Источник бесперебойного питания: виды и назначение

Содержание

Зачем нужен UPS (ИБП)

Принцип работы ИБП раскрывается в названии – это такой источник, на выходе которого напряжение есть всегда. Но мы здесь собрались технари-реалисты, и понимаем, что ничего вечного нет, поэтому ниже разберемся в принципе действия.

ИБП в основном используются там, где пропадание электропитания может вызвать негативные последствия. Например, питание компьютеров и серверов, питание устройств связи и распределения сигналов (роутеры), питание устройств, автоматическая перезагрузка (перезапуск) которых без участия человека невозможна.

Для бытовых вещей это прежде всего компьютеры и системы отопления.

Следует понимать, что ИБП выбираются на время работы нагрузки 10-15 мин, редко до получаса. Предполагается, что за это время питание появится, либо человек (оператор) предпримет необходимые действия (сохранит данные, позвонит в энергослужбу предприятия, завершит технологический процесс).

ИБП нельзя рассматривать в качестве резервного источника питания. Он является лишь аварийным источником, и в лучшем случае используется очень редко, в общей сложности не более 10 минут в год (несколько раз, на время не более минуты). Если это время больше, то следует задуматься о повышении качества электропитания.

автоматический ввод резервагенераторсолнечная батарея

Аккумуляторы для ИБП

Еще лет десять назад выделяли две группы аккумуляторов — щелочные и кислотные. Постепенно о щелочных начали забывать, и в настоящее время уже о них редко вспоминают. Зато вовсю начинают использовать литий-ионные аккумуляторы, которые поначалу применялись в мобильных телефонах, планшетах, ноутбуках. Теперь они подешевели и вовсю используются там, где традиционно применялись кислотные батареи. Даже в качестве автомобильных аккумуляторов. Существует множество других систем аккумуляторов — биологических, ядерных, нанотехнологических, водородных и т.д., но это либо экзотика, либо дорого, либо просто их час еще не настал. Безусловно, нас ждет в этой области много нового в ближайшие годы.

Свинцово-кислотные аккумуляторы

гелевые — электролит в них находится не в жидком состоянии, а в желеобразном. Газовыделения нет, поэтому их делают герметичными. Их можно эксплуатировать в любом положении, ну разве что на 180° не стоит переворачивать. Стойкость порядка 600 циклов заряда-разряда. Переразряд может привести к вспучиванию, а в отдельных случаях и к взрыву (хотя для взрыва надо очень постараться). Очень не любят короткие замыкания. Внутреннее сопротивление выше, чем у других кислотных аккумуляторов, поэтому их не стоит применять там, где требуется большая нагрузка и быстрый разряд.
AGM — конструктивно представляют собой пакеты из стекловолокна, пропитанные электролитом. Также герметичны, по сравнению с гелевыми имеют меньшее внутреннее сопротивление. Выдерживают примерно 300 полных циклов заряд-разряд. Менее критичны к переразряду и перегреву, чем гелевые. Внутреннее сопротивление довольно низкое, что дает возможность получить хорошие пусковые токи. К коротким замыканиям менее чувствительны, чем гелевые.

Вывод такой: если не нужна быстрая отдача — например ИБП для котла отопления, то выгодней гелевый. Если же это компьютерный бесперебойник, рассчитанный на 10-15 минут автономной работы, то предпочтительней выглядит AGM-аккумулятор.

Литиевые аккумуляторы

Разработаны сравнительно недавно. Первоначально применялись в мобильных устройствах, вытеснив никель-кадмиевые, никель-металлгидридные и прочие щелочные элементы. Две основных разновидности — литий-ионные и более современные литий-полимерные. В настоящее время активно используются не только в телефонах и ноутбуках, но и в более сильноточных устройствах — например, в шуруповертах, а также в автомобилях и даже в электромобилях в качестве основных элементов питания. Чем они хороши — это тем, что они в несколько раз легче и меньше в размерах, чем кислотные. В литий-ионных электроды разделены пористой структурой, пропитанной электролитом, а в литий-полимерных вместо нее используются полимерные материалы, которым не нужна пропитка, они сами по себе являются электролитами твердой формы. Литий-полимерные более безопасные в плане взрыва или возгорания, но имеют свои недостатки, главный из которых — относительно небольшой срок службы.

Усенко К.А., инженер-электрик,

Рейтинг лучших моделей ИБП для компьютера

Источники бесперебойного питания являются необходимым устройством для ПК и бытовой техники, особенно если место вашего проживания отличается частым отключением электричества или скачками напряжения. Выбирая ИБП стоит ориентироваться на:

стабильность работы;
длительность и удобство эксплуатации;
мощность;
бесшумность;
размеры и вес оборудования;
соотношение цены и качества;
производитель.

На основании этих параметров был составлен рейтинг бесперебойников для персональных компьютеров, который поможет при выборе данного оборудования.

Powercom IMD-1025AP

Интерактивный источник бесперебойного питания с выходной мощностью 615 Вт, что достаточно для завершения работы компьютера и периферии в течение 4 минут в случае отключения электропитания от сети. Модель оснащена встроенным ЖК-дисплеем оптимизирующим работу прибора и облегчающим его настройку. ИБП обладает оптимальным соотношением цена/качество.

Плюсы:

выходная мощность;
ЖК-дисплей;
USB-порт;
достаточное количество разъемов;
легкая настройка.

Недостатки:

габариты;
громкие сигналы;
выходные розетки только компьютерные.

APC Back-UPS 1100VA

Также, как и предыдущая модель, это устройство довольно надежно и долговечно. Несмотря на более высокую стоимость, чем у предшественника этого рейтинга, APC Back-UPS 1100VA не оснащен ЖК-дисплеем, вследствие чего усложняется контроль работы оборудования.

Однако наличие 4 разъемов подающих питание от батареи на ПК и периферию выгодно отличает эту модель от своих конкурентов. Мощность устройства составляет 660 Вт, что относит его моделям интерактивного типа и делает защиту оборудования от скачков напряжения более надежной.

На полную зарядку аккумуляторов понадобится порядка 8 часов, а это, согласитесь не очень быстро и не удовлетворяет некоторых пользователей.

К преимуществам стоит отнести:

стоимость;
выходная мощность;
порт USB;
количество выходных евроразъемов.

Минусы:

длительная зарядка батарей;
отсутствие дисплея.

Ippon Back Basic 1050 IEC

Данная модель хоть и не обладает большим количеством разъемов, однако это компенсируется мощностью в 600 Вт, что позволяет корректно завершить работу и выключить компьютер в случае отключения электричества или скачков напряжения. В Ippon Back Basic 1050 IEC также нет дисплея, а информация о работе устройства отражается посредством светодиодов.

Время полной зарядки батарей составляет 6 часов, что совсем неплохо, особенно если учесть, что данная модель находится еще в доступном ценовом сегменте. Внешний вид устройства ничем не выделяется, а его вес составляет чуть больше 5 килограмм, что вызвано наличием емкостных батарей, которые можно заменять при необходимости.

Данная модель бесперебойника обладает звуковой сигнализацией, фильтром помех и стандартным набором защитных механизмов, от неприятных сюрпризов отечественной электросети. По отзывам пользователей Ippon Back Basic 1050 IEC характеризуется как достойный источник бесперебойного питания.

APC Back-UPS 650VA

Модель относиться к устройствам интерактивного типа, но его выходная мощность составляет всего 390 Вт, а выходные разъемы присутствуют в количестве 3 штук. Однако эти розетки относятся к типу EURO, что позволяет присоединить к ИБП не только компьютер, но и прочую бытовую технику, чувствительную к перепадам напряжения.

Полная восьмичасовая зарядка батарей и отсутствие ЖК-дисплея осложняет работу пользователя с устройством. Стоимость бесперебойника не соответствует таким низким характеристикам, что также является недостатком. Однако все минусы компенсируются высокой надежностью модели, которая обеспечила APC Back-UPS 650VA довольно длительный срок эксплуатации.

Плюсы оборудования:

компактность;
надежность;
порт USB и выходные EURO-разъемы;
бесшумность.

К недостаткам стоит отнести:

малая выходная мощность;
недостаточное количество выходных розеток;
отсутствие ЖК-дисплея;
стоимость;
длительность зарядки.

Cyber Power UT650EI

Модель ИБП интерактивного типа с 4 выходными компьютерными разъемами, подающими питание от аккумулятора на подключенное оборудование. Выходная мощность составляет 360 Вт, что дает время работы от батареи порядка 3,5 минут. Данный бесперебойник не оснащен портом USB, что исключает подключение ПК для мониторинга состояния оборудования. Стоимость оборудования соответствует его функциональности.

Плюсы:

доступная цена;
надежность устройства;
достаточная длительность работы от аккумулятора;
количество выходных разъемов.

Минусы:

низкая выходная мощность;
выходные разъемы только компьютерные;
отсутствие дисплея и разъема USB.

Различие ИБП по форме синусоиды

Кроме отличия ИБП по принципу работы, они отличаются по форме синусоиды. Ее можно увидеть только на экране осциллографа.

Форма выходного напряжения инверторов ИБП: синусоидальная – а, двухступенчатая аппроксимация синусоиды – б, трехступенчатая аппроксимация синусоиды – в

Аппроксимированная синусоида

Аппроксимированная синусоида на экране осциллографа выглядит ступенчатой линией. Это не имеет значение для большинства электроприборов, но в тех случаях если в приборе стоит трансформатор, как в старых телевизорах, или есть электродвигатель, то включать их через этот ИБП нельзя. Аппроксимированная синусоида является суммой разных частот и напряжений, в то время как трансформаторы и электродвигатели рассчитываются на частоту 50Гц. В результате они теряют в мощности, греются, гудят и могут выйти из строя. Если же к аппарату подключена только аппаратура с импульсными блоками питания (практически вся современная), то она прекрасно работает с аппроксимированной синусоидой. В импульсных блоках питания входное напряжение поступает на диодный мост, где выпрямляется в постоянное напряжение 220V, которое не зависит от формы синусоиды.

Однако встречаются приборы с трансформаторными блоками питания. Первым признаком несоответствия формы синусоиды является сильный гул, намного громче, чем при питании от сети. Лучше всего, при пробном включении ИБП с аппроксимированной синусоидой, все приборы включать поочередно и при появлении сильного гула сразу выключить. Обычно это маломощные блоки питания или аппаратура с питанием от сети 220V.

Такие ИБП или инверторы стоят дешевле устройств с чистой синусоидой, но к ним нельзя подключать насос системы отопления или холодильник.

ИБП с чистой синусоидой

Приборы высшей ценовой категории на выходе имеют чистую синусоиду. Это дает возможность подключать к ним любую аппаратуру, в том числе электродвигатели, насосы и трансформаторы, но стоят эти ИБП намного дороже, что делает их использование для обеспечения работы электроотопления или стиральной машины невыгодным. Подробнее об этом рассказано в статье «ИБП для дома«.

Преимущества использования устройств

ИБП online двойного преобразования имеют массу достоинств:

Практически незаметный момент отключения. При незапланированном отключении центрального электроснабжения для переключения с основной сети на АКБ через ИБП требуется 0 секунд.
Онлайн-стабилизация. Источники бесперебойного питания онлайн-типа обладают широким диапазоном стабилизации напряжения. Все процессы по приведению силы тока к 220 или 230 В на выходе происходят не ступенчато, а единовременно.
Мгновенное гашение помех. Скачки напряжения никогда не доходят до подключенных к ИБП приборам. Они успешно обрабатываются устройством, их выход полностью исключен благодаря двойному преобразованию тока. Кроме того, они исправляют некорректные входящие сигналы, которые на выходе имеют практически идеальную синусоиду.
Наличие режима Bypass. Он позволяет передавать нагрузку непосредственно на сеть электроснабжения. В ручном режиме включения Bypass можно использовать для «горячей» замены АКБ. Также он незаменим при проведении регламентных работ. В автоматическом режиме Bypass поможет разгрузить основную цепь питания, если значения тока резко увеличатся (свыше номинального). Например, такое часто случается при запуске электродвигателей.
Высокая точность поддержания входного напряжения. Погрешность работы прибора — всего ±1—3 % даже при значительных изменениях подаваемого на ИБП тока (80—280 В). При этом источники бесперебойного питания онлайн-типа не учитывают правильность формы синусоиды входного напряжения. Достаточно наличия любого тока, который устройство могло бы регулировать.

Классы ИБП

Резервные ИБП:

Достоинства

Недостатки

— Компактность, малый вес, экономичность, относительная дешевизна.

— Отсутствует стабилизация выходного напряжения;
— Неполная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов; помехи, генерируемые нагрузкой пропускаются обратно в сеть;
— Скачкообразное изменение напряжения, частоты и формы выходного напряжения при переходе на питание от батареи (время переключения >5 мс);
— Прямоугольная форма выходного напряжения вместо синусоидальной.

ИБП резервного типа: нормальный режим работы (rectifier — выпрямитель, inverter — инвертор, SPD — фильтр питания, bypass — байпас).ИБП резервного типа: аварийный режим работыЛинейно-интерактивный ИБП: нормальная работа.Линейно-интерактивный ИБП: аварийный режим.Линейно-интерактивные ИБП:

Достоинства

Недостатки

— Компактность, экономичность;
— Ступенчатая стабилизация входного напряжения;
— Почти синусоидальная форма выходного напряжения;
— Невысокая стоимость.

— Они дороже, чем резервные;
— Отсутствие реальной изоляции нагрузки от сети распределения питания;
— Отсутствие регулировки и стабилизации входной частоты;
— Сравнительно слабая стабилизация выходного напряжения, особенно при переходных процессах или в случае пошагового изменения нагрузки;
— Низкая эффективность при питании нелинейных нагрузок.

ИБП с дельта-преобразованием в штатном и автономном режимах.ИБП с дельта-преобразованием:

Достоинства

Недостатки

— Высокий КПД (при идеальных параметрах входного напряжения);
— Высокий коэффициент мощности по входу (не требуется применение корректирующих фильтров).

— Повышенная сложность из-за применения двунаправленных инверторов и, соответственно, меньшая надежность;
— Меньшая степень защиты нагрузки в нормальном режиме работы от резких изменений входного напряжения вследствие инерционности схемы обратной связи;
— Отсутствие защиты нагрузки в нормальном режиме работы от отклонений частоты входного напряжения;
— Отсутствие встроенной гальванической развязки между входом и выходом.

Линейно-интерактивный ИБП APC BR1000G дает на выходе не совсем чистую синусоиду, но такой аппроксимации достаточно для большинства устройств.системы с двойным преобразованиемИБП с двойным преобразованием отличает надежная защита нагрузки по электропитанию. ИБП с двойным преобразованием: аварийный режим, питание от батареи.ИБП с двойным преобразованием:

Достоинства

Недостатки

— Максимальная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов; помехи, генерируемые нагрузкой, не пропускаются обратно в сеть;
— Питание нагрузки «чистым» синусоидальным электропитанием, стабилизированным по величине, частоте и форме напряжения, при работе от сети и от батарей;
— Переключение на батареи происходит мгновенно, при этом любые переходные процессы отсутствуют.

— Относительная сложность и более высокая стоимость;
— Дополнительные энергозатраты на двойное преобразование напряжения, снижающие КПД;
— Невысокий коэффициент мощности по входу (для его повышения требуется дополнительный элемент — THD-фильтр).

Краткое сравнение ИБП разных классов

	Резервные	Линейно-интерактивные	С двойным преобразованием
Мощность ИБП	менее 1,5 кВА	менее 4 кВА	не ограничена
Режим работы от сети
Стабилизация напряжения	нет	ступенчатая	полная
Стабилизация частоты	нет	Нет	есть
Фильтрация помех	слабая	средняя	максимальная
Батарейный режим
Частота переходов	частая	средняя	редкая
Время перехода на батареи	5-15 мс	2-6 мс	нет
Форма синусоиды	часто трапецеидальная	синусоидальная	синусоидальная
режим «байпас»	нет	нет	есть
гальваническая развязка	Нет	нет	возможна

Класс VFI (Voltage & Frequency Independent) — выходные напряжение и частота ИБП не зависят от входных параметров.
Класс VI (Voltage Independent) — выходная частота совпадает с входной, напряжение на выходе регулируется в заданных пределах.
Класс VFD (Voltage & Frequency Dependent) — выходное напряжение и частота совпадают с входными.

Топология ИБП	Спецификация	Типовая мощность	Типовое применение
Резервный	Voltage & Frequency Dependent (VFD)	1500 ВА	Малый офис, домашние ПК и другие не критичные среды
Линейно-интерактивный	Voltage Independent (VI)	5000 ВА	Малый бизнес, веб-сайты, серверы подразделений
С двойным преобразованием	Voltage and Frequency Independent (VFI)	1000 кВА	Дата-центры

S соответствует синусоидальному выходному напряжению с коэффициентом нелинейных искажений (КНИ) менее 8% как при линейной, так и при нелинейной нагрузке.
X соответствует несинусоидальному сигналу с КНИ более 8% при нелинейной нагрузке.
Y соответствует несинусоидальному сигналу при любой нагрузке, КНИ превышает установленные в IEC 61000-2-4 пределы.

Выходная мощность ИБП (UPS)

Выходная мощность ИБП (UPS) определяется как произведение
напряжения (в вольтах, V) на силу тока (в амперах, А).

Мощность, потребляемая нагрузкой, определяется как
произведение выходной мощности ИБП (UPS) (в вольт-амперах, VA) на коэффициент
мощности нагрузки (Power Factor, PF).

Следует выбирать такой ИБП (UPS), для которого выполняется следующее
условие:

P выходная
мощность ИБП (UPS) (VA),Wн мощность, потребляемая нагрузкой (VA),PF коэффициент мощности, который для персональных компьютеров
принимается равным 0,7.

Обычно величина потребляемой мощности указана на наклейке,
расположенной на задней крышке устройств.

Что такое инвертор?

Инвертор или инвертор мощности – это силовое электронное устройство, которое преобразует постоянный ток (DC) в переменный ток (AC). Его можно использовать как автономное устройство, способное получать питание от источников постоянного тока, таких как солнечная энергия и аккумулятор, и преобразовывать его в источник переменного тока, или как интерактивный инвертор, являющийся частью более крупной схемы, такой как блок питания или ИБП. Инвертор не генерирует и не накапливает энергию, но он может быть подключен к источникам питания, обычно батареям, для поддержки источников питания.

Рисунок 1: Инверторы для солнечной энергетической системы

Что выбрать: ИБП или инвертор?

Поскольку и ИБП, и инвертор имеют свои достоинства, как выбрать между ними? Возможно, вы получили ответы после проверки приведенной выше таблицы сравнения разницы между ИБП и инвертором. Необходимо учитывать такие факторы, как стоимость, требования к питанию, защите и т. д

Чтобы упростить задачу, все сводится к вашим требованиям к резервному копированию, и самое важное, что следует учитывать, – это длительные задержки в источнике питания

Что мне выбрать для дома/бизнеса: ИБП или инвертор?

Если вы еще не развернули ни один из них, этот раздел для вас. Для приложений крупного бизнеса и организаций, которые предъявляют высокие требования к надежности энергосистемы, нет сомнений в выборе устройства с минимальной задержкой – ИБП для обеспечения безопасности данных и получения прибыли. Для домашнего использования, если вам интересно, можно ли использовать инвертор в качестве ИБП для экономии затрат, ответ может быть следующим: все зависит от обстоятельств. Если использовать инверторы для бытовых электроприборов, на работу которых не влияет долгое время переключения, это возможно. Например, для большинства домашних электрических устройств, таких как лампочки и телевизор, задержка является продолжительной. Однако для таких критически важных устройств, как компьютеры, рекомендуется использовать ИБП в случае потери данных.

Нужен ли мне ИБП, если у меня дома уже есть инвертор?

Некоторые могут беспокоиться о том, сможет ли инвертор правильно справиться с отключением электроэнергии на ПК, и намереваются добавить ИБП. Если вы не хотите использовать ПК на основном инверторе, но хотите подключиться к ИБП, это нормально. Но обратите внимание, что иногда блоки ИБП плохо работают с инвертором (например, традиционный ИБП и устаревший выходной инвертор с прямоугольной/треугольной волной), синусоидальные волны могут иметь ужасные последствия. Но если инвертор в сочетании с ИБП представляет собой чисто синусоидальный инвертор, а ИБП может обрабатывать синусоидальную волну, это практически осуществимо. Для лучшего опыта рекомендуется позвонить поставщику инвертора и обратиться за помощью к его техническим специалистам

Для чего нужен бесперебойник?

Итак, ИБП применяют в случае отключения электричества для обеспечения бесперебойной работы газовых, твердотопливных котлов, циркуляционных насосов системы отопления дома или квартиры, а также для предотвращения возникновения каких либо аварийных ситуаций связанных с этим неприятнейшим явлением. Здесь я думаю, с теорией всё понятно.Вопрос о покупке ИПБ безусловно лежит на плечах самого покупателя. В опцию котла, насоса или иного прибора бесперебойник не входит. Поэтому, если вы цените комфорт и цените свои деньги в случае экстренных ситуаций я, всё же нахожу эту опцию абсолютно нужной и необходимой.Далее, решив, что вам такой прибор необходим, возникает вопрос выбора модели, которая бы отвечала требованиям ваше домашней утвари и была бы с ней совместимой. С одной стороны мощности должно хватать на покрытия затрачиваемой энергии вашего, к примеру, котла, а с другой стороны вываливать кучу средств на мощность ИПБ, которая в дальнейшем будет лишней также не целесообразно.Сразу отмечу, что ИБП могут быть как наделены функцией выпрямителя так и не иметь такой функции. В первом случае ИБП с выпрямителем, помимо источника автономности питания служат как своеобразный предохранитель от возможных перепадов напряжения.Одним из главных показателей, который определяет стоимость источника, является его способность, как можно дольше автономно поддерживать работу приборов вашего дома или квартиры. Чем выше способность служить альтернативным источником, тем выше мощность самого аккумулятора (измеряется а Ач). В данном случае здесь всё как у обычного аккумулятора, только отдельно аккумулятор служит для запуска двигателя, к примеру, а в сочетании с ИБП для поддержания работы разных систем дома или офиса без электроэнергии.Чтобы правильно подобрать ИБП для дома, квартиры или офиса необходимо знать параметры техники, с которой приходится иметь дело.

Виды источников бесперебойного питания

Back UPS. Однозначно один из самых распространённых типов устройств, которые обеспечивают бесперебойную подачу питания на ваш персональный компьютер. Он работает на основе принципа реле напряжения, когда основная нагрузка пропадает, а наш Back UPS (Ups — англоязычный аналог ИБП) и просто переключает всю работу на аккумулятор;
Smart UPS. В быту ещё ходит название УПС «лайн-интерактив», то есть интерактивный ИБП. Принцип такой же, как и у предыдущего устройства, входное напряжение как бы стабилизируется посредством переключения. В крайнем же случае осуществляется перенос всего обеспечения на батарею. С помощью этого ИБП мы можем поддерживать уровень напряжения даже при больших отклонениях на входе (сто пятьдесят-триста вольт). Можно очень долго переключать выводы автотрансформатора, и задействовать аккумулятор лишь в самый последний момент, таким образом можно значительно экономить батарею, включать её только когда питание полностью пропадает. Рассматриваемый девайс тоже напоминает стабилизатор типа реле, который использует в своей основе ступенчатое переключение обмотка автотрансформатора. Разница одна — когда происходит выход на рабочие пределы обеспечения, стабилизатор уже ни на что не годен, а наш «Smart UPS» просто задействует аккумулятор и питание не пропадает;
Online UPS. Этот ИБП — отличное инверторное устройство, основанный на двойном преобразовании. Принцип действия совершенно отличен от рассматриваемых первых двух типов ИБП. Здесь в основе стоит преобразование энергии в постоянное готовое напряжение, генерируется синус. Аккумулятор поддерживается в 100% готовности, его энергия готова в любой момент пойти на обеспечение устройства, которое в какой-то момент этой самой энергии лишилось.

Классификация ИБП

Форм-факторы ИБП

ИБП применяются во множестве различных систем от настольных ПК до крупных центров обработки данных поэтому они выпускаются в различных форм-факторах корпусов.

1. Настольные и вертикальные ИБП

a. Eaton Ellipse легко размещается на столе или под
столом

b. ИБП Eaton 9130 в вертикальном корпусе размещается под
столом или в сетевой стойке.

2. Настенные ИБП

ИБП Eaton 5115 для установки в стойку может быть закреплен
на стене

3. ИБП для установки в стойку

ИБП со стоечным креплением Eaton 9130 занимает всего 2 единицы высоты пространства стойки (подходит к стойкам с одной или двумя
плоскостями крепления)

4. ИБП в универсальном стоечном / вертикальном
корпусе

ИБП Eaton 5130 могут монтироваться в стойку или
устанавливаться вертикально

5. Масштабируемые ИБП

a. Eaton BladeUPS – это масштабируемые ИБП с возможностью
резервирования в стоечных корпусах

b. Eaton MX Frame

6. Большие стойки ИБП

ИБП Eaton 9390 и 9395 разработаны для использования в качестве центрального источника питания для разнообразной нагрузки, например, в центрах обработки данных.

Технические характеристики UPS

Выбор УПС производится по его характеристикам, которые условно можно разделить на входные и выходные

Важно найти оптимальный баланс — параметры UPS должны устраивать пользователя, но без переплаты за избыточные характеристики и функции

Входные

Главным входным параметром бесперебойника является питающее напряжение. Оно должно соответствовать напряжению сети

Также надо обратить внимание на потребляемый ток (автоматический выключатель, защищающий сетевую розетку, должен его выдерживать) и частоту сети. Эти данные обычно написаны около разъема сетевого питания

Входные параметры ИБП.

Выходные

На уровень напряжения и его частоту также надо обратить первоочередное внимание и при изучении выходных параметров. Для компьютера это может быть неважным – его БП импульсный, питающее напряжение все равно сначала выпрямляется

А для энергоснабжения вспомогательных устройств этот момент может оказаться критичным. Если здесь все в порядке, дальше надо обратить внимание на нагрузочную способность – выходную мощность УПС. Она должна быть не меньше, чем суммарная мощность всех нагрузок.

Шильдик с некоторыми выходными параметрами UPS.

Следующий важный для пользователя параметр – время автономной работы. Он зависит от емкости батареи и в определенной мере связан с другой характеристикой – временем зарядки полностью разряженной АКБ. Это время показывает, сколько будет восстанавливаться ИБП после исчезновения напряжения сети и разряда аккумулятора, близкого к полному. Для наглядности эти параметры приведены в таблице для нескольких популярных источников.

Тип UPS	APC BK500EI	Ippon Back Power Pro	Powercom War 500A	Tripp Lite Pro 550X	APC Back UPS ES525VA
Время работы, мин	5	5	8	4	4
Время зарядки, ч	6	4	6	5	5

Отсутствие жесткой зависимости времени работы под полной нагрузкой и временем зарядки объясняется различными условиями пополнения энергии (разным зарядным током), но в целом корреляция прослеживается.

Кроме того, надо обратить внимание на наличие:

защит от перегрузки, а также коротких замыканий;
защиты от высоковольтных импульсов (пиков);
индикации нормальных и аварийных режимов;
время переключения;
наличие управления с ПК.

Также важным может быть количество выходных разъемов для подключения нагрузок, но здесь все равно имеется ограничение по нагрузочной способности ИБП.

Задняя панель UPS с тремя выходами с питанием от батареи и одним защищенным от помех.

Часть характеристик написана на шильдике УПС, часть – в технической документации (паспорте). Некоторые можно определить визуальным осмотром (количество розеток, разъем для связи с ПК и т.п.).

Децентрализованный или централизованный ИБП

Лучше ли один большой ИБП? Или лучше иметь несколько
небольших ИБП? Ответ зависит от множества факторов. В децентрализованной (или
распределенной) конфигурации ИБП, множественные ИБП поддерживают каждый по небольшому количеству устройств или всего одно устройство. Децентрализованные
ИБП обычно используют разъемное подключение и обычно имеют номинальную мощность
до 6кВА. В централизованной конфигурации один большой ИБП поддерживает
несколько устойств-потребителей. Централизованный ИБП обычно жестко
подключается к распределитель- ному щиту. В следующих таблицах представлены
факторы, которые следует принять к рассмотрению при выборе между
децентрализованной и централизованной архитектурой ИБП.

Децентрализованные ИБП

Преимущества	Недостатки
Не требуется специального подключения. Можно использовать существующие настенные розетки.	Если здание поддерживается генератором, небольшие ИБП резервного и линейно-интерактивного типов могут иметь проблемы с функционированием от генераторного питания.
Оставляют место для будущего роста емкости и не привязывают будущее расширение к конкретному ИБП.	Требуются временной и человеческий ресурсы для контроля нескольких ИБП, замены батарей и обслуживания.
Существующие небольшие ИБП не требуется выбрасывать. (Кстати, многие производители предлагают схему зачета старых ИБП при покупке новых).	Децентрализованная конструкция не предоставляет возможности просто отключить единственный ИБП, когда требуется аварийное отключение питания. Также они могут не иметь возможности резервирования и других полезных функций, которые предоставляют большие ИБП.
Поддержание качества питания происходит непосредственно рядом с потребителями, что устраняет опасность потери качества при передаче электроэнергии по распределительной сети в случае централизованной структуры.	Добавление резерва, дополнительного времени поддержания питания или сервисного байпаса на множественные ИБП может быть достаточно дорогим или невозможным.
Обеспечивает гибкость в отношении защиты и функциональности. Например, расширенное время работы может быть добавлено к определенным ИБП, а менее критичные приложения не потребуют расходов на дополнительные батареи.	Множественные звуковые аварийные сигналы и оповещения могут раздражать персонал.

Централизованные ИБП

Преимущества	Недостатки
Обычно сроки службы ИБП более длительны.	Одиночный ИБП может представлять собой общую точку отказа. Однако, можно компенсировать этот недостаток резервированием (N+1 или N+X).
Одиночный большой ИБП легче контролировать, обслуживать и эксплуатировать, чем множество маленьких.	Один большой ИБП сложнее приблизить физически к потребителям питания. Скорее всего, не все оборудование будет питаться от единственного распределительного щита.
Большой ИБП будет трехфазным, обычно это означает большую эффективность и меньшие затраты.	Централизованные решения требуют больше места для ИБП, которое может быть недоступно.
Централизованный ИБП обычно располагается вне доступных и используемых мест. Следовательно, меньше риск его случайного повреждения и намеренного вмешательства в работу.	Обычно требуется профессиональный сервисный персонал для установки, обслуживания и ремонта, что вносит дополнительные расходы.
Централизованный ИБП может быть размещен в месте с более качественным охлаждением. Помните о том, что тепло является врагом батарей ИБП.	Затраты на установку и подключение могут быть более высоки.
Когда требуется замена батарей, вам надо думать всего об одном ИБП. Распределенная конфигурация может потребовать заказа батарей разных типов. Подумайте о временных затратах на замену батарей, например, у пяти или у 20 ИБП.

Комбинация конфигураций

Не следует забывать о том, что централизованная и децентрализованная стратегии не обязательно употребляются строго отдельно. Эти
две стратегии могут быть использованы в комбинации для обеспечения
резервирования для критических приложений. Например, весь объект защищается
одним большим централизованным ИБП, но специальный отдел, например,
круглосуточный центр обработки звонков, может иметь отдельные ИБП для резерва
защиты и возможного расширения времени работы.

Линейно-интерактивные ИБП

Оборудование исполнения Line-Interactive – модификации, оснащённые стабилизатором напряжения. Регулярные колебания в пределах 10 ‑ 25 В значительно сокращают ресурс любой офисной или производственной техники. С применением стабилизатора появляется возможность регулировать входное напряжение, защищая бесперебойник и продляя срок его службы. Для работы в сетях с низким качеством электроэнергии – это оптимальное техническое решение.

Принцип работы устройства бесперебойного электропитания этого вида заключается в сравнении системой управления номинального и реального показателей напряжения при помощи автотрансформатора.

Приведение параметра к требуемому уровню выполняется ступенчато за счёт переключения обмоток. Скорость срабатывания линейно-интерактивных приборов составляет около 10 мкс.

Среди недостатков техники Line-Interactive стоит отметить отсутствие возможности для стабилизации частотных показателей электроэнергии. Также может стать критичным при выборе отсутствие гальванической развязки между подключенными потребителями и сетевым источником. Но достоинством моделей этого типа является оптимальное соотношение стоимости и характеристик, а также низкая вероятность отказов и высокий уровень защиты технологического оборудования.