Источники бесперебойного питания

ИБП предназначены для резервного питания устройств в периоды отключения основной электросети. Чаще всего их устанавливают для резервного электропитания котлов отопления, циркуляционных насосов, инкубаторов, источников света, холодильников, телевизоров.

В сравнении с генераторами ИБП обладают следующими преимуществами: 

• непрерывная подача электричества даже в момент отключения централизованного электроснабжения;

• снабжение потребителей более качественной электроэнергией (напряжение, форма синусоиды, наличие нейтрали и фазы);
• для начала и прекращения резервного электропитания не требуется присутствие человека;
• система намного надёжнее генератора с АВР, особенно в зимнее время;
• практически отсутствует шум при работе;
• экологичность, отсутствие вредных выбросов;
• не требуется техническое обслуживание, заливка топлива;
• длительный срок службы (до 15 лет);
• гибкое решение, как по ценовому вопросу, так и по подбору мощности;
• не требуется строить отдельное помещение для размещения ИБП и аккумуляторов;
• длительное время автономной работы, за счёт установки аккумуляторов большой ёмкости;
• высоконадёжное решение – подходит для питания техники, требовательной к качеству электроснабжения и к времени реакции на отключения центрального электроснабжения;
• более компактное размещение в любом помещении дома, где в течение года поддерживается положительная температура и невысокая влажность.

Основные характеристики ИБП

Тип ИБП и форма выходного напряжения

Различают 3 типа источников питания: Off-Line ИБП, Line-interactive системы и On-Line источники.

Off-Line аппараты. Данные ИБП являются самым простым типом источников резервного питания. При включённом питании от сети они подают напряжения того же качества, не стабилизируют ввиду отсутствия фильтров. При прекращении подачи основного питания они за несколько миллисекунд переключаются на работу от аккумулятора. ИБП этого типа могут выдавать сигнал той же формы или аппроксимировать его. Во втором случае устройство может использоваться исключительно для подключения осветительных приборов. Не могут питаться от электрогенератора.

Line-interactive ИБП. Являются следующим классом аппаратов. Их принципиальное отличие – наличие встроенного ступенчатого стабилизатора, то есть, при ухудшении качества напряжения, прежде чем переключиться на работу от встроенного аккумулятора, они пытаются стабилизировать получаемый ток. Аналогично с прошлым типом могут выдавать чистую синусоиду или производить аппроксимацию. Время переключения с основной сети на работу от батареи – до 10 миллисекунд. Также не могут работать от генератора, выдавая ошибку.

On-Line ИБП являются самым совершенным классом аппаратов для резервного питания. Их работа основывается на двойном преобразовании входного тока: сперва напряжение выпрямляется, а затем вновь преобразуется в переменный ток 220 вольт, имеющий форму синусоиды. Задержка при переключении между источниками питания полностью отсутствует. Данные модели могут работать от генератора, одновременно обеспечивая преобразование тока, питание подключенных приборов и зарядку собственного аккумулятора.

Мощность

Цифры, присутствующие в названии ИБП обозначают мощность в Вольт-Амперах. Для перевода в более привычные Ватты, необходимо умножить указанное число на cos φ, данный производителем. У одной и той же марки может быть несколько серий с различным cos φ. Как правило, данный параметр равен 0,7 / 0,8 или максимум 0,9. Cos φ равного единице у ИБП не встречается.

Практически у всех производителей on-line ИБП модельный ряд по мощности состоит из моделей в 1000 ВА, 2000 ВА, 3000 ВА, 6000 ВА, 10000 ВА, 20000 ВА, 30000ВА. Для моделей Line-interactive и Off-line типичные значения – 500 ВА, 600 ВА, 700 ВА, 1000 ВА, 1500 ВА, 3500 ВА, 5000 ВА, 7500 ВА.

При выборе ИБП по мощности следует учитывать возможные пусковые токи у подключённой техники. Хотя многие ИБП выдерживают большую кратковременную перегрузку вплоть до 200%, нужно чтобы номинальная мощность ИБП была рассчитана с учётом пусковых токов. Так, например, не стоит ставить источник питания на 1000 ВА (700 Ватт) с перегрузочной способностью до 150 % на насос номинальной мощностью в 500 Ватт.

Тип подключения

Подключение к сети может осуществляться либо через сетевой провод, либо через клеммную колодку – всё зависит от мощности аппарата. Модели до 3000 ВА включительно, снабжены сетевым кабелем, источники мощностью более 3000 ВА подключаются к сети через клеммы. Нагрузка (потребители) подключаются к ИБП через розетки в моделях до 3000 ВА, включительно. Розетки у ИБП бывают: евро розетка, она же розетка SCHUKO или специальные компьютерные розетки IEC320, как у компьютерных UPS, чтобы подключить технику к UPS с компьютерной розеткой требуется переходник на евро розетку, он есть в любом компьютерном магазине. Розетки IEC320 есть на всех ИБП фирмы N-Power мощностью до 3000 ВА.

Разрыв нейтрали

Во время питания «бесперебойника» от сети на входе есть выраженная фаза и нейтраль. Во время прекращения электроснабжения, ИБП начинает работать от аккумулятора, при этом разрывая нейтраль, но есть устройства, не делающие этого, к примеру, техника фирмы N-Power. Большинству котлов отопления не требуется наличие нейтрали при работе источника питания, но если котёл чувствителен к данному параметру, то нужно ставить соответствующие ИБП для котлов. Если всё-таки для фазозависимого котла был приобретен ИБП, который разрывает ноль, то можно посоветовать соединить нейтраль от розетки с котлом отопления в обход ИБП.

Встроенные или внешние аккумуляторы

Все источники бесперебойной работы можно разделить на два класса. ИБП с встроенными аккумуляторами и ИБП с внешними аккумуляторами. Требуется понимать, что ИБП с внутренними АКБ (как правило небольшой ёмкостью до 9 А/Ч) нужны для непродолжительного резервного электроснабжения, например, пока запускается в работу генератор, или для безопасного выключения сервера, или компьютера. К ним внешние батареи подключить нельзя.

Источники с внешними АКБ применяются для продолжительного питания подключенных устройств, о чем свидетельствует индекс «LT» (Long Time) в названии. Максимальную ёмкость батарей, которую можно подключить к аппарату, определяет мощность зарядного устройства ИБП, измеряемая в Амперах (сила тока заряда). Для ИБП с зарядным устройством в 5А можно максимум ставить 100 А/Ч аккумуляторы, для источника с током заряда в 8А можно устанавливать 150 А/Ч или 200 А/Ч батареи.

Время автономной работы

Данный параметр определяется ёмкостью аккумуляторов и мощностью подключённой нагрузки. Если аккумуляторы соединить параллельно (плюс с плюсом, минус с минусом), то суммируется ёмкость, тем самым увеличивается время автономной работы ИБП. Остаётся главный вопрос: как же определить время автономной работы? Есть формула, дающая приблизительное время работы от АКБ определённой мощности.

Часы = (Постоянное напряжение ИБП (Вольты) х Ёмкость аккумулятора (А/Ч))/(Мощность (ВА), которую мы подключаем к ИБП).

Чтобы посчитать точное время работы от аккумуляторов, нужно знать внутренние сопротивление АКБ, температуру окружающей среды, КПД источника питания и напряжение каждого элемента батареи.

Формула пересчёта Ватт в Вольт Амперы: Мощность ВА= Ватты/(cosφ ИБП)

Сколько нужно ставить аккумуляторов к ИБП?

В перечне характеристик источников питания есть один из пунктов – напряжение цепи постоянного тока (постоянное напряжение, постоянный ток). Данный параметр определяет, сколько последовательно соединённых между собой аккумуляторов нужно подсоединить к ИБП, чтобы он выдавал заявленную мощность. Мы продаём аккумуляторы постоянным напряжением на 2, 6 или 12 Вольт, при этом подключаемая техника питается переменным током в 220 (однофазные приборы) или 380 Вольт (трёхфазная техника). Чтобы инвертор ИБП выдал необходимую мощность, ему требуется определённое напряжение постоянного тока от аккумуляторов. Чем мощнее ИБП, тем больше ему требуется подсоединить аккумуляторов, соединённых последовательно (плюс одной соединён с минусом другой).

К примеру, классическому источнику питания On-Line типа мощностью в 1000 ВА нужно подсоединить 3 последовательно соединённых между собой аккумулятора, так, как его внутреннее напряжение равно 36 Вольт. Если у ИБП постоянное напряжение равно 96 Вольт, значит ему требуется уже 8 соединённых АКБ. Для ИБП Line-interactive нужно меньшее количество батарей для работы, чем ИБП On-line типа, одинаковой мощности.

Пример: ИБП Inelt Monolith K1000LT внутреннее напряжение 36 Вольт, чтобы получить данный показатель ставим 3 АКБ. Мощность зарядного устройства 6 Ампер, ставим максимальную ёмкость аккумуляторов по 100 А/Ч. И у нас будет подключена нагрузка в 100 Ватт (один циркуляционный насос на 65 Ватт, горелка и автоматика газового котла). cos φ данного ИБП = 0,7

Сначала Ватты нагрузки (100 Ватт) переводим в ВА. Мощность ВА = 100 Ватт/0,7 = 143 ВА. Потом подставляем все параметры в формулу: Часы= (36 Вольт х 100 А/Ч)/(143 ВА) = 25 Часов.