисах применение — выключение компьютера без потери данных при отключении электроэнергии. При провалах напряжения длительностью 0,2 с происходит остановка процедур чтения/записи компьютера; 0,25 c — блокировка операционной системы; 0,4 c — перезагрузка.

Аварийное | код

Источники питания, которые используются в случае перерыва нормального питания делятся на резервные и источники питания для систем безопасности.

Рейтинг лучших моделей

По информации сайта expertcen.ru на настоящее время признаны лучшими модели UPS:

ИБП CyberPower CP1500EAVRLCD. Линейно интерактивный с информационным дисплеем. Имеет 6 евро-розеток для подключения устройств, USB порт, порты RJ11 для телефонной связи и RJ45 для локальной сети. Высокая резервная емкость — 900 Вт. Стабилизатора напряжения не имеет. Ценовые предложения 14000-15000 рублей. Первый в рейтинге среди недорогих моделей.

ИБП Powercom Imperial IMD-825 AP. Обладает очень быстрой реакцией на колебания напряжения в сети. Имеет 5 компьютерных розеток. Резервная мощность 495 Вт. Время автономной работы 15-20 минут, а время, которое уходит на переключение режимов 2-4 мс. В блоке имеется стабилизатор напряжения AVR. По отзывам пользователей занимает 2 место в рейтинге недорогих UPS. Цены находятся в диапазоне 6800-8400 рублей.

Обзор в видео

ИБП PowercomWOW-300 U. По размерам и виду похож на сетевой фильтр. Мощность на выходе 165 Вт, время автономной работы – 4 минуты, которого достаточно на корректное завершение работы ПК. Три евророзетки, разъемы для USB, локальной и телефонной сетей. Спасет ваш ПК от скачков напряжения. Цена 3000 рублей.

Из более дорогих профессиональных моделей ИБП, первое место рейтинга принадлежит ИБП P-ComPro 1OS. Двойное преобразование тока, большая емкость аккумулятора с мощностью 7000 Вт, информационный дисплей и клавишное управление. Время автономной работы 7 минут. Отличная модель бесперебойника для производственных нужд, для домашних – просто идеальна. Надежная и долговременная защита ПК. Цена 128600 рублей.

Видео обзор данной модели в видео ниже

Онлайн-блок IpponRT1000. Максимальная мощность, на которую он рассчитан -900 Вт. Дисплей, отражающий текущие параметры работы, двойное преобразование тока, 8 компьютерных розеток, опция подключения дополнительных батарей. Цена 30000-36850 рублей.

Марка производителя является гарантией качества изделия, а потому, в некоторых случаях стоит даже заплатить большую сумму, но получить взамен качественный и надежный прибор. Производители Ippon (Гонконг), APC (American Power Conversion), американско-голландский концерн CyberPower занимают лидирующие позиции среди брендов, выпускающих ИБП. Приобрести блок бесперебойного питания этих брендов – обеспечить стопроцентную защиту своего ПК и DNS.

Технология F.M.M.T. Flexible Multi Master Technology

F.M.M.T. – это технология, которая обеспечивает
совместную работу систем управления блоками в параллельной системе ИБП.
Технология получила название «гибкой мультимастерной» (Flexible Multi Master
Technology), поскольку она гибко перераспределяет роль мастер-устройства по  нескольким мастер-контроллерам.

Зачем нужна технология F.M.M.T.

Эта технология предназначена для повышения надежности и  устойчивости функционирования параллельных систем, состоящих из нескольких
онлайновых источников AEG. Более подробно задача, для решения которой
предназначена технология F.M.M.T., такова. В любой параллельной системе
устройства всегда неравноправны, и всегда есть роль мастер-устройства – того, к  которому подстраиваются остальные. Соответственно возможны отказы системы по  мастеру (они бывают двух типов: отказ в самом блоке и отказ в случае событий
извне  по входу или по выходу, в нагрузке). Отказ мастера – это уязвимость,
так как параллельная система в момент перевыборов отказавшего мастера
неустойчива. Система закрывает эту уязвимость настолько быстро, насколько
быстро она обеспечит появление нового мастера и подстройку других блоков под
работу этого мастера.

Преимущества технологии F.M.M.T.

Каждый вендор решает задачу повышения устойчивости
параллельной системы ИБП по-своему. В том или ином виде происходят перевыборы
мастера в параллельной системе (voting).

У других (не-AEG) производителей есть понятие «Мастер-ИБП» 
выделенный ИБП, который принимает на себя роль ведущего. У AEG PS – другое
понятие – «Мастер-Контроллер». Его роль может быть распределена между
контроллерами. Мастер-контроллеры могут находиться в различных ИБП параллельной
системы. Причем распределение по различным ИБП может задавать сервис-инженер
при пусконаладке параллельной системы.

Чем это хорошо? У ИБП AEG перевыборы касаются только одной
из подсистем. В случае развала системы обеспечивается переход на статический
байпас. Это существенно повышает стабильность и устойчивость работы
системы.

Пример: отказал мастер-ректифайер на ИБП №1. Автоматически
роль мастера передается контроллеру на остающихся слейвах.

Описание технологии F.M.M.T.

Рассмотрим параллельную систему из нескольких ИБП. В  параллельной системе из нескольких ИБП контроллеры одного функционала получают
разные роли: один назначается мастером (управляющим), все остальные – слейвами
(подчиненными). Для чего? Чтобы обеспечить согласованную работу трех
контроллеров трех ИБП. Точно так же распределяются по ролям контроллеры
байпасных линий, и контроллеры выпрямителей. Мастер-контроллеры каждой из  подсистем (выпрямителя, байпаса и инвертора) могут размещаться в различных ИБП
параллельной системы.

Система продолжает обеспечивать электропитание нагрузки,
даже если выходит из строя один из контроллеров. Например, выходит из строя
выпрямитель. Это не приведет к прекращению электропитания нагрузки, так как
контроллер инвертора останется полнофункциональным.

Рис. Технология F.M.M.T. компании AEG  Power Solutions

Когда в ходе ввода в эксплуатацию системы (commissioning)
производится назначений условий мастерам (прописываются мастера по устройствам
вручную или автоматически),  обеспечивается «размазывание» ответственности по  всей системе (Distribute the responsibility to the complete system). Дальше в  случае отказа действует сама система, «решая», что ей делать,  как именно
«размазать» мастеров по блокам и обеспечить чтобы не было двух мастеров в  каждом из блоков.

Рис. Технология F.M.M.T. компании AEG  Power Solutions обеспечивает повышенную надежность параллельной системы ИБП

AEG Protect 3, 4, 5, 8.

Регулирование код

Международной электротехнической комиссией принята группа стандартов:

• IEC 62040-1 Системы непрерывного энергоснабжения (UPS). Часть 1. Общие положения и требования безопасности для UPS;
• IEC 62040-2 Системы бесперебойного энергоснабжения (UPS). Часть 2. Требования к электромагнитной совместимости;
• IEC 62040-3 Системы непрерывного энергоснабжения. Часть 3. Метод определения требований к эксплуатации и испытаниям;
• IEC 62040-4 Системы бесперебойного энергоснабжения (UPS). Часть 4. Экологические аспекты. Требования и представление информации
• IEC 62040-5-3 Системы бесперебойного электропитания (UPS). Часть 5-3. UPS постоянного тока. Требования к рабочим характеристикам и испытаниям

Мощность источника бесперебойного питания

Мощность выбираемого Вами источника бесперебойного питания всегда должна соответствовать конкретной задаче по защите электрооборудования в Вашей квартире. В данном случае необходимо ориентироваться на характеристики защищаемого оборудования. Если мощность Вашего персонального компьютера или других устройств будет выше номинальной мощности самого источника бесперебойного питания, то он попросту отключится, что, в конечном счете, приведет к отключению и самого компьютера.

Поэтому при выборе ИБП следует знать заранее совокупную мощность подключаемого к источнику оборудования. Рекомендуется, чтобы мощность ИБП примерно на 20 — 30% превышала мощность того компьютерного оборудования или бытовых приборов, которые требуется защитить от сбоев в электропитании. Например, для домашнего ПК с монитором и периферийными устройствами будет достаточно ИБП мощностью 800 — 1500 ВА.

Время автономной работы ИБП

Важнейшая характеристика источника бесперебойного питания, напрямую зависящая от его мощности, — это время автономной работы, в течение которого он будет поддерживать питание Вашего компьютера или других устройств. Обычно ИБП имеют время автономной работы 5 – 8 минут, что вполне достаточно для того, чтобы сохранить документы и корректно завершить работу.

Если же Вам требуется более продолжительное время резервирования можно выбрать модель ИБП со временем автономной работы до 15 – 20 минут. В этом случае используются более мощные аккумуляторные батареи. Хорошо, если выбранный Вами источник бесперебойного питания будет иметь разъемы для подключения внешних штатных батарей, ведь установка дополнительных батарей также может увеличить время автономной работы. Как правило, в технической документации к ИБП производитель указывает время его автономной работы в зависимости от мощности защищаемого оборудования.

Имейте в виду, что срок службы аккумуляторных батарей для ИБП составляет в среднем 3 – 5 лет, после чего их необходимо будет заменить

При покупке источника бесперебойного питания обратите внимание, предоставляет ли он возможность пользователю самостоятельно заменять батареи

ИБП с программным обеспечением и индикацией

Практически все современные ИБП поставляются с программным обеспечением для ПК, ведь основная задача источника бесперебойного питания в домашних условиях заключается именно в защите компьютера и его периферийных устройств от сбоев в электросети. С помощью программного обеспечения Вы сможете быть в курсе параметров работы электросети и состояния Вашего источника бесперебойного питания.

Во время отключения электропитания оно автоматически  сохранит все данные на ПК в открытых Вами приложениях, даже если Вас в этот момент не было рядом с компьютером. Когда же электроснабжение восстановится, Вы сможете вернуться к полноценной работе на ПК без какой-либо потери данных.

Лучше выбирать ИБП с понятной индикацией о работе системы. Это может быть, например, источник бесперебойного питания со встроенными звуковыми сигналами, своевременно информирующими Вас о переключении в режим работы от аккумуляторных батарей. Либо ИБП со светодиодной индикацией.

Более продвинутые и дорогие ИБП оснащаются небольшим ЖК-дисплеем, на котором в любой момент времени можно посмотреть всю интересующую Вас информацию — напряжение в сети, мощность, потребляемая электрооборудованием, время автономной работы.

Итак, выбирая источник бесперебойного питания для защиты своего ПК или бытовых приборов, Вам необходимо сначала определиться, какие проблемы существуют в Вашей электросети. Какого сбоя в электропитании ждать и как к нему подготовиться. От этого напрямую зависит выбор класса источника бесперебойного питания

Кроме того, важно правильно определить мощность защищаемого оборудования и в соответствии с этим выбрать мощность Вашего ИБП

Технология Hot Sync

Патентованная технология параллельного питания нагрузки Hot  Sync гарантирует максимальную доступность системы, устраняя общую точку
отказа. Технология Hot Sync основана на параллельной конфигурации, в которой
два или более модуля разделяют общую нагрузку. При неисправности одного из  модулей остальные берут на себя его работу, изолируют поврежденный модуль и  продолжают питание без перерыва. Технология уникальна тем, что она дает
возможность модулям ИБП работать полностью независимо, между устройствами не  требуется коммуникационных кабелей для передачи системной информации по  синхронизации фаз. Технология доступна для каждого из трехфазных ИБП.

Патентованная технология Hot  Sync
обеспечивает максимальную доступность для нагрузки.

Типы источников бесперебойного питания

Сегодня существует три основных типа или класса источников бесперебойного питания, обладающих теми или иными возможностями:

ИБП Off-line

Недорогое и простое решение для защиты электрооборудования – это источник бесперебойного питания класса Off-line или ИБП офф-лайн. Принцип его работы заключается в следующем. В случае пропадания напряжения или если напряжение внешней сети вышло за рамки определенного  диапазона источник бесперебойного питания в течение 5 – 10 миллисекунд переключается на режим работы от аккумуляторной батареи.

Недостатком такого решения является то, что если для Вашей домашней электросети характерны скачки напряжения, то ИБП будет постоянно переходить на работу от встроенных аккумуляторов, даже при незначительных падениях напряжения. Это негативным образом скажется на сроке службы аккумуляторной батареи.

Кроме того, источник бесперебойного питания Off-line не обладает способностью хорошо фильтровать и стабилизировать характеристики электрического сигнала. В целом, ИБП типа Off-line можно рекомендовать только для оборудования, требующего минимальной защиты от перебоев в электросети и некритичных к форме выходного сигнала.

ИБП Line-interactive

Источник бесперебойного питания Line-interactive имеет тот же принцип работы, что и ИБП Off-line. Единственная разница заключается в том, что он обладает встроенным автотрансформатором для защиты от перепадов напряжения. Таким образом, если входное напряжение в домашней электросети постоянно изменяется, то автотрансформатор источника бесперебойного питания обеспечивает на выходе заданное напряжение, без перехода на режим работы от аккумулятора. ИБП класса Line-interactive не только гарантирует защиту оборудования в  случае полного пропадания напряжения, но и сглаживает всплески электросигнала.

Такие источники бесперебойного питания стоят, соответственно, дороже моделей Off-line, но и степень защиты в этом случае будет выше. Рекомендуется использование ИБП класса Line-interactive для защиты домашних ПК, принтеров, факсов и других устройств, отличающихся критичностью к пропаданию напряжения и не критичностью к качеству синусоидального тока на выходе. Это, в частности, хороший вариант для тех случаев, когда напряжение в Вашей домашней электросети постоянно скачет в определенном диапазоне, что сказывается на работе бытовых приборов и компьютерной техники.

ИБП On-line

Наиболее продвинутый и дорогой класс источников бесперебойного питания – это ИБП On-line, которые преобразуют поступающий на входе переменный ток в постоянный, после чего выполняют обратное преобразование. Тем самым, решается целый комплекс проблем в области защиты электропитания:

• фильтруются все виды помех;
• выходной синусоидальный ток не имеет каких-либо искажений;
• отсутствует время переключения на аккумуляторные батареи, что присуще другим типам источников бесперебойного питания.

Источник бесперебойного питания класса On-Line с двойным преобразованием энергии применяются для защиты очень чувствительного оборудования, поэтому использовать в домашних условиях такой ИБП не представляется экономичным и целесообразным решением. Однако если Вам все же нужна эффективная защита от любых видов неполадок электропитания, то стоит присмотреться к дорогим ИБП типа On-line.

Производители

Распределение продаж ИБП по производителям (2017 г., «IT Research»):

Как выбрать для компьютера

Перед тем, как выбрать ИБП, который удовлетворит наши потребности, нужно учесть следующие факторы:

1. Вид ИБП.
2. Мощность.
3. Автономное время работы.
4. Длительность переключения на работу от аккумулятора и обратно.
5. Возможность подавления перепадов напряжения.

Зачастую, «бесперебойники» покупаются для компьютеров, поскольку системные блоки, мониторы – являются наиболее уязвимыми устройствами и при отсутствии энергии.

Рекомендуется блок бесперебойного питания держать постоянно включенным в сеть, если же этого не делать, то батарея за малый промежуток времени просто выйдет из строя. Не рекомендуется отключать ИБП от сети при полном отсутствии электрического сигнала. При вновь появившемся электропитании, аккумуляторную батарею нужно снова зарядить.

Вид источника отбирается исходя из характера перебоев:

1. Если частные перебои – наилучшим решением будет выбор интерактивного бесперебойного блока питания. Отличие заключается в быстром срабатывании, то есть молниеносном переключении в режим батареи. Выравнивание напряжения позволяет продлить срок службы батареи и добиться экономии финансовых средств.
2. В случае редких перебоев – применим резервный источник энергии (оффлайновый). Один из самых дешевых видов источника БП. Один из его минусов, это возможное снижение ресурса батареи вследствие частых скачков электроэнергии;
3. Онлайновые (Имеющие двойной преобразователь). Считаются наиболее эффективными устройствами бесперебойного питания. Чаще, такие ИБП применяются для специализированного оборудования (серверов).

Обязательным условием работы блока бесперебойного питания – заземление. Производители снимают с себя всякую ответственность за безопасность работы своих устройств, не имеющие заземления.