Содержание
особенности, преимущества, автономная работа, сферы применения
9 апреля 2021
Размер корпуса ИБП имеет большое значение, особенно для тех пользователей, которые устанавливают систему электропитания в помещениях своей квартиры, дома или офиса, где для этого сложно найти достаточно свободного места. Чем меньше размер устройства, тем проще его разместить с соблюдением всех необходимых требований.
Расскажем в нашей статье о компактных моделях ИБП: какими они бывают, чем они отличаются от устройств больших размеров и для каких видов нагрузок применяются.
Содержание
Что такое компактный ИБП
Компактный ИБП представляет собой однофазный источник бесперебойного питания небольшого габаритного размера, веса и невысокой выходной мощности, которая, как правило, составляет не более 3 кВА. Устройства, наравне с более мощными моделями, используются для обеспечения автономного электропитания широкого спектра оборудования, например, систем отопления, холодильников, аудио- и видеооборудования, оргтехники, кассовых аппаратов, охранно-пожарных сигнализаций, серверов и телекоммуникационных систем. Линейно-интерактивные и онлайн ИБП также обеспечивают защиту подключенной нагрузки от нестабильного сетевого напряжения. Подробнее о типах ИБП можно прочитать в нашей статье «ИБП для дома: основные виды и критерии подбора».
В основном компактные ИБП предназначены для настенного и напольного размещения. Хотя встречаются универсальные или модели для установки в 19-дюймовые стойки или телекоммуникационные шкафы. Приборы могут иметь как встроенные аккумуляторные батареи, так и работать со внешними АБ различной ёмкости.
Основные преимущества компактных ИБП
За счет своей компактности такие модели ИБП имеют ряд важных преимуществ:
- Устройства удобно размещать в небольших помещениях или в комнатах с ограниченным пространством, не позволяющим устанавливать массивные системы электропитания: приборы не займут много места и не будут портить внешний вид. Кроме того, некоторые модели ИБП имеют эргономичный и современный дизайн, поэтому они смогут хорошо вписываться в интерьер.
- Стоимость компактных ИБП существенно ниже по сравнению с крупными моделями источников бесперебойного питания.
- Приборы во время своей работы издают минимальный уровень шума, что позволяет их использовать в жилых помещениях. Маломощные модели ИБП, как правило, оснащаются конвекционной системой охлаждения – полностью бесшумной, за счет того, что в ней не используются подвижные механизмы. Более мощные ИБП часто имеют специальные вентиляторы, скорость вращения которых адаптируется под условия работы устройства.
- ИБП легче транспортировать до места установки и проще использовать на небольшой период времени, например, для организации торговли в мобильном киоске или проведения развлекательных мероприятий. Небольшой размер корпуса устройства позволяет его перевозить даже в легковом автомобиле.
Компактные ИБП от производителя ГК «Штиль»
Российский производитель систем электропитания ГК «Штиль» выпускает широкую линейку однофазных компактных ИБП топологии онлайн, которые предназначены для непрерывного и качественного питания ответственной нагрузки при перебоях или нестабильном сетевом напряжении.
Приборы используют в своей работе самый прогрессивный на сегодняшний день принцип действия, основанный на технологии двойного преобразования энергии, которая позволяет стабилизировать напряжение в расширенном диапазоне (90-295 В) с высокой точностью (±2%) и идеальным синусом без ухода в автономный режим, то есть без переключения на аккумуляторы. В случае отключения электроэнергии устройства способны моментально (0 мс) переводить электроснабжение нагрузки на батареи.
Линейка компактных ИБП производства «Штиль» представлена настенными ИБП серии SW с выходной мощностью 250 ВА и 500 ВА и напольным ИБП ST250 мощностью 250 ВА, которые в основном применяются для обеспечения бесперебойного электропитания, например, электроники газовых котлов и циркуляционных насосов, персональных компьютеров, систем видеонаблюдения и охранной сигнализации.
Автономная работа компактных ИБП «Штиль»
В зависимости от модели ИБП оборудованы следующими вариантами обеспечения автономной работы электроприборов
- Модели SW250SL и SW500SL оснащены встроенными аккумуляторными батареями на 9 Ач и зарядным устройством с током 1 А. Данные ИБП способны обеспечить автономную работу нагрузки при непродолжительных по времени отключениях электроэнергии в сети.
- Модели SW250 и ST250 оборудованы специальным отсеком для внутренней установки аккумуляторных батарей ёмкостью от 17 до 100 Ач. Для их зарядки предусмотрено встроенное зарядное устройство с номинальным током 3 А и 6 А. Функционал позволяет обеспечивать автономную работу нагрузки до 3 часов. При этом данные ИБП не требуют таких дополнительных технических решений, как батарейные модули и стеллажи.
- Модели SW250LD и SW500L не имеют встроенных аккумуляторов, но оснащены мощным зарядным устройством и возможностью подключения внешних аккумуляторных батарей ёмкостью до 250 Ач, за счет чего достигается автономная работа на довольно длительное время – до нескольких часов. Для компактного и эстетичного размещения всего объема внешних аккумуляторных батарей для данных ИБП предусмотрены специальные батарейные модули серии BM с уже предустановленными батареями и стеллажи серии BS, в которые пользователь самостоятельно может разместить внешние аккумуляторы для обеспечения требуемого времени автономной работы подключенных электроприборов.
Преимущества компактных ИБП от ГК «Штиль»
Все компактные ИБП, выпускаемые производителем ГК «Штиль», имеют следующие преимущества:
- плавный пуск – ограничение больших пусковых токов при запуске ИБП;
- «холодный» старт – возможность запуска ИБП и нагрузки от аккумуляторных батарей при отсутствии сетевого напряжения;
- совместимость в работе практически со всеми современными дизельными или бензиновыми генераторами;
- встроенный комплекс электронных защит от короткого замыкания, перегрузки, перегрева высокочастотных сетевых помех и импульсных перенапряжений, переходных процессов при коммутации и нелинейных искажений, а также «глубокого» разряда аккумуляторов;
- автоматический перезапуск после устранения причины аварии;
- фильтрацию электрических помех и высоковольтных выбросов;
- конвекционную (полностью бесшумную) систему охлаждения или принудительную, основанную на малошумных вентиляторах с адаптивным режимом работы;
- широкий функционал по управлению аккумуляторными батареями, включая их тестирование;
- автоматический байпас – режим электроснабжения, при котором сетевое напряжение поступает в обход схемы ИБП, что позволяет безразрывно переключать питание нагрузки на сеть. Байпас автоматически срабатывает, если произошла неисправность или перегрузка устройства;
- возможность локального/удаленного мониторинга работы ИБП на персональном компьютере;
- большой ресурс работы – не менее 10 лет.
Читайте также
Применение схемы двойного преобразования в онлайн ИБП обеспечивает ряд преимуществ, недоступных для устройств других топологий, и позволяет использовать такие ИБП для любых задач.
Развенчиваем популярные мифы, связанные с работой ИБП. Статья поможет избежать распространённых ошибок при покупке и эксплуатации прибора.
Объясняем самые распространённые термины, связанные с источниками бесперебойного питания. Для удобства они сгруппированы в алфавитном порядке.
Рассмотрим преимущества и недостатки ИБП со встроенными батареями, а также расскажем, для какой нагрузки их лучше всего использовать.
Рассмотрим преимущества, недостатки и сферы применения ИБП без встроенных аккумуляторов, с поддержкой подключения только внешних накопителей электроэнергии.
Какие бывают типы ИБП – устройств, предназначенных для бесперебойного питания и защиты электроприборов от нестабильного сетевого напряжения.
Помогаем сориентироваться в многообразии моделей и рассмотреть главные аспекты подбора источника бесперебойного питания.
ИБП SW250SL (250 ВА)
Нет отзывов
22 500 ₽ 22 500 ₽
ИБП ST250 (250 ВА)
1 отзыв
26 250 ₽ 26 250 ₽
ИБП SW250 (250 ВА)
Нет отзывов
22 880 ₽ 22 880 ₽
ИБП SW250LD (250 ВА)
2 отзывa
24 420 ₽ 24 420 ₽
ИБП SW500SL (500 ВА)
1 отзыв
29 550 ₽ 29 550 ₽
ИБП SW500L (500 ВА)
2 отзывa
24 790 ₽ 24 790 ₽
Что выбрать: ИБП или генератор?
Энергозависимость наших домов растет каждый год. Разнообразные устройства и приборы, техника и гаджеты вызывают необходимость в постоянном доступе к качественной сети энергоснабжения. В городах и крупных населенных пунктах эта проблема решается государством посредством централизованной разветвленной сети подачи электричества. Проблема остается за городом: низкое качество или отсутствие электроэнергии чревато невозможностью работы такого оборудования как котлы отопления, водоснабжения, систем охраны, холодильников и пр. Решением является установка аварийного источника бесперебойного питания: ИБП или генератора. Так что же выбрать?
Бензиновые, дизельные или газовые генераторы.
Генераторы не фабричного качества — дизельные, бензиновые и газовые. Оборудованы системой автоматической регулировки напряжения (AVR) низкого качества – в результате на выходе генератора не синусоидальный сигнал, а как правило «пила» . Мощность: 1-10 кВт. Стоимость: 25-60т.р. Такие генераторы выдают напряжение низкого качество выходного тока и низкой надежности. Подобные решения подходят для обеспечения питанием электроинструментов в мастерской, лампочек и другой неприхотливой техники.
Китайские генераторы фабричного производства. Система автоматическая регулировка напряжения (AVR) более качественная и сигнал на выходе как правило синусоидальный. Фирмы-производители: Hyundai, Kipor, Fubag и др. Мощность: 1-10 кВт. Стоимость: 50-120т.р. Такие генераторы изготавливаются по установленным на фабриках стандартам и подходят для питания электричеством домашних приборов. Этот вариант генератора самый доступный из возможных по соотношению “цена-качество”.
Японские и европейские генераторы с воздушным охлаждением — бензиновые и дизельные. Система автоматической регулировки напряжения высокого качества. При этом будьте внимательны, т.к. часто под этими марками продаются дешевые китайские генераторы, которые не имеют ничего общего с японскими производителями. Мощность: 1-10 кВт. Стоимость: 160-250 т.р. Именно с этих моделей были скопированы большинство китайских генераторов.
Стационарные генераторы с водяным охлаждением. Мощность: 5кВт и более. Характеристики: AVR, кожух, подогрев. Как правило всегда есть модели в кожухе с подогревом, которые можно устанавливать прямо на улице. Стоимость: 300-700 т.р.
Для нормального функционирования генераторов, необходимо докупать и устанавливать дополнительное оборудование:
— щит автоматического ввода резерва (АВР – но не путать с AVR). Стоимость от 30т.р. до 70тр.
— системы отвода выхлопных газов. Стоимость от 20тр до 40тр.
— обустройство помещения с приточно-вытяжной вентиляцией для размещения генератора. Стоимость от 50 тр.
Инвертор или ИБП без двойного преобразования.
Это устройства часто называют просто инверторами. При наличии напряжения в внешней сети, инвертор пропускает его на потребителей. Если напряжение пропадает, то инвертор начинает генерировать чистое синусоидальное напряжение от аккумуляторов. Время перехода составляет менее 4-20 мс и никак не влияет на котлы и обычные бытовые приборы. Инверторы подразделяются по типу преобразования (низкочастотные и высокочастотные) и по форме выходного сигнала (с модифицированной синусоидой и чистой синусоидой на выходе).
При этом необходимо отметить, что не все ИБП могут долго работать в автономном режиме. ИБП предназначенные для компьютерной техники рассчитаны на работу в течение 5-15 минут. Компьютерные ИБП сделаны для того, чтобы во время этого периода либо должен быть запущен генератор, либо компьютер должен быть безопасно выключен с сохранением данных на диск.
Инверторы с модифицированным синусом на выход могут работать только с простыми приборами (свет, телевизор, и, может быть, компьютер), и не предназначены для питания любых нелинейных нагрузок. Инверторы с чистым синусоидальным сигналом на выходе – как например инверторы Bineos ™, работают с любыми типами нагрузок.
Инверторы с низкочастотным преобразованием были самими первыми такими устройствами. Их отличает большой вес (30-50кг!) и, если использованы качественные компоненты, чуть более высоким КПД преобразования. Например, инверторы таких известных марок как Victron, Schndeider Electric, Outback имеют КПД до 94-96% при мощности 3-4 кВт. Но из-за того, что применяется высококачественный мощный трансформатор с большим количеством медного провода, цена таких инверторов очень высока от 80 до 250тр. Некоторые менее известные бренды пытаются уменьшить стоимость таких инверторов путем использования меньших по размеру трансформаторов, что приводит к отказам при подключении к ним нагрузок близких к номиналу по паспорту и невозможностью долго работать на таких уровнях нагрузки из-за перегрева обмоток. Инверторы с заниженными по мощности трансформаторами не стоит использовать при нагрузках выше 70% от номинала.
Высокочастотные инверторы появились сравнительно недавно (5-7 лет назад) и сейчас «отвоевывают» позиции у низкочастотных инверторов. Для сравнения скажем, что большинство промышленных ИБП созданы по высокочастотной технологии. Такие инверторы имеют более сложную и продвинутую схемотехнику, и не каждый производитель имеет опыт и возможности проектировать и производить их. Такие инверторы характеризуются намного меньшим весом (7-15 кг) и чуть меньшим КПД, но они значительно дешевле – от 20 до 50тр. Например, инверторы марки Bineos имеют КПД 93-94% при весе 7кг для инвертора 3кВт и 14кг для инвертора 5кВт. Сейчас все больше и больше компаний переходят на такой тип инверторов – включая таких признанных лидеров по производству инверторов, как компания как Victron Energy. К сожалению на рынке представлено много подобных высокочастотных инверторов с упрощенной схемотехникой. Они дешевы, но не отличаются высоким КПД (обычно ниже 85-90%), надежностью и наличием схем защиты и фильтрации высоковольтных импульсов на линии — все это плохо сказывается как на «времени жизни» подобных инверторов, так а на самих приборах, которые они резервируют.
ИБП двойного преобразования.
ИБП двойного преобразования, которые часто не очень правильно называют «ИБП со стабилизацией напряжения» состоят как бы из двух инверторов – один преобразует сетевое напряжение в постоянное, а второй делает обратное преобразование в качественный переменный сигнал. То есть оба инвертора постоянно работа. т 24 часа в сутки и 365 дней в году — поэтому, такие устройства называют “онлайн”-ИБП. Более подробно о плюсах и минусах смотрите нашу статью «Обзор преимуществ и недостатков ИБП двойного преобразования»
Время переключения на резервное питание
Время запуска генератора составляет 10-150с. За это время, при отключении напряжения в сети, автоматика отправляет команду пуска генератора. Запускается и прогревается холодный двигатель. После этого напряжение подается на приемник. Таким образом, использование генератора не может обеспечить бесперебойного питания. Требовательная к наличию постоянного наличия тока электроника отправится в перезагрузку, произойдет сбой программ.
Возможные проблемы при запуске:
· аккумулятор генератора разряжен и нет возможности прокрутить стартер
· низкий уровень масла в двигателе или его плохое качество
· топливо в баке выработалось после прошлого использования
· топливо или топливная смесь кристаллизовалась из-за долгого простоя
· загрязнение топливной аппаратуры или «завоздушивание» карбюратора
· залитые или вышедшие из строя свечи зажигания
· выработан ресурс генератора
· неисправности в системе охлаждения
· неисправности в системе вентилирования
· неисправности в приводе заслонок.
Инверторы переходит в автономный режим за время 4-10 мс. Это время равное полупериоду синусоиды. Иными словами, электроника продолжит свою работу без видимых сбоев. Онлайн-ИБП не имеет времени перехода в автономный режим, то есть оно равно 0. Типичных проблем перехода ИБП на аккумуляторы нет, потому как переключение происходит посредством твердотельного или силового реле, а его срок эксплуатации рассчитан с большим запасом.
Настоящее бесперебойное питание обеспечивают только системы на инверторах или ИБП двойного преобразования. Питание от генераторов лишь условно можно назвать бесперебойным, потому что любой электроприбор за время перехода отключиться/уйдет в перезагрузку, что часто требует ручного перезапуска для многих систем дома.
Продолжительность автономной работы
Время автономной работы генератора зависит от его типа, конструктивных особенностей, вида топлива, а также количества потребляемого топлива при работе без нагрузки. При этом расход не сильно зависит от потребляемой электроприборами мощности, а зависит только от исполнения двигателя – можно условно считать, что на холостом ходу генератор потребляет всего на 30% меньше, чем при работе на номинальную нагрузку.
Генератор с воздушным охлаждением, в большинстве случаев, рассчитан на 7-9 часов непрерывной работы без дозаправки. После этого двигателю необходимо остывать 30-60 минут после выработки топлива. При этом, заправка производится при выключенном двигателе в целях безопасности.
Генераторы с водяным охлаждением может работать без остановок несколько суток или даже недель. Но если нет системы непрерывной подачи топлива с внешним баком, то все равно дозаправка производится при выключенном двигателе.
Плюс генератора в том, что продолжительность его работы не сильно зависит от потребляемой мощности и электроэнергию можно не экономить. Например, включен или выключен утюг, или электроплитка не будет критично влиять на время работы. В это же время, для ИБП — это одна из ключевых метрик, влияющих на время работы в автономном режиме.
Инверторы, в составе ИБП, не имеют подверженных износу деталей и узлов, и время работы ограничивается лишь емкостью аккумуляторов и потребляемой приемником мощностью. Если приемник выключен, то и аккумуляторы не расходуют заряд.
При длительных перерывах электроснабжения, будет правильно использовать качественный стационарный дизельный генератор с водяным охлаждением и расположенный в отдельном помещении. Но и цена покупки и обустройства будет сравнима с ценой нового автомобиля. Правда и в этом случае у вас будут перерывы в электроснабжении длительностью 2-10 минут для запуска генератора.
При коротких и средних перерывах намного выгоднее и практичнее ставить систему резервирования на ИБП. Особенно если вы не постоянно проживаете в доме. Такая система автоматически и со 100% надежностью не даст отключиться системе отопления в зимний период или не оставит систему охраны без питания ни на секунду. Даже если во время аварии на внешней линии электроснабжения вы находитесь в доме, то достаточно отключить лишних потребителей электроэнергии, чтобы время автономной работы ИБП увеличивается в разы. В тоже время, генератор этим похвастаться не может.
При подборе инвертора руководствуйтесь продолжительностью возможного отключения электричества. Чаще всего системы бесперебойного питания рассчитывают на срок автономной работы от 4-6 до 16-24 часов.
Эксплуатация и сервис
Все генераторы имеют механические узлы и детали, подверженные износу и перегреву. Для обеспечения их правильной работы предусмотрены периоды техобслуживания, которые должны делать специалисты. При плохом техобслуживании или его пропусках, двигатель генератора выходит из строя. Обычный срок эксплуатации недорогого бензинового или дизельного генератора с воздушным охлаждением варьируется в диапазоне от 200 до 500 моточасов. Генераторы с водяным охлаждением могут работать при правильном обслуживании до 7000 часов. Для работы генераторов необходимы расходные и горюче-смазочные материалы. В среднем затраты на ТО оцениваются как 20-30% от стоимости топлива, выработанного в межсервисный период – это также надо учитывать при планировании покупки генератора.
Инверторы и ИБП – системы в высоким сроком службы. Инверторы не имеют механических деталей и узлов (за исключением вентиляторов), и, при правильно выбранном продукте срок эксплуатации их составляет до 10 и более лет. Периодическое техобслуживание не помешает и этим системам – обычно это очистка вентиляторов от пыли и проверка баланса АКБ. В зависимости от запыленности места установки прибора, вентиляторы и систему охлаждения необходимо очищать от пыли один раз в 1-2 года.
Шум и выделение выхлопных газов
Шум генератора можно устранить за счет установки его вдали от жилого пространства и оборудования специального помещения с шумозащитой. Если эти условия не выполняются, работающий генератор слышен в доме. Сам по себе шум достаточно громкий и может причинить дискомфорт как вам, так и вашим соседям. А вот с выхлопными газами генератора просто так побороться сложно. Единственный вариант отдалить генератор настолько далеко, чтобы выхлопные газы рассеивались не доходя до вашего дома.
Инверторы и ИБП – практически бесшумны и не выделяют никаких газов. Если они установлены в отдельном от людей помещении, то их вообще не слышно — уровень шума составляет 25-40 дБ (аналогичен шуму кулера компьютера).
Для устранения шума генератора необходимо обустраивать место его установки. ИБП лишен этого недостатка благодаря естественному отсутствию производимых шумов.
Место установки
Для работы бензинового или дизельного генератора обустраивается специальное помещение с особыми нормами безопасности. Это может быть периферийное строение на участке, гараж или отведенное помещение в доме. На площадке обеспечивается вентиляция и газоотведение, а также шумоизоляция разных типов. Силовые линии проводятся от генератора в дом.
Для установки ИБП подбирается сухое вентилируемое помещение. Температура воздуха в помещении должна быть выше ноля, хотя они прекрасно работают и при отрицательных температурах до минус 10-25 градусов. ИБП объективно проще и дешевле генераторов в установке.
Выводы из сравнительного анализа генератора и ИБП:
· Стоимость генераторов и инверторов вариативна и имеет значительный разброс от марки и типа. При одинаковом уровне качества, инвертор обычно дешевле генератора. При установка генераторов требует затрат, что делает решение на инверторах/ИБП еще более выгодным.
· ИБП обеспечивает бесперебойное питание приемника, генератор не имеет такой возможности без дополнительно установленного оборудования.
· Продолжительность автономной работы ИБП зависит от нагрузки. На генераторы этот параметр влияет мало. Генераторы предпочтительнее устанавливать при систематическом отключении электричества на срок от суток и более.
· Качество подаваемого напряжения у ИБП несравнимо выше и подходит для питания чувствительных к этому параметру электроприборов. Генераторы, за исключением дорогих, не могут обеспечить высокое качество электричества.
· ИБП неприхотливы в использовании и не требуют проведения трудозатратных сервисных работ. Их срок службы больше чем у генераторов.
· ИБП, в отличие от генераторов, бесшумны и не выделяют выхлопных газов.
· Установка генератора требует наличия подходящего места с вентиляцией, системой газоотведения и, зачастую, бетонной площадки. ИБП для работы требуется любое подсобное помещение с вентиляцией и нормальной влажность.
Выбор правильной среды для вашей системы ИБП
При выборе системы ИБП естественно сосредоточиться на ее функциональных характеристиках и характеристиках, таких как автономность батареи ИБП, доступность, емкость и энергоэффективность. Хотя эти аспекты важны, есть еще один важный фактор успеха; среда установки ИБП.
Для обеспечения долговременной надежной работы важно выбрать правильный источник бесперебойного питания (ИБП) для использования при правильной температуре и окружающей среде.
Чтобы выбрать подходящее решение для ИБП, мы рекомендуем всегда проверять технические характеристики его рабочей температуры и обеспечивать соответствие или превышение условий окружающей среды при планировании установки ИБП на выбранном вами месте. Рекомендуется устанавливать источники бесперебойного питания в среде с контролируемой температурой, аналогичной предполагаемому применению систем ИБП.
Источник бесперебойного питания не должен размещаться рядом с другими источниками тепла или открытыми окнами или в местах с высоким содержанием влаги, а в окружающей среде не должно быть чрезмерного количества пыли и агрессивных паров. Кроме того, нельзя загораживать вентиляционные отверстия спереди, сбоку или сзади агрегата.
Температура окружающей среды
Все батареи источников бесперебойного питания имеют номинальную емкость, которая определяется исходя из заданных условий. Номинальная емкость батарей ИБП основана на температуре окружающей среды 20°C или 25°C. Работа источника бесперебойного питания в этих условиях максимально продлит срок службы батареи ИБП и обеспечит оптимальную производительность. Мы рекомендуем рабочую температуру 20°C для достижения ожидаемого срока службы. Несмотря на то, что система ИБП и батарея будут продолжать работать при различных температурах, важно отметить, что это может привести к снижению производительности и сокращению срока службы батареи ИБП. Следует помнить общее правило: на каждые 10°C выше температуры окружающей среды 20°C срок службы батарей источников бесперебойного питания сокращается на 50 процентов. Таким образом, поддержание комфортной температуры батарей ИБП имеет решающее значение для максимального увеличения срока службы и возможностей ИБП.
Во многих случаях система ИБП предназначена для использования в среде с заявленной температурой, поэтому внутренние компоненты, температура которых приближается к предельным значениям, могут превысить номинальную максимальную температуру. Это может привести к снижению надежности и срока службы ИБП или полному отказу.
Проектирование адекватного охлаждения помещения ИБП обеспечит надежность самого оборудования источника бесперебойного питания. Если ваш кондиционер работает, но неэффективно, он не будет производить достаточного объема охлажденного воздуха и приведет к перегреву системы ИБП. Обычно это заметно в жаркие летние дни. Вам нужно будет убедиться, что у вас достаточно кондиционеров и что все они регулярно обслуживаются, чтобы обеспечить необходимый уровень охлаждения для указанной установки ИБП.
При использовании более крупных промышленных источников бесперебойного питания может быть целесообразно предусмотреть отдельный аккумуляторный отсек, чтобы батареи ИБП могли поддерживать оптимальную температуру, в то же время допуская более широкий температурный диапазон помещения ИБП.
Батарейный блок ИБП
Естественное охлаждение с кондиционированием
Любая степень охлаждения, которую вы можете получить бесплатно, сбережет энергию и сэкономит ваши деньги. Поскольку источники питания ИБП потребляют так много энергии, тепло быстро накапливается, и охлаждение всего этого стало дорогостоящей необходимостью для защиты систем ИБП от сбоев.
Первое, что нужно знать о естественном охлаждении, это то, что оно использует свободный элемент — наружный воздух. Самый простой способ использовать этот воздух для охлаждения помещения с ИБП — установить вентиляционные отверстия или окна, которые можно открыть в холодный день. Так родился принцип естественного охлаждения, но современные ИБП с естественным охлаждением значительно более совершенны и энергоэффективны.
Впуск холодного воздуха внутрь и выпуск теплого воздуха — вполне разумный принцип, но рудиментарная система вентиляции никогда не обеспечит охлаждение тех частей инфраструктуры центра обработки данных, которые больше всего в этом нуждаются. Проникновение посторонних в вашу комнату с источником бесперебойного питания также представляет собой ряд рисков для окружающей среды и безопасности, которые могут иметь катастрофические последствия. Вентиляционное отверстие может пропускать холодный воздух, а также грязь, насекомых или птиц, и существует очень реальный риск образования конденсата. Это одна из причин, по которой вода подается в центры обработки данных в качестве теплоносителя для систем естественного охлаждения. Возможность использования естественного охлаждения зависит от температуры окружающей среды, достаточно низкой, чтобы обеспечить дополнительные дополнительные преимущества по сравнению с обычным охлаждением.
Само собой разумеется, что существует множество серьезных опасностей, связанных с попаданием воды в строго контролируемую среду с чувствительным ИТ-оборудованием, работающим от большого количества электроэнергии. Это объясняет причины профессионально спроектированного, изготовленного и установленного решения естественного охлаждения ИБП, поставляемого и обслуживаемого опытной компанией ИБП с использованием передового отраслевого опыта.
Если у вас есть какие-либо вопросы об охлаждении системы ИБП или исправности блока защиты электропитания вашего ИБП, позвоните по телефону: 0800 731 3269. или по электронной почте uk[email protected].
Источник бесперебойного питания — определение с сайта TechTarget.com
По
- Роберт Макфарлейн,
Шен Милсом и Уилке, ООО
Что такое источник бесперебойного питания?
Источник бесперебойного питания (ИБП) — это устройство, которое позволяет компьютеру продолжать работать хотя бы в течение короткого времени при прерывании подачи питания. Пока подается электроэнергия, она также пополняет и поддерживает хранилище энергии. Чем больше накопленной энергии, тем дольше может поддерживаться мощность, с практическими ограничениями, которые будут обсуждаться позже. Различия между системами ИБП заключаются в технологии, которая позволяет им выполнять свою работу.
Энергию можно хранить по-разному. Аккумуляторные батареи являются наиболее распространенными. Для простоты примеры и иллюстрации в этой статье будут основаны на этой технологии. Однако кинетическая энергия также может храниться в тяжелых вращающихся маховиках или энергия может храниться в виде топлива.
Какие существуют типы ИБП?
Наиболее часто используемый тип ИБП также является наиболее эффективным, его обычно называют с полным рабочим днем или с полным двойным преобразованием ИБП. Для любого ИБП входное электропитание представляет собой переменный ток (AC), который также требуется для большинства информационно-технологического оборудования (ITE).
Аккумуляторы, с другой стороны, являются устройствами постоянного тока (DC), поэтому все ИБП аккумуляторного типа должны преобразовывать — или выпрямлять — входящий переменный ток в постоянный для зарядки аккумуляторов. ИБП также должен подавать переменный ток на ITE, поэтому мощность постоянного тока должна быть преобразована обратно в переменный ток с помощью устройства, известного как инвертор.
Эта статья является частью
В ИБП с двойным преобразованием мощность непрерывно проходит через выпрямитель, а затем через инвертор к ITE. Выходное напряжение и частота полностью изолированы от входного напряжения и частоты и не зависят от них. Они могут даже полностью отличаться от входных, поэтому технически эта система классифицируется как независимая от напряжения и частоты (VFI).
Независимо от напряжения и частоты: На рис. 1 ниже показана система VFI в нормальном режиме работы. Аномалии входной мощности решаются двумя способами. Устройство подавления перенапряжения (SPD) поглощает особенно сильные скачки напряжения. Они могут быть вызваны ударами молнии в линии электропередач, большие двигатели, используемые в лифтах или медицинском электронном оборудовании; сварщики или множество других источников. Но даже самые незначительные отклонения, в том числе провалы или провалы напряжения, никогда не передаются через ИБП VFI на выход.
Аккумуляторы
являются отличными амортизаторами электрических ударов, но они также поддерживают устойчивое и постоянное напряжение на инверторе, который полностью ресинтезирует напряжение и ток, чтобы питание, подаваемое на ITE, было чистым и стабильным. Подключение кондиционеров или других двигателей к ИБП, обслуживающему ITE, может исказить эту чистую выходную мощность, поэтому это не рекомендуется.
Обратите внимание на байпасную цепь вокруг ИБП. Мы рассмотрим это позже.
Батарея всегда находится в цепи при нормальной работе, выдавая небольшое количество энергии, когда это необходимо, например, во время отключения питания, поэтому не происходит ни малейшего прерывания выходной мощности.
При сбое сетевого питания, как показано на рис. 2 ниже, батарея продолжает подавать накопленную энергию на инвертор, который продолжает подавать чистую энергию на ITE. Когда питание сети восстанавливается, энергия течет обратно через выпрямитель, питает инвертор и перезаряжает батареи.
Статический и сервисный байпас ИБП: ИБП не являются бесперебойными. Это электрические или механические устройства, поэтому они не только требуют регулярного обслуживания, но и подвержены поломкам компонентов. По этим причинам все системы ИБП имеют встроенный байпас для направления поступающего питания вокруг системы и, при необходимости, непосредственно на ITE.
Высококачественный SPD все еще находится в цепи, но лишь немногим лучше, чем работа домашней электроники от разветвителя с защитой от перенапряжения. Он не остановит перебои в подаче электроэнергии или не справится с провалами или отключениями напряжения. В случае отказа ИБП байпас немедленно срабатывает как статический переключатель .
Когда с системой должен работать технический специалист, байпас включается вручную для обеспечения безопасности внутренних компонентов. Если сетевое питание отключается, когда ИБП находится в режиме байпаса, питание ITE прерывается. Любая установка только с одним ИБП имеет эту уязвимость. На рис. 3 ниже показан ИБП в режиме байпаса.
Обратите внимание, что основные всплески были удалены, но падение напряжения сохраняется.
Работа в экономичном режиме: Первый закон термодинамики, закон сохранения энергии, гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Ни одно электрическое или механическое устройство не является эффективным на 100%, поэтому каждое преобразование несет потери, которые выделяются в виде тепла.
Системы ИБП
намного более эффективны, чем десять лет назад, и они сохраняют почти такую же эффективность при низкой и высокой нагрузке. Но потери есть и в выпрямителе, и в инверторе, которые устраняются, когда ИБП находится в режиме байпаса. Многие ИБП VFI теперь предлагают сложную версию байпаса, известную как 9.0070 экономичный режим (экономный режим) , как показано на рисунке 4 ниже. При необходимости ИБП в экономичном режиме может вернуться к полной работе VFI.
Когда потери в выпрямителе и инверторе устранены, мощность и затраты сохраняются до тех пор, пока не произойдет сбой питания и не потребуется полная работа ИБП. Некоторые пользователи настраивают систему на работу VFI в течение дня и автоматически переключают ее в экономичный режим ночью, если эти операции считаются менее важными. Эко-режим, как правило, очень надежен, но многие пользователи опасаются переключать режимы назад и вперед. Кроме того, КПД новых ИБП VFI находится в пределах 1% или менее от того, что может быть достигнуто в экономичном режиме, поэтому многие пользователи теперь считают этот альтернативный режим работы ненужным.
Обратите внимание, что ИБП с экономичным режимом включают высококачественные фильтры, которые также несут небольшие потери, и что при переключении режимов обычно возникает кратковременная нестабильность. Эффективность эко-режима является статистической, но она может составлять 99%, если сбои питания случаются редко и кратковременны.
Линейный интерактивный ИБП: Настоящий линейный интерактивный ИБП, также известный как независимый от напряжения (VI) , называется так потому, что выходная частота совпадает с входной. Они выглядят практически так же, как ИБП VFI в экономичном режиме, за исключением размера их выпрямителей и невозможности переключения в режим VFI.
Меньший выпрямитель нужен только для зарядки аккумуляторов, которые помогают поглощать аномалии и повышать мощность при провалах напряжения. Аккумуляторы полностью берут на себя управление при отключении электроэнергии. На рисунке 5 ниже показано, как батарея и инвертор помогают компенсировать колебания входного напряжения, работая параллельно с выходом.
На рис. 6 ниже показан линейно-интерактивный ИБП при сбое входящего обслуживания. Аккумулятор вступает во владение, как и в ИБП с двойным преобразованием, но байпас отключает электроэнергию от сети. Поскольку ITE большую часть времени работает от сети, второе преобразование через инвертор избегается до тех пор, пока не произойдет сбой питания, что устраняет один из компонентов потери эффективности.
Десять лет назад ИБП VI могли иметь преимущество в эффективности на 5% и более по сравнению с ИБП VFI, но огромные усовершенствования ИБП VFI снизили это значение до 1% или меньше.
Резервный ИБП: Рисунок 7 ниже обычно называется резервным ИБП и классифицируется как зависящий от напряжения и частоты (VFD) . Как и в ИБП VI, питание подается непосредственно на ITE, но аккумулятор и инвертор не включаются в цепь до тех пор, пока не произойдет сбой питания. Выход фильтруется, но не так стабилен, как настоящий ИБП VI.
Как показано на рис. 8 ниже, при сбое питания электросеть отключается от цепи, а батарея и инвертор включаются. Существует некоторая нестабильность переключения, но задержка достаточно коротка для большинства компьютерных блоков питания. .
Когда восстанавливается электроэнергия (от сети или от генератора), инвертор отключается, сетевое питание снова включается, а батареи заряжаются от выпрямителя, который намного меньше, чем в ИБП VFI или VI.
К сожалению, резервные ИБП или ИБП с частотно-регулируемым приводом иногда рекламируются как линейно-интерактивные. Важно точно знать тип ИБП. Международно признанные обозначения VI и VFD обеспечивают абсолютное различие, но не всегда используются производителями, особенно для небольших систем.
Механические и небатарейные системы ИБП
Существует три основных типа механических ИБП, два из которых также безбатарейные. Все три являются настоящими VFI или системами двойного преобразования, но промежуточное преобразование чисто механическое:
- Комплекты мотор-генератор (МГ) объединяют двигатель с генератором. Двигатель эквивалентен выпрямителю в ИБП VFI, а генератор эквивалентен инвертору. Электроэнергия приводит в действие выпрямитель, который приводит в действие двигатель постоянного тока и заряжает аккумуляторы. При отключении электроэнергии батареи поддерживают работу двигателя, поэтому генератор продолжает подавать питание на нагрузку. Установки MG чаще используются для питания другого механического оборудования, такого как кондиционеры, чем для питания реальных ITE, хотя было время, когда они были довольно распространены со старыми мейнфреймами.
- Дизельно-роторные ИБП (DRUPS) аналогичны комплектам MG, за исключением того, что в них нет батарей (за исключением запуска генератора) и встроенный дизельный двигатель, который запускается и поддерживает питание при отключении электроэнергии. Маховик поддерживает вращение генератора достаточно долго, чтобы генератор стабилизировался, прежде чем механическая муфта прикрепит его к генератору. Опять же, они, как правило, используются больше для поддержания питания кондиционеров, чем для питания ITE. Их часто выбирают в качестве экономичной альтернативы отдельным генераторам, когда особенно важно поддерживать бесперебойное охлаждение.
- ИБП с маховиком имеют сходство как с комплектами MG, так и с DRUPS, но с существенным отличием. Генератор приводится в действие электродвигателем, когда доступно питание от сети, но система включает только тяжелый маховик, чтобы поддерживать вращение генератора, обычно до тех пор, пока вспомогательный генератор не возобновит подачу питания. Маховик вращается на воздушных или магнитных подшипниках почти без трения в герметичном корпусе, который может поддерживать мощность в течение 30 секунд. Комбинированные блоки могут увеличивать продолжительность работы до нескольких минут, не выделяя тепла, характерного для других ИБП.
Коэффициент мощности ИБП: Коэффициент мощности (пф) представляет собой разницу между реальной мощностью и кажущейся мощностью. Это очень неправильно понимают, но очень важно знать покупателю. Исторически сложилось так, что большинство крупных ИБП имели коэффициент мощности 0,8, что означало, что ИБП на 100 киловольт-ампер (кВА) мог обеспечить только 80 киловатт (кВт) реальной мощности. Большинство современных ИБП имеют коэффициент мощности от 0,9 до 1,0, что означает, что реальная мощность в кВт намного ближе или даже равна полной мощности в кВА.
Центральный и распределенный ИБП: Распределенный ИБП обычно означает небольшие ИБП, установленные в каждом шкафу оборудования, хотя иногда ИБП устанавливается в каждом ряду шкафов. Существуют небольшие ИБП VFI, но многие из них имеют конструкцию VFD или VI, поэтому важно знать, какая технология приобретается. Небольшие ИБП, монтируемые в стойку, часто имеют коэффициент мощности всего 0,7, поэтому ИБП, рекламируемый как 1000 кВА, может выдавать только 700 Вт. У них есть свое место, но обычно в ситуациях с одной или двумя стойками для оборудования, где централизованный автономный ИБП был бы неэкономичным.
Небольшие распределенные ИБП не всегда обслуживаются так же, как и более крупные системы, поэтому неисправные батареи часто остаются незамеченными, пока не становится слишком поздно.
Рекомендации по выбору и использованию систем ИБП
Существует несколько важных соображений по выбору системы ИБП, в том числе:
Модульность: Большинство современных аккумуляторных ИБП являются модульными. Они состоят из нескольких более мелких блоков ИБП и аккумуляторов, которые можно комбинировать по мере необходимости для обеспечения емкости, резервирования или того и другого. Больше нет необходимости перекупать в ожидании долгосрочного роста. Рама просто должна быть достаточно большой для долгосрочных ожиданий.
Фактические модули можно приобрести и установить по мере необходимости, а также можно установить один или два дополнительных модуля для обеспечения резервирования. Например, ИБП мощностью 100 кВт может иметь шесть модулей мощностью 20 кВт для обеспечения резервирования по схеме N+1. Емкость батареи может быть добавлена модульно таким же образом. Кроме того, модули в большинстве систем поддерживают горячую замену , поэтому неисправный модуль может быть удален и возвращен на завод, а замена отправлена в одночасье для установки пользователем без прерывания работы.
Как отмечалось выше, ИБП с маховиком также можно комбинировать по модульному принципу для увеличения размера, продолжительности работы и/или резервирования. Однако они должны добавляться и обслуживаться обученным персоналом.
Ступенчатая функция: Когда на электрооборудование внезапно воздействуют большие нагрузки, питание может на мгновение стать нестабильным, например, когда в домах восстанавливается подача электроэнергии, и свет мерцает, или когда запускаются большие двигатели и свет на мгновение тускнеет. Это вызывает наибольшую озабоченность при работе с резервированием ИБП 2N, поскольку при выходе из строя одного ИБП требуется, чтобы второй ИБП мгновенно принял на себя всю нагрузку.
Это также вызывает беспокойство в ИБП с частотно-регулируемым приводом, где полная нагрузка передается на инвертор при сбое питания, и может быть проблематичным в системах VI или в системах, работающих в экономичном режиме. При оценке больших систем ИБП важно, чтобы инженер-электрик получил данные о переходных нагрузках от поставщиков ИБП, сравнил их и объяснил результаты владельцу.
Батареи и срок службы батареи
Аккумуляторы — это развивающаяся технология, особенно из-за их более широкого использования в электромобилях. Батареи тяжелые, поэтому всегда следует проверять прочность конструкции пола. Сегодня широко используются три типа батарей:
- Залитые свинцово-кислотные или мокрые аккумуляторы являются самыми дорогими, но имеют самый длительный срок службы — обычно 25 лет и более. Однако для них требуются отдельные противопожарные помещения с канализацией для кислоты, сигнализацией обнаружения водорода, вытяжными вентиляторами, станциями для промывки глаз, дренчерным душем и защитным снаряжением. Они также являются самыми тяжелыми, требуют регулярного обслуживания и обычно используются в самых крупных и сложных установках.
- Свинцово-кислотный клапан с регулируемым клапаном (VRLA) , также известные как герметичные элементы, используют пастообразный электролит вместо жидкости и содержатся в герметичной упаковке с небольшими вентиляционными отверстиями. Они заряжаются медленнее, чем мокрые элементы, чтобы избежать выделения водорода, поэтому их можно использовать в любом месте без специальной конструкции или защиты. Гарантия обычно составляет 10 лет, но фактический срок службы часто составляет всего 3-5 лет в зависимости от местной стабильности электропитания и частоты частичной разрядки и перезарядки батарей. Аккумуляторы VRLA с более длительным сроком службы доступны по более высокой цене, но обычно должны быть указаны. VRLA несколько менее тяжелые, чем мокрые ячейки.
- Литий-ионные (Li-ion) — это новейшие доступные батареи, которые можно использовать без специальных помещений или конструкции в большинстве юрисдикций. Возможно, до сих пор существуют города, которые считают их опасными, но их химический состав и конструкция совершенно отличаются от тех, что загорелись в сверхкомпактной электронике. Литий-ионные аккумуляторы меньше и легче, чем VRLA, их можно частично разряжать и перезаряжать без ухудшения характеристик, и ожидается, что они будут иметь более длительный срок службы, чем VRLA. Однако они все еще слишком новы для долгосрочных данных.
Срок службы батареи: Системы ИБП выделяют тепло, независимо от типа батареи, поэтому существует ограничение на то, как долго ИБП может работать без кондиционирования воздуха. Фактический предел зависит от таких факторов, как размер помещения, другое оборудование и тепловая нагрузка здания, но общепринятым правилом является от 30 до 60 минут.
В какой-то момент ИБП перегреется и перейдет в самозащитное тепловое отключение. Таким образом, без генератора для перезапуска охлаждения более длительное время работы от батарей является пустой тратой места и денег и значительно увеличивает стоимость замены батарей, особенно при использовании батарей VRLA. Выход из строя одной батареи требует замены всей цепочки, иначе другие элементы выйдут из строя преждевременно. Если ИТ-персонал заботится о упорядоченном отключении, это лучше сделать с помощью функции, доступной на большинстве крупных ИБП, которая отправляет сигнал по сети для отключения ITE, когда срок службы батареи достигает заданного уровня.
С генераторами ИБП часто настраиваются на несколько минут автономной работы от батареи. Качественные генераторы должны запускаться и стабилизироваться в течение нескольких секунд, но иногда требуется более длительное время, чтобы обеспечить время на случай, если генераторы не запустятся. В этом не должно быть необходимости при использовании резервных генераторов.
Комплекты батарей: Чаще всего выходит из строя батарея. Поэтому в наилучшей конфигурации для обеспечения требуемой продолжительности работы используется как минимум два комплекта батарей.
Мониторинг и техническое обслуживание аккумуляторов: Многие новые системы ИБП включают средства мониторинга аккумуляторов сторонних производителей. Если они этого не делают, это должно быть указано как дополнительное требование. Аккумуляторы, как правило, выходят из строя, когда внезапно оказываются под нагрузкой, а именно тогда, когда они больше всего нужны. Существует несколько типов мониторов, и среди производителей ведутся споры о том, какой из них лучше, но любая система мониторинга предупредит о слабых или неисправных ячейках до того, как произойдет авария. Влажные камеры требуют регулярного обслуживания. Батареи следует заменять всякий раз, когда мониторинг указывает на слабую ячейку.
Трансформаторы и заземление: Обратите внимание, что на иллюстрациях ИБП не показаны ни входные, ни выходные трансформаторы. Трансформаторы когда-то были стандартными в электронных ИБП, но теперь их редко можно увидеть, что в значительной степени объясняет повышение эффективности. Устранение трансформаторов имеет еще одно потенциальное преимущество и два потенциальных недостатка:
- Преимущество. Если входное и выходное напряжения одинаковы, нет необходимости в полном циклическом байпасе, включающем трансформаторы, чего нет в сервисном байпасе.
- Недостаток. Если входное и выходное напряжения должны различаться, трансформаторы требуются не только на входе или выходе, но и полный циклический байпас, включающий еще один трансформатор.
- Недостаток. Нет выходного трансформатора для изоляции нагрузки от ИБП. Следовательно, инженер-электрик должен быть особенно осторожен при проектировании системы заземления и решении проблем, связанных с устранением неисправностей, обычно называемых короткими замыканиями, которые могут вывести из строя выходные транзисторы ИБП. Это часто делается с помощью внешних распределительных трансформаторов в крупных распределительных устройствах.
Вопросы низкого качества электроэнергии и генераторов
ИБП
VI и VFD могут быть проблематичными из-за нестабильного питания. Поскольку перед постоянным восстановлением питания обычно наблюдается одно или несколько мерцаний, в этих ИБП предусмотрена логика, которая не позволяет им вернуться к нормальной работе до тех пор, пока питание не стабилизируется.
ИБП
VI и VFD не следует использовать в местах с нестабильным питанием, поскольку они также имеют функцию блокировки, которая не позволяет им вернуться в нормальное состояние, если они переключаются туда-сюда слишком часто, что требует ручного восстановления. Та же проблема может возникнуть, если генераторы переключаются на нагрузку слишком быстро и то увеличиваются, то уменьшаются, пытаясь поглотить нагрузку.
Последнее обновление: май 2022 г.
Продолжить чтение Про источники бесперебойного питания (ИБП)
- UPS предоставляет план Agile для модернизации устаревших приложений
- Интеллектуальные функции ИБП для лучшего резервного питания
- 4 поставщика ИБП для центров обработки данных для оценки
- Исследователи обнаружили уязвимости в устройствах APC Smart-UPS
- PDU-UPS развивается медленно, предлагает партнерам модульность
Углубитесь в проектирование и оборудование центра обработки данных
Обещание водорода: как топливные элементы могут питать центры обработки данных с низким уровнем выбросов углерода
Автор: Флер Дойдж
Бесперебойное питание в центре обработки данных: выбор между устойчивостью и временем безотказной работы
Автор: Флер Дойдж
- Модульные системы ИБП
обеспечивают гибкие возможности управления питанием
Автор: Роберт Макфарлейн
- Функции Smart UPS
для лучшего резервного питания
Автор: Джейкоб Раунди
SearchWindowsServer
-
Выполните следующие действия, чтобы удалить последний сервер Exchange.Организации, которым не удалось удалить свой последний сервер Exchange из локальной среды, теперь могут сделать это, если они …
-
Microsoft устраняет 6 нулевых дней во вторник с ноябрьским патчемДва обнаруженных в сентябре сервера Exchange Server с нулевым днем получают в этом месяце обновления безопасности вместе с четырьмя уязвимостями Windows…
-
Учебник по языку запросов Kusto для ИТ-администраторовАдминистраторы, использующие облачные службы Майкрософт, такие как Microsoft Sentinel и Microsoft 365, могут научиться извлекать информацию…
SearchCloudComputing
-
10 часто задаваемых вопросов об облачных вычисленияхИзучите основы облачных вычислений, ответив на эти часто задаваемые вопросы. Рассмотрите различные типы облаков и…
-
Объяснение плюсов и минусов облачных вычисленийОзнакомьтесь с основами вычислений в облаке, изменениями рынка за эти годы, преимуществами и.
Помещение ибп: ИБП для медицинского оборудования и медучреждений. Купить в Москве и области