О компании НПО Промэлектроавтоматика — с 1993 года, Москва  l  доставка  l  карта сайта  l  Контакты  l  -2%  l  eng
Схемы построения ИБП: резервный и интерактивный
  pea.ru » Бесперебойное электропитание » Источники бесперебойного питания (ИБП) » Схемы построения ИБП: резервный и интерактивный
 
 

Схемы UPS

     ИБП различаются по схемам построения: резервный (оф-лайн/off-line), интерактивный (лайн-интерактив/line-interactive) и он-лайн (on-line).

     Резервный ИБП (off-line)    
     Принцип работы резервного источника бесперебойного питания заключается в питании нагрузки напряжением сети при его наличии и быстром переключении на резервную схему питания (батарея и инвертор) при его пропадании или выхода его параметров (напряжение и частота) за допустимые пределы. Батарея автоматически подзаряжается при работе ИБП от сети
     Отличительной особенностью такой схемы является наличие автоматического переключателя питания нагрузки (сеть/батарея).
     Резервный ИБП используется для питания персональных компьютеров или рабочих станций локальных вычислительных сетей. Практически все недорогие маломощные ИБП (UPS), предлагаемые на отечественном рынке, построены по резервной схеме. Среди преимуществ можно выделить компактность, экономичность, легкость, относительную дешевизну.

     Интерактивный ИБП (line-interactive)
     Принцип работы интерактивного источника бесперебойного питания полностью идентичен резервному, за исключением ступенчатой стабилизации входного напряжения посредством коммутации обмоток автотрансформатора.
     Интерактивный ИБП используется для питания персональных компьютеров, рабочих станций и файловых серверов локальных вычислительных сетей, офисного и другого оборудования, критичного к неполадкам в электросети. Среди преимуществ можно выделить компактность, экономичность, шаговую стабилизацию выходного напряжения, синусоидальную форму выходного напряжения.

     Он-лайн ИБП (on-line)
     Принцип работы он-лайн источника бесперебойного питания построен на двойном преобразовании напряжения: входное напряжение преобразуется в постоянное при помощи выпрямителя, а затем обратно в переменное при помощи обратного преобразователя (инвертора).      Он-лайн ИБП используется для питания файловых серверов и рабочих станций локальных вычислительных сетей, а также любого другого оборудования, предъявляющего повышенные требования к качеству сетевого электропитания.     
     Считается, что схема он-лайн является самым совершенным на сегодняшний день решением, позволяющим полностью защитить нагрузку от всех существующих неполадок электропитания.
      Преимущества:
      - полная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов, помехи, генерируемые нагрузкой не пропускаются обратно в сеть;
      - питание нагрузки "чистым" синусоидальным напряжением стабильным по величине и форме, как при работе от сети, так при работе от батарей;
      - переключение на батареи происходит мгновенно, при этом любые переходные процессы отсутствуют.

Что делает ИБП

Источник бесперебойного питания (ИБП, UPS) — устройство, которое обеспечивает питание нагрузки при пропадании или отклонении параметров сетевого напряжения. Он решает три задачи:

ЗадачаЧто происходит
Защита от пропадания питанияПри исчезновении сети нагрузка переводится на аккумуляторную батарею и инвертор
Коррекция параметров сетиОтклонения напряжения и частоты за допустимые пределы компенсируются или отсекаются
Корректное завершение работыДаёт время сохранить данные и штатно отключить оборудование

Все ИБП различаются по схеме построения. Схема определяет, как именно прибор взаимодействует с сетью и нагрузкой, и от неё зависят как защитные свойства, так и стоимость.

Три схемы построения

СхемаПринципПрименение
Резервный (off-line)Нагрузка питается от сети; при отклонении параметров — переключение на батарею и инверторПерсональные компьютеры, рабочие станции локальных сетей
Интерактивный (line-interactive)То же, плюс ступенчатая стабилизация входного напряжения через автотрансформаторКомпьютеры, рабочие станции, файловые серверы, офисное оборудование, критичное к неполадкам в сети
Он-лайн (on-line)Двойное преобразование: нагрузка постоянно питается через инверторОборудование, не допускающее даже кратковременного перерыва питания

Ключевое различие

Резервный ИБП при пропадании сети переключает нагрузку на батарею — на это требуется некоторое время, поэтому на выходе возникает кратковременный перерыв. Отличительная особенность схемы — наличие автоматического переключателя питания нагрузки (сеть / батарея).

Интерактивный отличается от резервного ступенчатой стабилизацией входного напряжения: обмотки автотрансформатора коммутируются, и прибор корректирует напряжение, не переходя на батарею. Это экономит ресурс аккумулятора при отклонениях сети, которые не являются пропаданием.

Практический смысл различия. Если в сети часты отклонения напряжения — просадки и перенапряжения, но пропаданий нет — интерактивная схема продлевает срок службы батареи: прибор стабилизирует напряжение, не разряжая аккумулятор. Резервный ИБП при каждом отклонении переходил бы на питание от батареи.

Что даёт каждая схема

ПризнакРезервныйИнтерактивныйОн-лайн
Реакция на отклонение напряжения без пропаданияПереключение на батареюСтабилизация автотрансформаторомПостоянная работа через инвертор
Перерыв на выходе при переходе на батареюЕстьЕстьОтсутствует
Форма выходного напряженияЗависит от моделиЗависит от моделиСинусоида
СтоимостьНаименьшаяСредняяНаибольшая

Что учитывается при выборе схемы

Допустим ли перерыв питания

Если оборудование допускает кратковременный перерыв при переходе на батарею — достаточно резервной или интерактивной схемы. Если недопустим даже краткий перерыв — требуется он-лайн.

Качество сети на объекте

  • частые отклонения напряжения — интерактивная схема предпочтительнее резервной;
  • частые пропадания — важнее ёмкость батареи и время автономии;
  • стабильная сеть — достаточно резервной схемы.

Тип нагрузки

Тип нагрузкиОсобенность
Активная (нагреватели, лампы накаливания)Характер нагрузки не зависит от формы тока
Импульсная (компьютеры, серверы, блоки питания)Чувствительна к форме выходного напряжения
Реактивная (электродвигатели, трансформаторы)Требует учёта коэффициента мощности
При выборе ИБП учитывается полная мощность, а не активная. На шильдике блока питания указывается активная мощность в ваттах, а ИБП характеризуется полной мощностью в вольт-амперах. Пересчёт выполняется через коэффициент мощности. Если выбрать ИБП только по ваттам, его мощности может не хватить.

Время автономной работы

Время автономии — сколько ИБП сможет питать нагрузку от батареи. Это не фиксированная величина: она зависит от мощности подключённой нагрузки и ёмкости аккумулятора.

Что влияетКак
Мощность нагрузкиЧем больше потребление, тем быстрее разряжается батарея
Ёмкость аккумулятораОпределяет запас энергии
Состояние батареиИзношенный аккумулятор держит нагрузку меньше заявленного
ТемператураПри низкой температуре ёмкость батареи снижается

Зависимость нелинейная: при снижении нагрузки вдвое время автономии возрастает более чем вдвое. Поэтому для длительной автономии иногда выгоднее уменьшить состав защищаемого оборудования, чем увеличивать батарею.

Типовые задачи по времени автономии

ЗадачаТребуемое время
Корректное завершение работы компьютераМинуты — достаточно, чтобы сохранить данные и выключить систему
Переждать короткое пропаданиеЗависит от характера сети на объекте
Работа серверного оборудованияДо восстановления питания или запуска генератора
Технологическое оборудованиеОпределяется требованиями процесса
Если требуется длительная автономия — часы, а не минуты — экономически предпочтительнее дизель-генератор с ИБП: ИБП покрывает время до запуска генератора, а генератор обеспечивает длительную работу. Батарейный блок на несколько часов сопоставим по стоимости с генератором.

Как выбрать ИБП

1. Определите допустимость перерыва питания

Это первый критерий: он определяет схему построения — резервную, интерактивную или он-лайн.

2. Рассчитайте мощность нагрузки

  • суммарная активная мощность всех потребителей, Вт;
  • коэффициент мощности нагрузки — для пересчёта в вольт-амперы;
  • пусковые токи — если среди нагрузки есть электродвигатели или компрессоры, при запуске потребление возрастает в несколько раз;
  • запас по мощности — рекомендуется не загружать ИБП полностью, оставляя резерв.

3. Определите требуемое время автономии

Минуты для корректного завершения работы или часы для продолжения работы. От этого зависит ёмкость батареи и, при необходимости, применение генератора.

4. Уточните качество сети и защиту

  • наличие и частота отклонений напряжения;
  • требуется ли стабилизация — определяет выбор интерактивной схемы;
  • требуется ли защита от импульсных перенапряжений;
  • нужна ли фильтрация помех.

5. Проверьте форму выходного напряжения

Оборудование с импульсными блоками питания чувствительно к форме напряжения. Для него требуется синусоидальная форма на выходе. Приближённая форма (ступенчатая, меандр) подходит только для нагрузок, нечувствительных к ней.

6. Определите состав подключения

  • количество розеточных групп или линий;
  • требуется ли защита отдельных линий;
  • нужен ли интерфейс для связи с компьютером или системой мониторинга;
  • требуется ли индикация состояния и журнал событий.

7. Оцените условия размещения

  • место установки: рабочее место, офис, серверная, производственный цех;
  • возможность размещения отдельного батарейного блока;
  • температура в помещении — влияет на ёмкость батареи;
  • требования к вентиляции.

Обслуживание и срок службы

Основной элемент, определяющий срок службы ИБП, — аккумуляторная батарея. Со временем её ёмкость снижается, и время автономии уменьшается при той же нагрузке.

Что продлевает срок службы батареиКак
Умеренная температураПовышенная температура ускоряет деградацию; низкая снижает ёмкость
Отсутствие глубоких разрядовПолный разряд сокращает ресурс
Правильный подбор по мощностиРабота на пределе мощности ускоряет износ
Стабилизация напряженияИнтерактивная схема реже переводит нагрузку на батарею

Что нужно для подбора

Направьте параметры — подберём ИБП:

  • состав защищаемого оборудования и его мощность;
  • суммарная нагрузка в ваттах и вольт-амперах;
  • коэффициент мощности нагрузки;
  • наличие электродвигателей и их пусковые токи;
  • требуемое время автономной работы;
  • допустим ли кратковременный перерыв питания при переходе на батарею;
  • характер сети: частые отклонения напряжения или пропадания;
  • требуемая форма выходного напряжения;
  • требуется ли стабилизация и фильтрация помех;
  • количество подключаемых линий и тип разъёмов;
  • необходимость связи с компьютером или системой мониторинга;
  • место установки и условия в помещении;
  • требуется ли отдельный батарейный блок.

Компания «НПО Промэлектроавтоматика» поставляет источники бесперебойного питания, выполняет подбор по параметрам нагрузки и требованиям к автономии, поставку, монтаж и сервисное обслуживание, включая замену аккумуляторных батарей.

Наличие и цена — по запросу. Возможен отпуск со склада или поставка под заказ; уточните у менеджера.



Дополнительная информация, консультации, цены


Мы предложим эффективное и экономичное решение. Воспользуйтесь опытом наших технических специалистов - заполните форму справа, или позвоните.

Отдел бесперебойного электропитания
  • +7 (499) 265-31-80 (многоканальный)

  • Ведущий менеджер:
    Платонов Константин Николаевич +7 (499) 265-31-80
  • generators@remove-this.pea.ru

 
tt7495bt8v475ytg65y@pea.ru