Источники бесперебойного питания

Применение Источников Бесперебойного Питания на аккумуляторных батареях.

Для непрерывного обеспечения электрической энергией электроприборов и техники в период отсутствия напряжения во внешней сети. 

При использовании электрогенераторов на дизельных или бензиновых силовых установках в момент запуска и прогрева двигателя происходит пауза порядка 3х-5 ти минут, для питания в этот момент тоже используются бесперебойники. 

В частном доме предпочтительнее  использовать источники бесперебойного питания небольшой мощностью для поддержания жизненно важных систем, а не бензиновые или дизельные автоматические электростанции.

Основные преимущества ИБП:

• высокая надежность работы;
• большое время работы на отказ;
• не требует технического обслуживания  и  замены расходных материалов.
• бесшумность работы;
• отсутствие расходов на эксплуатацию ;
• доступность и простота монтажа и подключения (возможность самостоятельного подключения).

Для качественного электропитания, от ИБП требуется выполнение определенных условий:

• правильная синусоидальная форма напряжения;
• высокая точность величины напряжения и частоты;
• широкий диапазон входного рабочего напряжения, в котором источник бесперебойного питания не переходит на работу от батарей;
• обладать фильтрующими свойствами;
• защита от глубокого разряда аккумуляторов;

Кроме того, если необходимо обеспечить работу оборудования в автономном режиме на длительное время. Всем этим критериям соответствуют источники бесперебойного питания с возможность подключения дополнительных внешних, желательно не обслуживаемых аккумуляторных батарей, или аккумуляторных модулей.    

Классификация Источников Бесперебойного Питания (ИБП)  

Производится обычно по нескольким базовым показателям — его типу (конструктивно), мощности и времени автономии.

По принципу работы  "бесперебойники" можно разделить на три основных типа:

Off-line или Standby

Принцип работы таких источников понятен из названия - нагрузка (т. е. Ваш потребитель) через некий сетевой фильтр напрямую связан с городской электросетью. При отключении входного напряжения, ИБП Off-line переходит на питание нагрузки инвертором от встроенных, либо внешних аккумуляторов.

 К недостаткам этих устройств следует отнести:

• отсутствие хорошей фильтрации и стабилизации выходного напряжения, выходное напряжение при работе от сети всегда равно входному;
• даже при незначительных падениях и бросках напряжения ИБП переходит в режим работы от встроенных аккумуляторов;
• время перехода на аккумуляторы и обратно (период непредсказуемых последствий) 5-20 мс; 
• в некоторых ситуациях время переключения может утраиваться;
• большинство моделей при работе от аккумуляторов не воспроизводят на выходе напряжение синусоидальной формы;

On-line c двойным преобразованием

ИБП преобразует 100% поступающего к нему на вход, переменного тока в постоянный (т. н. выпрямление), а затем выполняет обратное преобразование. Это своего рода, непрерывный преобразователь, перерабатывающий всю поступающую на вход некачественную электроэнергию в “чистую”, т. е. свободную от помех и каких-либо искажений в чистый синус, и поэтому идеально подходящей для питания любых сложных потребителей. 

Источники Бесперебойного Питания On-line обеспечивают высокую точность напряжения и формы выходной синусоиды а также полную фильтрацию любых помех, поступающих из электросети. При их переходе на работу от аккумуляторных батарей полностью отсутствуют какие либо переходные процессы отражающиеся на выходном напряжении.

К недостаткам этих устройств следует отнести:

• Узкий диапазон входного напряжения 
• Высокая стоимость оборудования
• Быстрый износ аккумуляторных батарей

line-interaktive, Линейно-интерактивные ИБП

Главное отличие линейно-интерактивного ИБП, в наличии встроенного стабилизатора напряжения. В обычном режиме ИБП подключен к сети питания и отслеживает состояние входного напряжения и в случае изменений напряжения на входе работает как стабилизатор напряжения без использования энергии батарей. 

При этом частота на входе и выходе совпадает. Если же напряжение на входе пропадает совсем или выходит за пределы работы стабилизатора  — тогда и происходит переключение на питание от батарей.

Преимуществами данной технологии в стабилизации напряжения, меньшее время переключения на батареи (около 5 мс) и чистая синусоида напряжения в ИБП, чистый синус (рис В) обеспечивает более дорогая схемотехника, к таким ИБП относятся  ИБП ECOVOLT и UPS HIDEN. Стоит отметить, что имеются и более дешёвые разновидности линейно-интерактивных ИБП с «аппроксимированной» (рис Б) или «ступенчатой» (рис А) синусоидой, которые, обеспечивая стабилизацию напряжения при питании от сети, всё-таки не выдают  идеальный синусоидальный сигнал при питании от батарей.

К недостаткам линейно-интерактивных систем БП (бесперебойного питания) можно отнести:

• отсутствие реальной изоляции нагрузки от вводной сети распределения питания
• отсутствие регулировки и стабилизации частоты при работе от сети

К линейно-интерактивным относятся также ИБП с так называемым дельта-преобразованием (резервные), в которых, как и в остальных line-interactive ИБП, частота на выходе в режиме питания от сети определяется частотой на входе. Иногда их называют системами Online, но, как отмечалось выше, такое понятие в международной классификации отсутствует.

 Линейно-интерактивные ИБП, естественно, дороже, чем резервные. Но их уже можно использовать для защиты более профессиональных рабочих станций, серверов среднего уровня, коммутаторов, маршрутизаторов и другого сетевого оборудования.

К группе линейно интерактивных ИБП можно отнести и инверторы 12 - 220, с чистым синусом. Например инверторы со встроенным стабилизатором напряжения и ИБП Ecovolt серии SMART, TERMO, PRO собравшие в себе наиболее инновационные технологии. Имеют возможность установки большой емкости батарей, и позволяют обеспечить большое время автономии для небольших нагрузок требующих чистый синус, на время до нескольких суток. 

Особенно актуальны как бесперебойники для котлов отопления, газовых котлов и являются пожалуй наилучшим вариантом автономии систем отопления  в загородном доме.

Большой модельный ряд UPS ECOVOLT с возможность увеличения времени автономной работы, позволяют подобрать оптимальную систему бесперебойного питания для отопительной системы загородного дома, или другой жизненно важной техники. Например использовать для электрического питания водяного насоса, электродвигателя на воротах, и т.п.

Что же необходимо знать при выборе ИБП? 

1. Многие рекомендуют, чтобы ИБП был выполнен по технологии “on-line” (он лайн). Иногда его называют ИБП с ”двойным преобразованием”. Главное достоинство в том, что он “непрерывно без переключений выдает” “чистый синус” на выходе, но есть существенный минус (быстрый износ батарей). Есть  и более интересные варианты, например UPS  of-line. Наиболее оптимальным для котлов являются, линейно интерактивные бесперебойники (line-interactive).

2. Для поддержания в “аварийном” режиме работы в течение длительного времени (часы – десятки часов), как правило, выбирается аппарат с возможность подключения внешних батарей. От стандартного аппарата он отличается тем, что не содержит внутренних батарей и дополнен интеллектуальным зарядным устройством большой мощности. Аккумуляторы необходимой емкости (в расчете на длительное время работы) подсоединяются к ИБП.

3. Выбор количества аккумуляторов и емкости, измеряемой в Ампер-часах (А/ч), производится в зависимости от желаемого времени поддержания электропитания потребителей в “аварийном” режиме работы и мощности нагрузки.

О выборе АКБ для ИБП.

Напряжение питания по цепи постоянного напряжения для некоторых бесперебойников составляет 24-36-48 Вольт, следовательно, необходимы 2 и соответственно 3 или 4 последовательно соединенных аккумулятора напряжением по 12 вольт. 

Нежелательно использовать автомобильные аккумуляторы. Нужны герметичные необслуживаемые, про которые говорят – “поставил и забыл”. 

И специально разработанные батареи для ИБП, например AGM и GEL. Дело в том, что в отличие от стартерных аккумуляторов, они обладают качественно другими зарядно-разрядными характеристиками, рассчитаны на меньшую величину зарядного напряжения, не выделяют газов, имеют выше срок службы и дольше отдают ток накопленный в АКБ.  

В номенклатуре нашей компании имеются аккумуляторные батареи изготовленные по AGM технологии. Различаются они по сроку службы (от 5-20 лет), габаритами, качеством и естественно, стоимости.  

И еще две рекомендации, которые мы хотели бы дать Вам по эксплуатации аккумуляторных батарей в условиях Вашего дома: 

• Не располагайте аккумуляторы вблизи отопительных приборов. 
• Помните, что постоянное нахождение их при температуре выше 35 градусов снижает срок их службы в 1,5 и более раз. Оптимальная температура для них – 20-25 градусов; 
• не располагайте аккумуляторы  вплотную друг к другу. Желательно,чтобы между ними было расстояние порядка 5-10 мм.