Система гарантированного электропитания исток 5: Системы гарантированного и бесперебойного питания

alexxlab | 12.07.1974 | 0 | Разное

Содержание

Системы гарантированного и бесперебойного питания

В качестве основного оборудования в системах бесперебойного питания (СБП) применяются источники бесперебойного питания (ИБП). ИБП обеспечивают непродолжительную подачу требуемого напряжения за счет энергии, накопленной в аккумуляторных батареях. Такие системы проектируются для работы в автономном режиме в течение промежутка времени от нескольких минут до нескольких часов.

В системе гарантированного питания (СГП) для защиты от продолжительных отключений и неполадок в питающей сети используется дизель-генераторные электростанции для выработки электроэнергии в качестве альтернативного (резервного) источника питания. Такая система не является бесперебойной, время перебоя подачи электроэнергии потребителю составляет до 5 минут (время, необходимое для гарантированного запуска двигателя ДГУ). СГП проектируются для работы систем потребителей в автономном режиме в течение большого промежутка времени – от нескольких часов до нескольких суток.

По внутреннему устройству и логике работы ИБП делятся на три класса: пассивные, линейно-интерактивные и ИБП с двойным преобразованием.

Пассивные (stand-by, back-UPS, Off-line, резервные) источники — самые простые и дешевые. В них схема питания от аккумулятора выключена и запускается только при пропадании напряжения в электросети. Время переключения с работы от сети на работу от батареи составляет десятые доли секунды, а выходной сигнал при работе от аккумулятора не является «правильной» синусоидой. Пассивные ИБП предназначены для питания отдельных ПК, недорогих периферийных устройств, работающих дома или в офисе. Такие источники способны автономно работать на протяжении короткого времени 10-15 минут. Преимущества пассивных ИБП – невысокая стоимость, простота устройства, низкий уровень шума, высокий коэффициент полезного действия. Недостатки back-UPS – недолгое время автономной работы, время переключения на работу от батареи.
В линейно-интерактивных (line-interactive, Smart-UPS) ИБП схема питания от аккумулятора включена постоянно и в состав оборудования входит автоматический стабилизатор напряжения. Переключение на работу от батареи происходит только при полном отсутствии напряжения, что позволяет экономить ресурс батареи ИБП. Преимущества линейно-интерактивных ИБП – длительность автономной работы значительно больше, чем у резервных ИБП (до 20 минут). Работа таких устройств не зависит от скачков напряжения в сети, у них имеется высокая степень защиты техники, устройства более экономичны и дешевле по сравнению с моделями с двойным преобразованием (on-line). Недостаток – стоимость выше, чем у резервных ИБП. Назначение Smart-UPS – использование в электросетях с частыми скачками напряжения для защиты ПК, рабочих станций, компьютерной периферии, файл-серверов.

В ИБП с двойным преобразованием (double conversion, Online-UPS) напряжение на выход устройства все время выдается от преобразователя напряжения, преобразователь постоянно работает от аккумулятора, а аккумулятор непрерывно заряжается от сети, т.е. главной особенностью таких ИБП является отсутствие времени переключения на работу от батареи, что обеспечивает действительно бесперебойную работу техники. Это самая надежная, но вместе с тем и неэкономичная схема. Такой ИБП получается самым дорогим, большим и тяжелым, преобразователь сильно нагревается и требует охлаждения внутренними вентиляторами, а потери энергии в ходе преобразования составляют десятки процентов. Преимущества – наивысшая степень защиты электроприборов, время перехода на работу от батарей равно нулю, ИБП способны работать с техникой высокой мощности потребления. Недостатки – высокая стоимость, низкий коэффициент полезного действия, большое тепловыделение. Назначение Online-UPS – сети с частыми скачками напряжения, для питания дорогостоящего оборудования, серверов, компьютерного отдела или всего здания целиком.

Дизель-генераторные установки (ДГУ) применяются как самостоятельные источники питания на объектах, находящихся на удалении от централизованных электросетей, так и как резервные источники, подключенные к электросети в полуавтоматическом или автоматическом режиме для компенсации сбоев в подаче электроэнергии. В зависимости от условий установки и размещения на объектах, ДГУ могут поставляется в открытом виде на платформе, в контейнерном исполнении, во всепогодном защитном кожухе и на автомобильном шасси.

Одними из лучших в своем классе по части надежности, экологической безопасности и высокой степени функциональности являются дизельные генераторы компаний Cummins и SDMO.

В зависимости от технических требований к электроснабжению выделенных потребителей, на объекте возможна организация несколько типов конфигураций подключений ИБП и ДГУ – как отдельно в виде одиночных устройств, так и в виде параллельного соединения нескольких идентичных модулей с эффективным резервированием. Резервирование энергомодулей ИБП и ДГУ обеспечивает высокую эксплуатационную готовность, ремонтопригодность и возможность модернизации.

Для организации системы гарантированного и бесперебойного электроснабжения (СГБЭ) средней мощностью до 1000кВА с успехом используются классические решения. Их схема предполагает комплексное использование ИБП, аккумуляторных батарей (АКБ) и дизельного генератора (ДГУ).

Для электроснабжения крупных энергоемких объектов (таких, как ЦОД или объекты с высокотехнологичными производственными циклами), где имеется суммарная мощность потребления 1МВт и более, применяют дизельные динамические ИБП (ДДИБП), которые состоят из дизельного двигателя, кинетического модуля (маховика) и электрической машины (мотор-генератора). Мотор-генератор раскручивается внешним рабочим напряжением, поступающим из городской электросети, а с установленного с ним на одном валу генератора снимается нагрузочное напряжение, которое подается к потребителям. В случае отключения внешней электросети кратковременным источником энергии в ДДИБП служит кинетический модуль (маховик): при наличии напряжения во внешней сети он раскручивается, аккумулируя энергию, а при его пропадании начинает работать в качестве электрогенератора, отдавая накопленную энергию нагрузке. Времени торможения маховика ДДИБП достаточно для обработки на объекте большинства кратковременных сбоев сети без запуска комплектного резервного дизеля, который находится в «горячем» режиме работы (двигатель ДГУ прогрет, все топливные системы находятся во включенном состоянии). В случае длительного сбоя или отсутствия на объекте электроэнергии, происходит автоматический запуск комплектного резервного дизеля для безаварийного электроснабжения потребителей.

Системы бесперебойного и гарантированного электроснабжения – «Телепорт»

Данные системы обеспечивают качественное электропитание в условиях ухудшения качества или кратковременного пропадания основной сети за счет применения источников бесперебойного питания (ИБП). Для повышения отказоустойчивости в системах бесперебойного питания применяются различные системы резервирования (N, N+1, 2N, 2N+1).


Источник бесперебойного питания	ИБП Symmetra PX 80 kW компании АРС	Система бесперебойного питания Symmetra PX

В настоящее время широко используются ИБП (источники бесперебойного питания), работающие по принципу двойного (или on-line) преобразования. Принцип работы ИБП (источника бесперебойного питания) данного класса заключается в следующем: входное переменное напряжение преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем инвертором – обратно в переменное.

Даже при больших отклонениях входного напряжения ИБП (источник бесперебойного питания) продолжает питать нагрузку чистым синусоидальным стабилизированным напряжением (как правило, отклонения амплитуды выходного напряжения не превышают 5% устанавливаемого пользователем номинального значения даже при работе на нелинейную нагрузку).

Основная отличительная черта ИБП (источников бесперебойного питания) этого класса: инвертор включен последовательно с источником основного электроснабжения и находится всегда во включенном состоянии. При пропадании входного напряжения он переходит на питание от батарей. Благодаря используемой схеме такое понятие, как время переключения на резервное питание от батарей для ИБП данного класса, просто отсутствует.

Достоинства ИБП с двойным преобразованием: постоянная стабилизация напряжения и частоты, непрерывность фазы выходного напряжения в любых режимах, отсутствие влияния нагрузки на основную сеть, полная фильтрация импульсов и шумов основной сети, высокая информационная безопасность.

ИБП (источник бесперебойного питания) данного класса обеспечивают самую надежную защиту подключенного оборудования от неполадок в электросети, что компенсирует затраты на его приобретение и установку.

Диапазон мощностей устройств – от 350 ВА до нескольких сотен кВА.

Время автономной работы ИБП определяется емкостью применяемых аккумуляторных батарей и стандартно составляет не менее 5 минут.

Если на вашем предприятии или организации требуется спроектировать или реконструировать систему бесперебойного и гарантированного электроснабжения, то не раздумывайте, звоните по телефонам (4812) 61-08-29, 55-24-54 в проектно-монтажный отдел компании «Телепорт».

Системы гарантированного бесперебойного электроснабжения для вашего бизнеса.

Современный подход к организации бизнеса в любой сфере предъявляет строгие требования к качеству электропитания. Нарушение непрерывности многих технологических процессов влечёт за собой риск многомиллионных убытков.

Обслуживание современных информационных систем, ЦОД, банковских приложений, медицинских систем и оборудования, систем резервного копирования данных, систем облачного хранения, телекоммуникационных систем и оборудования, пожарной сигнализации, торговых предприятий, систем управления и мониторинга – таких областей очень много, и все они требуют высокой надежности и качества электроснабжения.

Источники бесперебойного питания (ИБП), дизель-генераторы, автоматы ввода резерва (АВР), щитовое оборудование, мониторинг промышленного оборудования, бензиновые электростанции, ИБП для критических приложений, сложные проекты систем гарантированного и автономного электроснабжения – это то, чем мы занимаемся более 20 лет. И это только то, чем мы и занимаемся. Мы – одна из первых в России инженерных компаний, которая занимается бесперебойным и гарантированным электропитанием. Первые UPS и дизельные электростанции, первые большие инженерные проекты – все это мы. Мы знаем как.

Важный вопрос – это, конечно, выбор решений для систем бесперебойного гарантированного электроснабжения. К преимуществам дизельных электростанций, например, можно отнести экономичность. Они используют относительно более дешевый вид топлива, надежны, устойчивы к перегрузкам, а также могут работать в круглосуточном режиме. Дизельные электростанции могут быть оснащены дополнительными топливными баками, что позволит осуществлять дозаправку еще реже. Чтобы автономная система энергоснабжения была эффективной и позволяла объекту полноценно функционировать при возникновении проблем в основной сети, необходимо правильно рассчитать совокупную мощность запитанных потребителей электроэнергии еще на стадии проекта.

Для выбора ИБП также необходимо сформулировать требования: что требуется от системы бесперебойного электропитания? Это может быть, например, просто поддержание работы в течение 1 – 2 минут нескольких офисных компьютеров, чтобы успеть закрыть все приложения и сохранить данные. Но это может быть и несколько часов работы сервера, работа которого не должна прерываться, и эту работу необходимо поддерживать длительное время, за которое может быть решена проблема с основным питанием. После того как будет подсчитана мощность всех устройств, которые планируется подключать к ИБП, будет определена требуемая продолжительность бесперебойной работы, нужно, обычно, ответить ещё на несколько важных вопросов, касающихся параметров самой электросети. Например, как часто отключают электричество, на какое время отключается электричество, каково входное напряжение в сети и есть ли у него провалы или скачки? Если такие есть, то какова величина этих отклонений, насколько критичны все приборы к форме сигнала? Вся эта информация необходима для правильного выбора ИБП.

На этой странице представлены решения, которые мы предлагаем для вертикальных рынков. Список все время обновляется. Сохраните эту страницу в закладках – это Ваш справочник по решениям для бесперебойного и гарантированного электропитания в самых разных областях.

Содержание:

Промышленные ИБП предназначены для использования на производственных, коммунальных и других объектах с повышенными требованиями к качеству и непрерывности электроснабжения. Промышленные и индустриальные ИБП. Системы гарантированного электроснабжения.

Источник бесперебойного питания является главным элементом инфраструктурной архитектуры дата-центра. ИБП и дизельные генераторы для ЦОД. Электроснабжение ЦОД.

Строительство: Гарантированное и автономное электроснабжение строительных участков. Дизельные электростанции.

Банковское дело: Гарантированное и автономное электроснабжение банка. Бесперебойное питание.

Медицина и здравоохранение: ИБП для медицины. ИБП для томографа. Бесперебойное и гарантированное электроснабжение медицинских учреждений.

Спортивные сооружения: ИБП для стадиона. Бесперебойное и гарантированное электроснабжение спортивных сооружений.

Нефтегазовая промышленность ИБП для нефтегазовой промышленности.

Что еще посмотреть:

– вы можете посмотреть некоторые из наших проектов ;

– найти полезные материалы от наших инженеров;

– посмотреть каталоги оборудования;

– посмотреть предлагаемые комплектные решения;

Бесперебойное питание потребителей переменного тока

28 августа 2021 г. 14:36

Имеется ряд потребителей переменного тока, питание которых должно осуществляться даже при аварии в сети. Принципиальная схема системы гарантированного электропитания, пригодной в тех случаях, когда потребители допускают перерыв в питании на время, необходимое для переключения, приведена на рис. 5.18

Описываемые системы, имеют схожий принцип работы и назначение с системами АВР.

В нормальном режиме напряжение сети подводится через замкнутые контакты переключателя S1 к потребителям, когда напряжение сети исчезает, реле времени КТ через свои контакты выключает катушку переключателя S1, последний отключается и с помощью вспомогательных контактов подключает через переключатель S3 инвертор И к аккумуляторной батарее и через контакты S2 напряжение с выхода инвертора к потребителям. Контакты переключателей S1 и S2 должны быть заблокированы. Реле времени КТ необходимо, чтобы исключить срабатывание S1, S2 и S3 при кратковременных снижениях напряжения сети. Чтобы при коротком замыкании в цепи нагрузки сработали предохранители, через которые питание подводится к потребителям, инвертор должен иметь достаточную перегрузочную способность. Номинальное входное напряжение инвертора, определяемое напряжением стандартных аккумуляторных батарей, в большинстве случаев равно 12В, 24 В, 36В, 48В. При этом инвертор должен быть рассчитан таким образом, чтобы он мог надежно работать как при почти разряженной (1.7 В на элемент для свинцовых аккумуляторов), так и при полностью заряженной (2,4 В на элемент) батарее.

Поскольку для большинства потребителей необходимо приблизительно неизменное питающее напряжение, в подобных системах должны использоваться регулируемые инверторы. При необходимости такие инверторы должны обеспечить стабильность выходного напряжения с точностью (±1…±2)% и максимальное отклонение частоты ±1% при указанных значениях напряжения питания и изменении нагрузки от 10 до 100% номинальной. Для получения синусоидального выходного напряжения с коэффициентом несинусоидальности 5% на выходе инвертора могут быть предусмотрены последовательный фильтр для основной гармоники и параллельные фильтры для высших гармоник — 3-, 5-, 7- и 9-й (для однофазного инвертора). Возникающие из-за коммутации тиристоров или транзисторов высокочастотные помехи снижаются до допустимого значения с помощью соответствующих фильтров.

На рис. 5.19 приведена структурная схема системы, обеспечивающей бесперебойное питание потребителей без провалов в кривой питающего напряжения во время переключения. В системе используются два параллельно включенных инвертора И1 и И2.

В нормальном режиме инверторы питаются от одного или двух выпрямителей В1 и В2, которые, кроме того, обеспечивают подзаряд аккумуляторных батарей АБ. Если напряжение сети исчезает, выпрямители отключаются и инверторы питаются от батарей. После восстановления напряжения сети оба инвертора опять питаются от выпрямителей и одновременно снова происходит зарядка аккумуляторных батарей. В таком режиме оба инвертора обеспечивают половину мощности нагрузки для повышения надежности, хотя каждый из них рассчитан на полную мощность. Если в одном из инверторов происходит авария, другой принимает на себя полную нагрузку. Если происходит авария в обоих инверторах или они оба должны быть отключены для профилактического осмотра или ремонта (что может происходить крайне редко), имеется возможность питания потребителей по обходной цепи в режиме байпас (baypass mode) через регулятор переменного напряжения PH и контакты контактора К. Для получения очень быстрых переключений контактор К и выключатели на выходе инверторов могут быть заменены на бесконтактные ключи, основанные на использовании встречно-параллельных тиристоров, или твердотельных реле.

Существует множество готовых промышленных решений для подобных задач. Например,

источник бесперебойного питания ИБП Исток ИДП-1-1/1-1-220-А (1 кВА)

а также еще один источник бесперебойного питания ИБП SKAT-UPS 1000 (1000 ВА).

Узнайте условия проведения наладки автоматики, отправив запрос на [email protected]

Примеры работ
Услуги
Контакты

Время выполнения запроса: 0,00659799575806 секунд.

Система бесперебойного питания. Терминология ИБП, ББП, БРП, ИВЭПР, РИП

Резервное (гарантированное) питание — это электропитание, при котором система или отдельный ее узел постоянно питаются от основного источника , а подключение резервного источника происходит лишь при пропадании напряжения в основной питающей цепи.

Бесперебойное питание — это электропитание, при котором источник одновременно выполняет функции и основного, и резервного. При пропадании напряжения в основной цепи источник бесперебойного питания автоматически переходит на резервное питание.
В общем случае, в технической литературе все источники с функцией резерва можно называть «источниками вторичного электропитания резервированные (ИВЭПР)». Для таких источников приняты так же названия: ББП (блок бесперебойного питания), БРП (блок резервированного питания) , РИП (резервированный источник питания), ИВП (источник вторичного питания). При этом термины «ИВЭПР», «РИП», «ИБП» чаще используют специалисты по построению ОПС, систем контроля доступа и систем безопасности. Термины «ББП», «БРП» обычно используются при построении систем связи, коммуникационных узлов, в системах домофонов и в системах оповещения. Источники бесперебойного питания для систем наблюдения CCTV обычно называются «ИБП», «ИВЭПР», «РИП». Автономные ИБП (источники бесперебойного питания), ИВЭПР ( источники вторичного электропитания резервированные), РИП (резервированные источники питания) как правило обеспечивают подачу электроэнергии на одно или несколько устройств или систем. Эти источники имеют как правило мощность до 500 Вт и обеспечивают необходимые выходные напряжения.

При построении системы бесперебойного питания объекта инженеры могут использовать принципа резервного и бесперебойного питания.

Основные преимущества ИБП, ИВЭПР компании «Бастион»

Для построения системы бесперебойного питания инженеры компании «Бастион» используют самые современные электронные технологии и надежную элементную базу для проектирования профессиональных источников питания.
Современные узлы импульсной схемотехники с высокой степенью интеграции обеспечивают за счёт быстродействия высокую надёжность и безопасность ИВЭПР в любых режимах работы.
Применение программируемого PIC — контроллера позволяет реализовать сложные алгоритмы контроля параметров, добиться высокой точности и стабильности выходных характеристик ИВЭПР.
Высокоэффективный преобразователь AC/DC, реализованный по топологии FLYBACK, обеспечивает надежное и качественное питание нагрузки в широком диапазоне сетевого напряжения.

Интеллектуальная система обслуживания АКБ производит мониторинг параметров батареи, оценивает её исправность. Применение передовых алгоритмов позволяет качественно провести заряд АКБ, предотвратить преждевременную порчу батареи. Многоступенчатая адаптивная система защиты выхода ИВЭПР позволяет надежно защитить прибор от долговременного аварийного замыкания выходных клемм и перегрузки.

Отличительные особенности ИБП, ИВЭПР компании «Бастион»

ИБП (ИВЭПР) обеспечивает непрерывное бесперебойное питание нагрузки постоянным стабилизированным напряжением при наличии напряжения в электрической сети, что является основой для построения эффективной системы бесперебойного питания объекта
ИБП (ИВЭПР) осуществляет оптимальный заряд аккумуляторной батареи АКБ источника бесперебойного питания при наличии напряжения питающей сети
Автоматический переход на резервное питание от встроенной аккумуляторной батареи АКБ осуществляется при отключении электрической сети
ИБП (ИВЭПР) осуществляет резервное питание нагрузки постоянным напряжением необходимых параметров
ИБП (ИВЭПР) обеспечивают сохранение номинальных параметров бесперебойного питания при изменении входного напряжения питания в широких пределах
ИБП (ИВЭПР) имеет защиту от переполюсовки клемм аккумуляторной батареи АКБ (самовосстанавливающийся предохранитель)
ИБП (ИВЭПР) сохраняет работоспособность при обрыве или коротком замыкании цепи аккумуляторной батареи АКБ (при наличии напряжения питающей сети)
ИБП (ИВЭПР) осуществляет автоматическую защиту от короткого замыкания или повышения выходного тока выше максимального значения, определенного параметрами прибора
ИБП (ИВЭПР) автоматически восстановливает работоспособность (номинальные параметры бесперебойного питания) после устранения причин повышения выходного тока выше максимального значения или короткого замыкания
ИБП (ИВЭПР) имеет световую индикацию, световую сигнализацию различных режимов источника бесперебойного питания
ИБП (ИВЭПР) имеет встроенную защиту аккумуляторной батареи АКБ источника бесперебойного питания при коротком замыкании в нагрузке
ИБП (ИВЭПР) реализует защиту аккумуляторной батареи АКБ источника бесперебойного питания от глубокого разряда
ИБП (ИВЭПР) имеет автоматическое формирование информационного сигнала неисправности при минимальном значении напряжения АКБ
ИБП (ИВЭПР) осуществляет автоматическое формирование и передачу во внешние цепи трех информационных сигналов в формате открытый коллектор («ОК»): об отсутствии выходного напряжения, об отсутствии напряжения сети и об отсутствии напряжения аккумуляторной батареи АКБ
ИБП (ИВЭПР) сохраняет работоспособность как при, так и после воздействия повышенной и(или) пониженной температуры окружающей среды, повышенной относительной влажности и повышенной синусоидальной вибрации

Отличительные особенности резервных источников питания компании «Бастион»

Резервные источники питания обеспечивают оптимальный заряд аккумуляторной батареи АКБ при наличии напряжении сети
Резервное питание нагрузки током до 20 А осуществляется по выходам «ВЫХОД 2» и до 10А по выходу «ВЫХОД 1»
Резервные источники питания реализуют контроль уровня напряжения на клеммах АКБ при отсутствии сети
Резервные источники питания имеют защиту аккумуляторной батареи АКБ от глубокого разряда с отключением нагрузки
Резервные источники питания осуществляют защиту клемм аккумуляторной батареи АКБ и выходов от короткого замыкания с помощью предохранителя аккумуляторной батареи АКБ при наличии подключенной аккумуляторной батареи АКБ
Резервные источники питания имеют лектронную защиту клемм аккумуляторной батареи АКБ и выходов от короткого замыкания при отсутствии аккумуляторной батареи АКБ с отключением зарядного устройства на несколько секунд и последующими циклическими попытками подключения и включением после устранения короткого замыкания и защиту от неправильного подключения (переполюсовки) клемм аккумуляторной батареи АКБ
Резервные источники питания имеют световую индикацию и световую сигнализацию различных режимов работы
Резервные источники питания имеют функцию «холодный запуск», обеспечивающую восстановление работоспособности устройства при подключении исправной и заряженной аккумуляторной батареи АКБ в отсутствии сетевого напряжения

Статья Елфимова А. И. «Импульсный или линейный: какой источник питания выбрать?»

Источник бесперебойного питания ИБП – производство и поставки, Москва

Параметр		Значение
Номинальное фазное напряжение питающей сети переменного тока		~220В
Допустимое отклонение (рабочий диапазон) напряжения питающей сети переменного тока		±15% (~187-253В)
Количество фаз питающей сети переменного тока		1 фаза + N					3 фазы + N
Номинальная частота питающей сети переменного тока		50Гц
Допустимое отклонение частоты питающей сети переменного тока		±5%
Номинальное напряжение питающей сети постоянного тока		=48В	=60В	=110В	=220В	=48В		=60В	=110В	=220В
Допустимое отклонение напряжения питающей сети постоянного тока		±15% от номинального
Допустимые пульсации входного напряжения питающей сети постоянного тока		≤1%
Номинальное выходное фазное напряжение переменного тока		~220В
Установившееся отклонение выходного напряжения		≤2%
Диапазон регулирования выходного напряжения		±5%
Форма выходного напряжения		Синусоида
Номинальная частота выходного напряжения		50Гц
Допустимое отклонение частоты выходного напряжения		≤0,5%
Коэффициент искажения синусоидальности кривой выходного напряжения при активной нагрузке		≤1,5%
Количество фаз выходного напряжения		1 фаза + N				3 фазы + N
Номинальная полная выходная мощность		5-15 кВА	5-25 кВА	7,5-60 кВА	10-160 кВА	5-20 кВА		5-30 кВА	7,5-80 кВА	10-200 кВА
Допустимая перегрузка		до 115% от номинальной мощности в течение 15 мин.; 115-125% от номинальной мощности в течение 10 мин.; 125-150% от номинальной мощности в течение 20 сек.
Коэффициент полезного действия		≥90%
Способ охлаждения		Принудительный
Контроллер		Устройство контроля и управления инверторной системой
Доступные опции		Контроль изоляции на шинах, обогрев шкафа, блок аварийного освещения, АВР с 2 входами и с 1 выходом, сигнализация положения коммутационных аппаратов, измерительные приборы, ОПН, естественное охлаждение шкафа, обмен данными МЭК 61850 (Ethernet), обмен данными МЭК 60870-5-104 (Ethernet), измерительный преобразователь 4-20 мА, обмен данными Modbus (RS485), освещение шкафа, блок питания 24В для АСУ ТП (960 Вт), сервисный байпас, статический байпас
Степень защиты корпуса шкафа по ГОСТ 14254		IP54
Сейсмостойкость корпуса шкафа по шкале MSK-64		6-9 баллов
Габарит шкафа (Ш×Г×В, мм)		600-1200×600-1000×2100
Условия окружающей среды	Рабочая температура	0…+40°C
Условия окружающей среды	Влажность	≤90% при 25°C

Система бесперебойного и гарантированного электроснабжения (СБГЭ)

Главная » Полезная информация » Прочие статьи » Система бесперебойного и гарантированного электроснабжения (СБГЭ)

Оборудование систем бесперебойного и гарантированного электропитания

В условиях нестабильного электроснабжения часто имеет смысл подстраховаться и оградить себя от неприятных сюрпризов, которые могут преподнести централизованные электросети.

Например, нередко можно наблюдать, как напряжение в сети падает или скачет. Нагляднее всего это можно заметить, обратив внимание на то, как светится обычная лампа накаливания – если она мерцает или горит вполнакала, значит, в вашей электросети возникла проблема. Недостаточный уровень напряжения или его перепады могут вызвать сбои в работе чувствительного оборудования, потерю компьютерных данных и другие неприятные последствия.

Также возможны резкие повышения напряжения, которые чаще всего вызваны короткими замыканиями или попаданием разряда молнии в провода или подстанцию. Несмотря на принимаемые меры по защите от грозы, такие случаи время от времени случаются и кроме сбоев в работе могут повлечь выход оборудования из строя.

Кроме перечисленных нарушений работы сети возможно и полное исчезновение напряжения – кратковременное или довольно долгое. В итоге парализуется производство, перестают работать различные системы – связи, охранные, обеспечения жизнедеятельности и прочие.

Поэтому в ряде случаев требуется принимать дополнительные меры и устанавливать оборудование, которое позволит свести к минимуму негативные последствия отказов централизованной электросети.

Различают два вида таких систем – системы бесперебойного электропитания и системы гарантированного электропитания. Ниже рассмотрим, чем они отличаются.

Различия систем бесперебойного и гарантированного электроснабжения

Система бесперебойного электроснабжения чаще всего подразумевает наличие источников бесперебойного питания (ИБП), которые при необходимости переключают запитанное от них оборудование на работу от аккумулятора. В штатном режиме работы электросети батареи ИБП заряжаются. Также ИБП оснащены сетевыми фильтрами, которые помогают отсекать высокочастотные помехи в электросети, перепады напряжения и прочее.

Такая мера эффективна, если у вас в сети наблюдаются кратковременные отключения или перепады напряжения – с такими неприятностями ИБП вполне эффективно справляются. Однако для того, чтобы поддерживать работу аппаратуры или оргтехники при длительном отключении, ресурсов бесперебойников недостаточно. Всё, что они смогут сделать в аварийной ситуации – дадут пользователям несколько минут на то, чтобы штатно выключить оргтехнику и сохранить необходимые данные.

Чтобы противостоять продолжительным отключениям электричества, требуются системы гарантированного электропитания, или сокращённо – СГЭ. Кроме источников бесперебойного питания подобная безопасная система предполагает наличие дизель-генераторной установки (сокращённо – ДГУ), выполняющей во время длительного отключения центральной электросети роль блока аварийного электроснабжения, и необходимого оборудования контроля и управления, которое даёт возможность ИБП и ДГУ взаимодействовать в комплексе.

Проектирование и установка бесперебойного питания оправданы в том случае, если часто наблюдаются выключения электричества, и на вашем объекте имеются потребители, для которых критичным считается бесперебойность и высокое качество электроснабжения.

При таких условиях убытки от сбоев в деятельности электросети могут оказаться столь значительными, что многократно превысят стоимость закупки и установки специального оборудования, также следует озаботиться установкой такой схемы подключения на стратегических объектах или же в том случае, когда отключение напряжения может повлечь человеческие жертвы.

Цель создания СГЭ и требования к ней

Итак, с целью создания на каком-либо объекте системы гарантированного электропитания всё ясно – такая система должна гарантировать стабильное высококачественное электроснабжение для ответственных потребителей энергии при некорректной работе централизованных электросетей. Результатом создания на объекте подобной системы является обеспечение нормальной работы оборудования при аварийной работе центрального электроснабжения.

При оснащении объекта системами гарантированного электропитания выделяют основные группы особо ответственных потребителей энергии, которые нуждаются в подсоединении к защищённой электросети.

Прежде всего, сюда относят сетевое оборудование, из которого состоит локальная компьютерная сеть – сервера, роутеры, персональные компьютеры и т.д. Также нуждается в безопасном подключении оборудование связи (в частности, АТС), системы обеспечения жизнедеятельности (вентиляция и системы кондиционирования), различное медицинское оборудование, от которого зависит здоровье и жизнь пациентов.

Охранные системы и системы безопасности (видеонаблюдение, охранная и пожарная сигнализация, система аварийного освещения и пожаротушения и прочие), тоже вполне оправдывают подключение к защищённой сети электропитания, так как последствия отказа таких систем могут быть довольно серьёзными.

Что касается требований, которые предъявляются к работе систем гарантированного электроснабжения, главными тут являются стабильное и бесперебойное электропитание всех запитанных от системы потребителей, максимальная защита от перепадов напряжения и высокая точность параметров выходного тока в плане соответствия существующим стандартам.

Также при проектировании и создании системы гарантированного электропитания важно учитывать удобство и эффективность пользования, для чего современные СГЭ имеют высокую степень автоматизации работы.

Так, необходимым условием для такой системы является оперативное реагирование на причуды электросети и автоматический перевод потребителей на работу от защищённой сети. При нормализации параметров центрального электроснабжения система также автоматически отключается.

Кроме того, важным является возможность удалённого администрирования системы в случае необходимости и наличия в ней средств информирования администратора о возникших проблемах.

Структура и принцип действия СГЭ

Поскольку каждый объект имеет свои особенности, конфигурация системы гарантированного электропитания в каждом случае разрабатывается под конкретные условия.

Однако, несмотря на то, что достаточно часто при разработке СГЭ приходится прибегать к нестандартным решениям, схематично такие системы обычно выглядят похожими.

Основными блоками системы, прежде всего, являются автономный источник энергии (обычно это дизель-генератор), один или несколько источников бесперебойного питания (ИБП), а также электропитающие установки постоянного тока. Также подобное безопасное и надёжное решение подразумевает использование средств контроля системы и её управления и специального программного обеспечения.

При нормальной работе централизованной сети питания дизель-генераторная установка пребывает в режиме ожидания, а электроснабжение подключенного оборудования производится через бесперебойники. Сами ИБП в этой ситуации также заряжают свои батареи, выполняя роль сетевого фильтра.

При возникновении в электрической сети сбоя контроллер системы запускает дизель-генератор, пока это происходит, работа подключенного оборудования осуществляется от ИБП. После того, как ДГУ вышла на заданные обороты, нагрузка переключается на неё, аккумуляторы ИБП при этом вновь подзаряжаются от дизеля.

После того, как проблемы работы централизованной электросети устранены, контроллер переключает оборудование с питания от ДГУ на внешнюю сеть. Во время этого процесса питание потребителей также производится от ИБП. Глушение дизельного двигателя установки тоже производится автоматически, после того, как оборудование перешло на штатное электропитание.

Время автономной работы потребителей от системы гарантированного электропитания зависит ресурса работы ДГУ (объём топлива в баке и его расход) и ёмкости батарей ИБП. Если ресурс топлива почти исчерпан, а централизованное электропитание не восстановилось, оператор должен принять решение о завершении работы потребителей или продолжать её до полного истощения ресурсов ДГУ и источника бесперебойного питания.

Рекомендации по выбору производителя оборудования

В заключение – несколько советов относительно того, чем следует руководствоваться при выборе производителя оборудования для оборудования системы аварийного электроснабжения.

Основными требованиями являются гарантированное электропитание, его высокое качество и надёжность работы поставляемого оборудования, а также соответствие его отечественным стандартам. Руководствуясь этим параметром, важно выбирать в качестве поставщика серьёзные компании, имеющие вес и авторитет на отечественном рынке силового оборудования.

Такие фирмы, к тому же, смогут гарантировать вам квалифицированную техническую поддержку и обслуживание поставляемой техники. Наконец, при поставке оборудования могут иметь значение и такие факторы, как оперативность поставки и приемлемые, экономически обоснованные цены на продукцию.

ОТКАЗОСТОЙКИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ – ОБЗОР

Оборудование, используемое в критических приложениях, должно содержать отказоустойчивый источник питания, чтобы гарантировать непрерывную и бесперебойную работу. Чем критичнее приложение, тем важнее бесперебойная работа. В этом документе основное внимание уделяется важности системного питания с устойчивостью к единичным или множественным сбоям, а также описываются различные архитектуры оборудования бесперебойного питания с резервированием и резервированием.Он предлагает разработчикам систем и специалистам по надежности ряд возможностей для практического решения этой задачи с минимальными затратами. Знание вариантов создания отказоустойчивых систем электропитания (FTPS) позволит снизить затраты, одновременно снизив сложность и повысив надежность. Наиболее важно осознавать тот факт, что твердотельные FTPS имеют ограничения, которые необходимо тщательно учитывать, чтобы избежать серьезных проблем совместимости при использовании с системой.

В документе обсуждаются ИБП переменного и постоянного тока, резервирование по схеме N + 1, концепция «горячей замены» и методы резервного копирования, что является аргументом в пользу ИБП постоянного тока.

Принято считать, что самые высокие нагрузки в любой электронной системе в основном связаны с ее источником питания. Именно здесь существует большая часть потерь мощности и, следовательно, наибольшая тепловая нагрузка. Входной сигнал, поступающий от электросети (или генератора), подвержен колебаниям, отключениям, переходным процессам и прерываниям. Силовые компоненты в источнике питания переключаются с высокой скоростью, проводя большой ток или подвергаясь воздействию высокого напряжения.Кроме того, скорость переключения постоянно увеличивается, чтобы уменьшить объем и вес. Это переключение приводит к кондуктивным и излучаемым шумам, которые экспоненциально возрастают с уровнем мощности и в результате часто загрязняют логические схемы и схемы управления с точки зрения стабильности и работы.

Все эти факторы делают источник питания любой электронной системы наиболее уязвимым к сбоям, что приводит к полному отказу системы. Поэтому это основная причина для разработки системы с функциями резервного копирования, которые обеспечивают бесперебойную подачу энергии, несмотря на один или несколько сбоев в электросети или в тракте обработки мощности.

Концепция отказоустойчивых систем питания

В конечном итоге FTPS – это источник питания (с входом или выходом постоянного или переменного тока), который обеспечивает бесперебойный выход (-ы) на оборудование (или функциональные цепи), несмотря на одно или несколько из следующих неблагоприятных событий:

Неисправность входного источника питания (электросети или генератора)
Отказ самого блока питания
Отказ батареи, используемой в качестве резервного источника энергии в резервном устройстве.

Критические системы, которые не могут терпеть отказ источника питания, существуют в каждом поле. В некоторых случаях сбой повлечет за собой отказ системы с возможной потерей данных, но в других случаях он может вызвать опасные нарушения, приводящие к гибели людей, аварии транспортного средства, потере ценного образца или потере защиты или способности атаковать. в военной обстановке. Ниже приведены примеры таких приложений:

По медицинскому делу

Аппарат анализатор крови
Операционное оборудование
Аппарат диализа
Больничная палата в целом

В ИТ подано

Дата-центры
Серверы
Персональные компьютеры

В Военном поле

Радиолокационные системы
Средства пожарной безопасности на корабле или подводной лодке
Системы навигации
Системы электронных детекторов
Системы связи

В телеком

Аппарат связи
Интернет-служба
Телефонная служба
Служба 911 и контакт со службами быстрого реагирования

В утилите

Аппаратура диспетчерской
Серверы
Каналы данных

В ядерных реакторах

Системы управления
Контрольно-измерительные приборы
Аварийные системы
После стихийного бедствия

Во всех этих случаях отказа функциональность системы питания нарушается, и в результате происходит сбой в работе главной системы.Установка резервного копирования влечет за собой дополнительные расходы и, следовательно, требует тщательного рассмотрения в контексте анализа рентабельности. В идеальном случае резервное копирование не требуется, поскольку потеря только причиняет неудобства. С другой стороны, никакая цена не может быть слишком высокой, когда рассматривается гибель людей или когда могут произойти большие денежные потери, например, если торговля внезапно останавливается на оживленной фондовой бирже. Теперь мы рассмотрим меры резервного копирования от самых простых до самых сложных в реализации. Более высокая сложность обычно означает более высокую стоимость.

Резервное копирование при потере энергоснабжения

Даже в развитых, хорошо развитых странах (с точки зрения инфраструктуры и технологий) энергосистема может время от времени выходить из строя. Это происходит из-за отказа оборудования, сильных погодных условий или стихийных бедствий. Нарушение может быть коротким (один цикл или меньше) или долгим (минуты, часы или дни). Подобные нарушения требуют наличия энергосистемы с хорошо продуманным планом действий в случае перебоев в подаче электроэнергии. Вот важные факторы:

Большинство электронных систем могут выдержать один цикл потери входной сети из-за энергии, хранящейся во внутренних конденсаторах в импульсном источнике питания, который управляет системой.Это называется возможностью «выдержки времени», и это означает, что в течение такого периода импульсный источник питания способен обеспечивать полную нагрузку и оставаться в режиме регулирования, несмотря на нарушение входного напряжения за один цикл.
Для прерываний продолжительностью более одного цикла требуется дополнительная накопленная энергия. Здесь обычное решение, используемое повсеместно, – это установка автономного резервного устройства между розеткой электросети и системой, для которой выполняется резервное копирование. Это устройство, обычно называемое ИБП (источник бесперебойного питания), содержит аккумуляторную батарею, размер которой рассчитан на продолжительность желаемого резервного питания с учетом величины нагрузки.
Большинство систем ИБП с резервным аккумулятором не рассчитаны на перерывы в работе более 15 минут. Однако некоторые из них могут обеспечивать бесперебойную работу до 24 часов. После катастрофы цунами на Фукусиме от атомных электростанций потребовалось обеспечить круглосуточное резервное копирование некоторого критически важного оборудования в качестве периода аварийного выживания. Такую резервную копию все еще можно сделать с помощью аккумуляторной батареи, хранящейся в большом шкафу. Однако в случае больницы, диспетчерской вышки аэропорта, радиолокационной станции или центра обработки данных нецелесообразно реализовывать резервное питание только от батареи.Здесь может использоваться гибридная система с краткосрочным резервным питанием от батареи и долгосрочным резервным питанием от генератора. Нагрузка работает от ИБП высокой мощности, который обеспечивает резервное копирование в течение нескольких минут, в то время как генератор автоматически включается при отключении электросети. После запуска генератора нагрузка переключается на него автоматически, а затем обратно на ИБП и, в конечном итоге, на сеть. Все эти передачи могут выполняться туда и обратно с помощью переключателей SST (Solid State Transfer), которые обеспечивают плавный переход без прерывания или меньше, чем в худшем случае длительности цикла.
Для обеспечения плавного переключения ИБП должен адаптироваться к электросети или генератору путем синхронизации с ними по частоте и фазе. В военных системах, которые работают на генераторе и не связаны с коммерческими энергосистемами, используется твердотельный ИБП для обеспечения до 15 минут резервного питания, пока генератор заправляется. Как только генератор снова заработает, нагрузка переключается на него, и ИБП работает без нагрузки до следующего события отказа генератора или дозаправки.

Ключевым элементом конструкции любого ИБП, включая самый дешевый резервный ИБП, предназначенный для персональных компьютеров, являются следующие важные особенности:

ИБП регулирует напряжение в сети и подает на нагрузку напряжение без скачков, переходных процессов и колебаний. Это особенно важно в таких странах, как Индия, где колебания напряжения в электросети являются частыми и значительными. Номинальное напряжение 230 В 50 Гц в некоторых странах падает ниже 80 В и может достигать 300 В в качестве верхнего предела.ИБП подает на нагрузку хорошо защищенные (от молнии или переходных процессов в электросети) и регулируемые напряжение и частоту. Это само по себе имеет большое значение для любой электронной системы в дополнение к функции резервного копирования.
ИБП сообщает нагрузке об отключении электросети и о ее восстановлении. Во время работы от аккумулятора он сообщает о состоянии заряда аккумулятора, чтобы пользователь мог оценить оставшееся время работы от аккумулятора. Эта отчетность осуществляется через RS232, RS485, http, SNMP, CANBUS или некоторые другие протоколы, которые система запрограммирована на принятие.SNMP используется для большинства защищенных военных систем или вне досягаемости Интернета. ИБП подает сигнал на нагрузку, чтобы предупредить ее о том, что она собирается выключиться в заданное время. Это сделано для того, чтобы система могла вовремя выключиться. Эта функция связи имеет большое значение для пользователей, и если она осуществляется через Интернет, она позволяет удаленно контролировать ИБП в любое время. Кроме того, ИБП может отправлять данные встроенного теста (BIT) о своих рабочих условиях, тем самым предупреждая пользователя или центр обслуживания о предстоящих сбоях, таких как отказ вентилятора, чрезмерное повышение температуры или некоторая потеря функциональности.

ИБП – опора для резервного копирования при сбоях энергоснабжения

Автономный ИБП

На рис. (1) показан автономный блок ИБП, расположенный между электросетью переменного тока и системой, которая требует бесперебойного питания, как правило, в течение ограниченного времени от нескольких секунд до 24 часов.

Фиг. (1)

Автономный ИБП, вставленный между электросетью и системой.

Основным преимуществом такого ИБП является то, что это автономный блок, который может быть добавлен в любое время между электросетью и системой.Таким образом, он может быть дополнительным дополнением к существующей системе. Производитель системы может оставить решение о резервном копировании системы за его счет конечному пользователю. При использовании ИБП, если выбран тип, известный как ИБП ON-LINE (в отличие от «резервного» ИБП), переключение от электросети к внутренней батарее происходит мгновенно и без проблем. Часто система фактически работает от обработанной и кондиционированной мощности, а не напрямую от электросети. Это дает дополнительное преимущество: стабильный, чистый, стабилизированный и свободный от переходных процессов входной сигнал, подаваемый ИБП в систему.Это повышает производительность системы и защищает ее от колебаний электросети.

Типы ИБП – Система, которая может выдержать один цикл отказа электросети, может использовать «Резервный ИБП», который меньше и дешевле. С таким типом ИБП система фактически работает от электросети, пока электросеть существует, и переводится в резервный режим только при выходе из строя электросети. При наличии электросети ИБП работает на 100%. Передача должна выполняться обычно реле за один цикл i.е. 16 мс для системы 60 Гц или 20 мс для системы 50 Гц. Резервные ИБП недорогие и небольшие по размеру. Они обычно используются потребителями для резервного копирования своих персональных компьютеров. При этом некоторые резервные ИБП содержат условную схему, защиту от переходных процессов и фильтры электромагнитных помех. Большинство, если не все, могут предоставить пользователю полезную информацию о состоянии батареи. Все резервные ИБП подают звуковой сигнал о сбое электросети и о работе нагрузки от батареи.

Фиг. (2)

Резервный ИБП переменного тока.Это наиболее распространенный ИБП малой мощности, используемый потребителями для резервного копирования персональных компьютеров.

ИБП

ON-LINE – это обычный тип, используемый для критических приложений, поскольку передача, предлагаемая этим типом, является бесшовной и обеспечивает постоянную подачу согласованного питания в систему. В онлайн-ИБП напряжение сети сначала преобразуется в постоянный ток, а затем синтезируется обратно в синусоидальную волну. Батареи в таком ИБП должно быть достаточно для поддержки полной нагрузки в течение желаемого времени поддержки от нескольких секунд до нескольких часов.Кондиционирование сетевого питания, включение фильтра электромагнитных помех и плавное переключение делают ИБП ON-LINE выбором для высокопроизводительных критически важных систем миссий и военных систем. ИБП ON-LINE может иметь мощность от 500 Вт для небольшой системы до более мегаватт для центра обработки данных. На рис. (2) показаны стандартные блоки типичного ИБП.

Фиг. (3)

Строительные блоки AC UPS

Фиг. (4)

Один ИБП переменного тока с резервным питанием, которое действует в случае сбоя.

Nova Electric – Сверхлегкий ИБП мощностью 3 кВт для монтажа в стойку с выдвижной батареей

ИБП, полностью отвечающий требованиям MIL-STD-461, MIL-STD-1399 и MIL-STD-810

Nova Electric – Юпитер серии

ИБП от 10 до 450 кВт с байпасным источником и SST

Используется в радиолокационных системах и военно-морских кораблях

Что следует помнить – важно помнить следующее при рассмотрении вопроса об использовании ИБП для резервного копирования системы от потери электросети.

ИБП – это электронное устройство, а не генератор, поэтому его следует тщательно подбирать в соответствии с типом нагрузки, которую ему представляет система.Если в системе присутствует нелинейная нагрузка, такая как источник питания без коррекции коэффициента мощности (PFC), ИБП должен подавать сильноточные импульсы и, следовательно, должен быть рассчитан на более высокую мощность. Хорошее практическое правило – удвоить номинальную мощность по сравнению с нагрузкой с правильным коэффициентом мощности. То же самое относится к лазерным принтерам, которые потребляют ток большими импульсами. Двигатели также имеют очень высокий пусковой ток.
Большинство электронных систем содержат импульсные блоки питания с конденсаторами накопления энергии.Когда такие системы включены, будет сильный импульс пускового тока. Пусковой ток включения 3-10 раз. Это заставит ИБП определить ненормальное состояние нагрузки или даже интерпретировать его как короткое замыкание. ИБП немедленно отреагирует отключением. Этот высокий импульс пускового тока при включении необходимо учитывать при выборе или номинальном значении ИБП. В противном случае выход ИБП будет отключаться каждый раз при включении системы. Хорошее практическое правило – оценить мощность ИБП, в три раза превышающую мощность полной нагрузки системы.
Системы, содержащие двигатели, компрессор или любое устройство для кондиционирования воздуха в целом, будут потреблять в 5 раз больше входного тока при запуске двигателя или срабатывании компрессора во время цикла. Как показывает практика, ИБП должен иметь номинальную нагрузку в пять-десять раз больше нормальной.
Некоторые нагрузки, такие как двигатели, при резком запуске и останове отправляют энергию обратно на источник ввода. Это может быть очень значительная энергия (известная как обратная ЭДС), которая может вызвать мгновенный отказ ИБП, если не существует средств для ее поглощения.Обычный отказ ИБП – это выход из строя его выходного каскада из-за чрезмерного повышения напряжения, вызванного резервным питанием. Поэтому не рекомендуется использовать электронный ИБП при наличии противо-ЭДС. Для ИБП постоянного тока это проще, поскольку большая батарея конденсаторов (сделанная, например, из суперконденсаторов) может поглощать обратную ЭДС до безопасного уровня. В электромобилях обратная ЭДС при замедлении или остановке автомобиля используется для зарядки аккумулятора. Таким образом, он находит хорошее применение. Иначе обстоит дело с UPS.

В заключение хочу сказать, что автономный ИБП (переменного или постоянного тока) предлагает ограниченную по времени замену электросети, когда сетевое питание падает или падает ниже уровня отключения.Успешное использование ИБП зависит от учета статических и динамических профилей нагрузки. Нелинейные характеристики нагрузки, высокий пусковой ток при включении и нагрузки двигателя или компрессора требуют гораздо более высокой номинальной мощности для ИБП. Непонимание этих факторов, связанных с нагрузкой, приведет к развертыванию ИБП, который не подходит для работы с данной системой.

ИБП постоянного тока проверено

ИБП постоянного тока, как и его аналог переменного тока, сохраняет входное напряжение в системе неизменным при выходе из строя источника входного сигнала.Резервное копирование носит временный характер и зависит от внутренней или внешней батареи, используемой в качестве альтернативного источника энергии. Обычно резервное время составляет 5-15 минут, но в случае диспетчерской электроснабжения или ядерного реактора оно может составлять 24 часа.

Если система питается от 24 В (общее для автомобильных приложений), 48 В (общее для телекоммуникационных систем) или 120 В (общее для диспетчерской), ИБП постоянного тока, содержащий внутренние или внешние (или обе) батареи, может обеспечить необходимое резервное копирование в эффективной и намного более простой схеме, чем ИБП переменного тока.

Technology Dynamics Inc. – ИБП постоянного тока с резервированием

Основными строительными блоками ИБП постоянного тока являются резервная батарея, зарядное устройство, входная чувствительная цепь и механизм отключения от батареи при достижении нижнего порога. Это простые строительные блоки, которые способствуют созданию простой, более надежной и недорогой системы резервного копирования. Основные характеристики ИБП постоянного тока:

Простота, проявляющаяся в более высокой надежности и меньшей стоимости.
Низкая чувствительность к нагрузкам, которые имеют большой ток включения или периодические сильноточные импульсы.
Нет проблем с нелинейными нагрузками. Нет проблем с реактивными нагрузками.
Высокая эффективность работы
Легко справиться с обратной ЭДС с помощью простой конденсаторной батареи (с использованием электролитических конденсаторов или суперконденсаторов) на выходе.

Имейте в виду, однако, что ИБП постоянного тока предназначены для резервного копирования систем, которые работают от входа постоянного тока и большей части входов 12, 24, 48 или 120 В постоянного тока.Однако подавляющее большинство электронных систем принимает переменный, а не постоянный ток.

Отказоустойчивость за счет резервирования

Резервирование – это конфигурация, в которой энергосистема построена по принципу (N + 1). Это означает, что несколько (минимум два) источника питания должны использоваться параллельно для управления нагрузкой таким образом, чтобы отказ одного источника питания не уменьшал полную номинальную мощность, чтобы гарантировать полную функциональность. Например, если для нагрузки (которая может быть электронной системой) требуется источник питания мощностью 2 кВт, это может быть выполнено двумя источниками питания мощностью 2 кВт каждый или 3 источниками питания мощностью 1 кВт каждый или 5 источниками питания мощностью 500 Вт каждый.При выходе из строя одного источника питания останется 2 кВт, необходимые для полной функциональности системы.

Technology Dynamics Inc. – 6 модулей (5 + 1) Резервный источник питания

Technology Dynamics Inc. – Резервный военный корабельный выпрямитель с внешней батареей для резервного питания

Резервирование аккумулятора

ИБП переменного или постоянного тока используется, как мы видели, для резервного питания электросети или генератора. Но что произойдет, если сам ИБП выйдет из строя из-за отказа компонента или батареи.Такая ситуация может произойти, и самым быстрым решением будет подключение еще одного ИБП с резервированием. Для этого также потребуется переключатель (полупроводниковый или электромеханический) для переключения нагрузки с вышедшего из строя ИБП на резервный. Обратной стороной этой схемы является удвоение стоимости системы резервного копирования, но это может не иметь значения, если стоимость отказа и, следовательно, отсутствия резервного копирования значительно выше. Однако положительным моментом является то, что второй ИБП может заряжаться по окончании емкости батареи первого и, следовательно, удваивать время поддержки.

Фиг. (5)

Система питания постоянного тока с резервированием (N + 1).

Фиг. (6)

Система с резервированием ИБП

переменного тока с твердотельным переключателем.

Следует рассмотреть и другие концепции:

Наиболее желательно, чтобы ИБП ON-LINE мог переключать нагрузку на входную сеть, если он выходит из строя или его батарея выходит из строя. Такая функция позволяет пользователю заменять ИБП или батарею, пока нагрузка питается от электросети. В этом сценарии ИБП, вышедший из строя, должен быть спроектирован так, чтобы автоматически переключаться на сеть и уведомлять пользователя через связь (RS232, RS485, CANBUS, SNMP, http) о том, что произошел сбой и существует высокий риск из-за отсутствия резервного копирования. утилита не работает.
В сверхкритических ситуациях (таких как система безопасности банка или система обнаружения приближающихся ракет) жизнеспособность батареи должна постоянно проверяться и проверяться. Системы резервного копирования устанавливаются с высокими ожиданиями, но сама по себе батарея имеет ограниченный срок службы и может подвергаться износу в течение длительного времени, особенно если она расположена в месте с повышенной температурой окружающей среды, поскольку срок службы батареи экспоненциально сокращается из-за ее температуры.

В таких приложениях требуется проверка общей жизнеспособности батареи или, в частности, ее состояния заряда (SOC).Тем не менее, измерение SOC свинцово-кислотных аккумуляторов довольно сложно, поэтому большинство разработчиков предпочитают измерять напряжение аккумулятора под нагрузкой, чтобы определить, сохраняет ли аккумулятор хорошую емкость. Nova Electric разработала схему, которая нагружает батарею на 100 мс, в течение которой измеряется и записывается напряжение батареи.

Тест повторяется с заданными интервалами от одного раза в 10 секунд до одного раза в день или неделю. Затем показания сравниваются с эталонной батареей или критериями производителя, чтобы определить, следует ли заменить батарею.

Резервирование батареи внутри самого ИБП может устранить основные функции из-за износа батареи.

Заключение

Критически важные приложения, такие как военные, медицинские, банки и лаборатории, не могут терпеть перебои в работе из-за сбоя в электросети или энергосистеме. Поэтому используются отказоустойчивые системы питания. К таким системам, которые перекрывают отказ электросети, относятся ИБП переменного или постоянного тока, которые содержат батареи в качестве резервного источника энергии.Чтобы гарантировать бесперебойную работу, несмотря на отказ источника питания, используются резервные системы питания, подключенные в конфигурации (n + 1). Долгосрочное резервное копирование при сбоях электросети: разверните ИБП и генератор в гибридной энергосистеме.

Sorensen XG Программируемый блок питания постоянного тока мощностью 1500 Вт

XG 1500
XG 1500 – это ведущий в отрасли программируемый источник питания постоянного тока, предназначенный для испытаний, производства, лабораторий, OEM и приложения для обеспечения качества. XG 1500 – это программируемый блок питания 1U мощностью 1500 Вт с режимы постоянного напряжения и постоянного тока, автоматическое переключение и многочисленные функции, обеспечивающие рентабельность, легкая интеграция.

Особенности и преимущества
Простая интеграция
XG 1500 имеет множество сигналов управления и индикации, таких как отключение, индикация режима постоянного напряжения (CV) и постоянного тока (CC), OVP, OCP, OTP и т. Д. Кроме того, можно произвольно выбирать логические высокие или низкие значения. Таким образом, XG 1500 может заменять существующие блоки питания с минимальными требованиями к проектированию системы или вовсе без них.

Свободный выбор аналогового диапазона управления
Большинство источников питания постоянного тока обеспечивают аналоговый диапазон управления от 0 до 5 или от 0 до 10 В для управления выходным постоянным током от нуля до полного выходного диапазона постоянного тока.В XG 1500 диапазон аналогового управления можно свободно выбирать, начиная с 0 В и заканчивая верхним диапазоном от 2 В до 10 В. Другими словами, диапазон аналогового интерфейса программирования можно свободно регулировать.

Вспомогательные выходные каналы постоянного тока с управлением
Во многих системах ATE один или несколько маломощных источников постоянного напряжения необходимы для обеспечения электропитания любой периферии в шкафу ATE. Для этой цели XG 1500 имеет два стандартных дополнительных канала вывода постоянного тока.Оба вспомогательных канала питания управляются непосредственно с передней панели или с помощью команд SCPI. С помощью этих каналов можно управлять реле отключения выхода или переключения полярности без необходимости использования сложной релейной платы с компьютерным управлением.

Сигналы постоянного тока через внутреннюю последовательность
Чтобы обеспечить чрезвычайно быстрое программирование, последовательности могут быть запрограммированы и сохранены в памяти с использованием стандартных команд SCPI через USB, RS-232/485, LXI или GPIB.

Регулируемая скорость вентилятора
Новаторский подход XG 1500 к скорости вращения вентилятора определяется температурой внутреннего радиатора. Это позволяет вентиляторам приспосабливаться к постоянной оптимальной скорости, когда выходной сигнал источника является импульсным. Это также снижает уровень шума и увеличивает срок службы вентилятора.

Энергосберегающий режим ожидания
Когда XG 1500 находится в состоянии ожидания, источник питания может перейти в «спящий режим», как монитор компьютера. Это позволит пользователю сэкономить электроэнергию и минимизировать лабораторный шум.Поскольку XG 1500, оставленный в спящем режиме, все еще «включен», у пользователя будет более быстрый доступ к включенному выходу.

Ключевые режимы
Режим автоматического запуска вывода (автоматический перезапуск)
В режиме автоматического запуска устанавливается состояние выхода источника питания после восстановления после полного цикла питания (все светодиоды на передней панели не горят) или после восстановления после сбоя или перезагрузки ПК. Если для режима автоматического запуска установлено значение «Вкл.», Выходной сигнал источника питания вернется к своему предыдущему значению.Кроме того, после потери любого дистанционного цифрового управления блок XG останется активным в своей последней запрограммированной настройке и не прервет какой-либо процесс тестирования.

Вспомогательный режим автозапуска
Режим дополнительного автоматического запуска определяет состояние дополнительного выхода после полного цикла питания (все светодиоды на передней панели не горят). Если для режима автоматического запуска вспомогательного оборудования установлено значение «Вкл.», Дополнительный выход будет активирован после того, как источник питания снова будет включен.

Режим складывания
Режим Foldback используется для отключения вывода при переходе между рабочими режимами.Источник питания отключит / отключит выход и заблокируется в режиме возврата после заданной задержки, если источник питания перейдет в режим CV или в режим CC, в зависимости от настроек режима возврата. Эта функция особенно полезна для защиты нагрузок, чувствительных к току или напряжению. Foldback можно настроить для срабатывания переключателя при переходе из режима CV в режим CC или из режима CC в режим CV.

Система электроснабжения – обзор

3.1 Обеспечение мощности и резерва энергии

Каждая система электроснабжения должна обеспечивать определенную мощность, чтобы удовлетворить спрос на электроэнергию с достаточным запасом прочности.Эта мощность состоит из фактически потребляемой мощности, включая непредсказуемую часть, и из резерва мощности, доступного при выходе из строя генерирующих агрегатов. Этот запас мощности должен составлять около 15% от максимальной потребляемой мощности, но не должен быть меньше, чем у самого большого генерирующего агрегата в конкретной системе электроснабжения. ² Возможная дополнительная потребляемая мощность в случае сбоя обеспечивается энергокомпаниями, подключенными к сети UCPTE. Эти компании взяли на себя обязательство оказывать взаимопомощь.Мощность всех соединенных между собой машин, активируемых первичной системой управления в первый момент (резерв в секундах), должна быть как можно быстрее заменена собственной резервной мощностью (запас в минутах). Аккумуляторные установки могут быть переведены из состояния покоя в режим генерации за 50 секунд. Еще через 30 секунд можно подавать полную мощность. Это соответствует скорости изменения нагрузки примерно 33 МВт / сек, которая была реализована на самой последней гидроаккумулирующей станции в Федеративной Республике Германии, гидроаккумулирующей станции Wehr на заводе в Хотценвальде компании Schluchseewerk AG с мощностью 1000- Генерирующая мощность МВт (4 машины).Продолжительность подачи электроэнергии от гидроаккумулирующих станций зависит от имеющегося объема хранилища и полезного объема воды. Продолжительность может быть увеличена в определенных пределах в зависимости от типа гидроаккумулирующей станции до момента ввода в эксплуатацию или мобилизации холодных тепловых электростанций. В качестве альтернативы в распоряжении сети есть только тепловые электростанции, работающие на частичной нагрузке с меньшим КПД, или дорогостоящие газотурбинные установки с их проблематичными и все еще слишком медленными характеристиками холодного пуска.При отказе агрегата, требующем более длительного ремонта, в любом случае необходимо как можно быстрее заменить вышедшие из строя тепловые агрегаты, чтобы максимально сохранить ценный резерв хранилища. Для экономии капитальных вложений возможно совместное гарантированное контрактом резервное обеспечение нескольких партнеров в резервном пуле. Однако риск отказа остается неизменным. Гидроаккумулирующие установки с резервуарами соответствующего размера могут быстро и просто подавать резервную мощность в течение нескольких минут или часов при условии, что условия сети позволяют это.

Сравнение экономических показателей гидроаккумулирующей установки, с одной стороны, и паровой электростанции с пиковым режимом работы, с другой, должно проводиться на основе покрытия конкурентоспособных затрат и с одинаковыми годовыми характеристиками нагрузки и одинаковой периодичностью. процедуры запуска и остановки. Это справедливо и тогда, когда резерв мощности установлен на нескольких ТЭС, работающих с частичной нагрузкой. Здесь также следует добавить относительно повышенную стоимость топлива при более низком уровне выработки энергии.

Если нет абсолютной необходимости в использовании всех экономических преимуществ, гидроаккумулирующую установку можно использовать исключительно как установку мгновенного резерва, готовую к запуску или работе с нулевой выходной мощностью. Но много примеров можно найти в Соединенных Штатах, но, вероятно, самый крупный пример гидроаккумулятора строится Центральным управлением по производству электроэнергии Dinorwic ⁴ только с двумя машинами (половина электростанции города). Более экономично использовать полезную емкость хранилища для компенсации нагрузки и резервирования в зависимости от спроса и требований.Достаточно простой и понятный метод определения требуемой максимальной суточной производительности для обеспечения гарантированной мощности – это сравнение годовой кривой нагрузки или продолжительности мощности гидроаккумулирующей установки с кривой продолжительности суточной выработки энергии, расположенной в соответствии с их характеристиками. магнитуды (см. рис. 1а и 1б). ⁵ Однако для этого необходимо знать годовую продолжительность нагрузки пиковой мощности конкретной гидроаккумулирующей станции. Это, в свою очередь, зависит от типа гидроаккумулирующей установки и также может быть рассчитано статистическими методами.Разница между доступной в данный момент мощностью P _avail и фактически используемой мощностью P равна доступной в данный момент резервной мощности

Рис. 1.

Pres = Pavail − P (кВт).

Интеграл резервной мощности по времени равен резервной энергии

Wres = ∫oTPres⋅dt CkWh

Этот интеграл идентичен дополнительной области, которая дополняет область энергии Вт мощности- кривая продолжительности (рис.1а) в форме прямоугольника. Те же соображения можно применить к кривой продолжительности суточной выработки энергии (рис. 1b). Ордината Вт ₁ представляет дневную выработку, Вт _{1 res} суточную резервную энергию, а сумма равна резервной энергии за год.

Суточный резерв энергии Вт _{1 res}, однако, может быть рассчитан только в том случае, если необходимая для хранения вода действительно была в наличии. В противном случае полная мощность не могла бы быть доступна в течение эффективного времени работы.Из равенства не только энергетической площади Вт , но и резервной энергетической площади Вт _res на обоих рисунках, рис. 1a и 1b, следует фундаментальному уравнению для требуемой суточной выработки энергии, обеспечивающей гарантированную мощность:

W1 max = Pm max⋅ToZ

Принимая во внимание гидроаккумулирующие установки, необходимо различать мощность, постоянно и непостоянно доступную, потому что переменного брутто-напора. Мощность, которая может быть достигнута с имеющимися турбинами при наименьшем общем напоре в течение определенного периода времени, может быть названа гарантированной мощностью P _c.Гарантированная мощность P _c, однако, может называться таковой только в том случае, если доступная мощность никогда не падает ниже этого значения во время работы из-за нехватки воды для хранения.

Гарантированный запас энергии – это резерв, который был уменьшен на величину временного запаса энергии

W’res = (Pm max-Pc) ⋅To.

Однако во взаимосвязанной системе временный запас энергии различных установок и типов установок также может рассматриваться в определенной степени как гарантированный резерв.

Принимая во внимание упомянутые отношения, должен применяться рабочий график, особенно для однодневных гидроаккумулирующих установок, таким образом, чтобы выходная мощность могла быть в пределах максимальной, соблюдая гарантированную дневную выработку энергии. Поскольку максимальная нагрузка может потребоваться снова на следующий день, резервуар должен быть снова заполнен в начале работы турбины.

Сохранение суточного резерва означает также, что его можно использовать для генерации в любое время, если в этом нет необходимости.Однако резервная энергия должна храниться в другом месте сети, если в этом нет необходимости.

Источник питания – обзор

4.1 Первичное питание

Хотя источник питания может означать трансформатор, аккумулятор или выпрямительный фильтр с или без схемы зарядки, которая преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC), сигнализация инженеры обычно применяют этот термин к компонентам как группе. В большинстве резервных источников питания в качестве вторичного источника питания используются аккумуляторные батареи.

Источник питания начинается с понижающего трансформатора, который преобразует его 240 В переменного тока в напряжение 12–18 В переменного тока, используемое в большинстве систем охранной сигнализации. Трансформатор – это устройство, использующее электромагнитную индукцию для передачи электрической энергии от одной цепи к другой, то есть без прямого соединения между ними. В своей простейшей форме трансформатор состоит из отдельных первичной и вторичной обмоток на общем сердечнике из ферромагнитного материала, такого как железо. Когда переменный ток протекает через первичную обмотку, результирующий магнитный поток в сердечнике индуцирует переменное напряжение на вторичной обмотке; индуцированное напряжение, вызывающее протекание тока во внешней цепи.В случае понижающего трансформатора вторичная сторона будет иметь меньшее количество обмоток. От этого трансформатора питание по двухпроводному кабелю поступает в схему выпрямителя и фильтра, где переменный ток преобразуется в постоянный. Цепь зарядки будет содержаться в блоке питания, так что резервная батарея может постоянно заряжаться, пока присутствует переменный ток.

Источник питания всегда должен быть регулируемым по напряжению и поддерживать фиксированное выходное напряжение в диапазоне нагрузок и зарядных токов.Компоненты микропроцессора, особенно интегральные схемы, предназначены для работы при определенных напряжениях и не особенно устойчивы к колебаниям. Низкое напряжение заставляет компоненты пытаться потреблять избыточную мощность, что еще больше снижает их допуск, в то время как более высокое напряжение может их разрушить. По этим причинам напряжение следует измерять на источнике и еще раз на входных клеммах точки оборудования.

Решающим фактором при выборе источника питания является определение нагрузки, которую он должен поддерживать.Первым делом необходимо установить, сколько мощности потребуют все энергопотребляющие устройства, подключенные к источнику питания. Затем рассчитывается промежуток времени, в течение которого резервный источник питания должен обеспечивать систему в случае потери основного питания.

Основным источником электроэнергии является подача электроэнергии в здание, которая будет поддерживать систему в течение большей части времени. Вторичный источник питания – это система поддержки в случае отказа основного источника питания, то есть батарей. Системы, которые нас интересуют, будут, как правило, питаться от трансформаторной / выпрямленной сети и перезаряжаемых вторичных ячеек через блок питания или источник бесперебойного питания (ИБП).Другие системы электропитания могут включать трансформатор / выпрямленный источник питания плюс неперезаряжаемые (первичные) элементы или только первичные элементы, но эти два типа менее широко используются. Отсюда следует, что сигнализация вторжения в значительной степени зависит от электросети, которая должна быть источником, который:

•: не будет легко отключен;
•: никогда не изолирован;
•: от непереключаемой ответвления с предохранителем;
•: без скачков напряжения или тока;
•: подается непосредственно на панель управления, а не через выключатель, вилку и розетку или удаленный ответвитель, который может выйти из строя или отключиться.

Трансформатор должен быть установлен в закрытом положении и вентилироваться, и его нельзя ставить на легковоспламеняющиеся поверхности. Трансформаторы находятся внутри самой панели управления или на конечной станции, если в системе используются независимые удаленные клавиатуры. В тех же пределах находятся выпрямитель и зарядное устройство. В системе будет либо зарядное устройство (BCU), либо ИБП.

ИБП обладает большей способностью подавлять помехи и скачки напряжения в электросети, и он, как правило, широко используется в компьютерных источниках питания с резервными системами.Основные требования к зарядному устройству:

•: оно может полностью зарядить все батареи в течение 24 часов, сохраняя при этом нагрузку на систему;
•: с внутренними предохранителями, как первичными, так и вторичными;
•: свободно плавающий и включает звуковые и видимые признаки неисправности.
•: включает триггер напряжения для активации удаленной сигнализации отказа;
•: предусмотрена тамперная защита крышки;
•: имеет защиту от короткого замыкания с заземленным минусом на вторичной обмотке постоянного тока.

Как указывалось ранее, ИБП имеет лучшую защиту от помех с усилением записи и мониторинга. Он также должен иметь безопасный изолирующий трансформатор и иметь указанную мощность плюс требования к перезарядке при любой комбинации номинального напряжения питания и частоты питания при температурах от –10 до 40 ° C.

ИБП дополнительно будет иметь полностью выпрямленный трансформатор с низкой тепловой мощностью, твердотельный регулятор напряжения, линейный регулятор тока и высокотемпературный выключатель с непрерывным мониторингом цепи аварийной сигнализации низкого напряжения.Сетевые фильтры подавления используются для устранения кратковременных скачков высокого напряжения. BS 4737 требует следующих ИБП:

•: , чтобы они имели достаточную мощность и скорость перезарядки, чтобы справиться с любой длительной сетевой изоляцией основного источника питания, связанной с работами, выполняемыми для пожарной безопасности, нормальной изоляцией или нормальной работой на электрические услуги;
•: , что они расположены там, где обслуживание может быть легко выполнено;
•: , чтобы была обеспечена достаточная вентиляция, чтобы предотвратить накопление газа на вентилируемой батарее, которое может вызвать повреждение или травму;
•: , чтобы они не подвергались воздействию коррозионных условий и чтобы элементы были полностью закреплены, чтобы предотвратить их падение или разливание;
•: , что на агрегатах должна быть указана дата установки.

Прежде чем рассматривать типы вторичного источника питания, используемые в зоне охранной сигнализации, учащийся может пожелать уделить некоторое внимание проверке сетевого питания и испытаниям, которые должны быть выполнены, чтобы подтвердить его приемлемость. Эти испытания варьируются от визуальных проверок повреждений кабеля до требований к электрическому контролю и рассматриваются в главе 8.

Преимущества систем бесперебойного питания

24 марта 2019 г.,

Немногие успешные предприятия могут нормально функционировать без электричества.Вы можете легко представить себе наихудшие сценарии и найти страшные истории из реальной жизни: бизнес идет вперед, и все в мире кажется нормальным, пока здание или объект не обесточится.

Перейти к разделам:

Гаснет свет, темнеют экраны компьютеров, машины останавливаются и производительность падает, и вы сразу же беспокоитесь о жизнях, травмах, безопасности и повреждениях. Вы также не хотите быть одним из американских предприятий, которые в совокупности теряют около 50 миллиардов долларов ежегодно из-за сбоев в электроснабжении.Эти факты подчеркивают необходимость надежного резервного копирования.

Новости отрасли от Уоррена Кэтра Право на ваш почтовый ящик

Любой сценарий простоя вызывает беспокойство и недоумение у сотрудников, а также стресс и напряжение у ответственной команды. Вместо того, чтобы работать эффективно, все собираются у окна, чтобы увидеть или обсудить причину, которая может быть одной из многих.

Распространенные причины потери мощности

Коммунальные предприятия регулярно резюмируют причины любых отключений электроэнергии в своих информационных бюллетенях или регулярных отчетах.Причины варьируются от всего, что указано в списке выше, до животных, превращающихся в трансформаторы и другие компоненты. Независимо от того, продлится ли отключение электроэнергии несколько секунд или несколько дней, бизнес-операции должны продолжаться. И им нужно делать это постоянно и последовательно.

Причины могут быть разными, но перебои в работе вызывают беспокойство о том, как проекты будут завершены вовремя и в рамках бюджета. Каждому предприятию и домашнему хозяйству необходимо освещение, отопление, оборудование и другие предметы первой необходимости для функционирования и, безусловно, для процветания.Без власти травмы, убытки, ущерб и сокращение доходов становятся нежелательной реальностью.

А теперь представьте другой сценарий, когда происходит перерыв в подаче электроэнергии. ИБП обеспечивает бесперебойную работу всего при кратковременном отключении. В случае длительного перерыва в работе у него остается достаточно времени для перехода на альтернативный источник питания. Представьте, что ваше здание продолжает гудеть, несмотря на обстоятельства, и люди внутри него ощущают спокойствие, а не хаос.

Что такое системы бесперебойного питания?

UPS – это источник бесперебойного питания. А с полной системой вы можете исключить «перебои в подаче электроэнергии» из своего списка забот. Технология продолжает совершенствоваться, поскольку важность поддержания питания основных систем и операций становится все более и более критичной.

Многие люди не осознают, насколько мир, управляемый данными, изменил общие потребности в электроэнергии, поскольку Интернет и большие данные в целом продолжают повышать спрос на более чистую и надежную электроэнергию.Скачки, скачки или провалы энергии вызывают колебания и нарушения, которые могут отрицательно повлиять на ваше оборудование и ваши данные, поэтому системы обеспечивают чистый, последовательный и непрерывный поток энергии, который защищает от этих эффектов.

Многие называют концепцию резервного питания «планом резервного питания», и ИБП играет большую роль в этом. ИБП может иметь однофазную или трехфазную конфигурацию и может питаться от набора батарей или маховика.

Вообще говоря, источником бесперебойного питания может быть что угодно, от маленького черного ящика, который стоит где-то рядом с вашим столом и защищает ваш персональный компьютер, до мегатонных, мегаваттных моделей, способных обеспечить энергией большой бизнес.

Система ИБП для различных целей:

Защита от перебоев в подаче электроэнергии
Обеспечивает адекватную мощность во время кратковременных перебоев и время простоя для перехода на резервное питание
Улучшите качество электроэнергии по мере ее поступления в ваше здание, офис и оборудование
Включите резервный источник на случай длительных отключений, например генераторы

Вы обычно найдете аккумуляторные системы в небольших операциях, таких как домашний компьютер или офис, а конфигурацию с маховиком в более крупных системах, используемых для питания крупных объектов.ИБП с маховиком может дополнять или заменять батареи и обеспечивать немедленную, непрерывную и достаточную мощность во время отключения или переключения на альтернативный источник питания.

Различные системы ИБП работают по-разному. Отдел науки и технической информации предоставляет подробную информацию о гармониках и электрических системах ИБП, как и компании, которые их продают и производят. ИБП обычно бывает одного из трех основных типов, а иногда и их комбинации.

Основные типы систем ИБП

Резервная система ИБП также может называться автономным или линейным ИБП. Обычно он имеет инвертор, аккумулятор, статический переключатель, фильтр нижних частот и ограничитель перенапряжения. Система остается в режиме ожидания, если не произойдет сбой основного питания.
Линейно-интерактивная система ИБП содержит аккумулятор и инвертор, которые всегда подключены к выходу, и в случае сбоя питания переключатель изменяет электрический поток.Непрерывное соединение обеспечивает превосходную фильтрацию.
Система ИБП с двойным преобразованием имеет резервную батарею, которая заряжается от входного переменного тока и питает выходной инвертор для бесперебойного переключения.

Более крупные системы обычно включают в себя распределительное устройство и силовые трансформаторы, чтобы обеспечить стабильное и надежное электроснабжение и гарантировать от нуля до нескольких секунд простоя в год. Объектам, работающим в критических условиях, требуется чистый, стабильный и стабильный источник питания.ИБП может действовать как фильтр для энергии, поступающей от источника электросети, и защищать от сбоев и других аномалий, возникающих из-за источника.

Везде, где у вас есть операции, которые невозможно остановить, есть тип ИБП, чтобы убедиться, что они этого не делают. Различают следующие типы:

Данные: ИБП для таких приложений, как серверная ферма или коммуникационный центр.
High Temp: Некоторым людям нужен ИБП, способный выдерживать температуру выше среднего.
Промышленные: Эти энергосистемы предназначены для использования в таких условиях, как производство и другие типы заводов и фабрик.
Медицина: Больницы и другие медицинские учреждения используют ИБП для обеспечения непрерывной работы критически важного оборудования, такого как системы жизнеобеспечения.
Военные: Системы сертифицированы на качество в соответствии с военными спецификациями.

Преимущества систем бесперебойного питания

Правительственный веб-сайт Energy Star указывает на сильные стороны эффективности ИБП.Он может защитить от скачков напряжения или других изменений, таких как искажение частоты или падения напряжения. Системы ИБП с рейтингом Energy Star могут помочь снизить общие потери энергии на 55%. Например, ИБП мощностью 1000 кВА, используемый в центре обработки данных, может сэкономить до 18 000 долларов в год на затратах на электроэнергию.

Преимущества использования системы бесперебойного питания

Непрерывность: Отсутствие простоев критически важного оборудования, такого как компьютеры на производственных линиях.
Согласованность: Электроника в ИБП сообщает ему, когда ему нужно работать, и включает альтернативное питание по мере необходимости, что устраняет сбои или скачки напряжения и дает время для безопасного отключения основных систем, если и когда это необходимо.
Защита: Защищает от всех странностей, связанных с электричеством, таких как скачки, скачки, провалы и отказы, потому что ИБП, по сути, обнаруживает эти вещи и переключается на переменное питание до того, как аномалии приведут к повреждению.
Фильтр: Линейно-интерактивный ИБП действует как своего рода фильтр, улучшая мощность, поступающую в ИБП, а затем регулируя его выходную мощность таким образом, чтобы внутренние системы получали чистое, стабильное питание без отклонений от нормы.

Хотя системы ИБП обеспечивают исключительную надежность и защиту и поддерживают работу критически важных систем, они требуют определенных инвестиций и подготовки. Самый маленький ИБП для домашнего офиса или компьютера может стоить несколько сотен долларов.

Преимущества перевешивают затраты

В зависимости от опций и функций, система ИБП для больницы, центра обработки данных или службы экстренной медицинской помощи, например, может стоить десятки тысяч долларов, но она начинает сразу же возвращать прибыль в качестве защиты.В долгосрочной перспективе эффективный ИБП окупится за несколько лет только за счет снижения затрат на электроэнергию. Это одно из многих преимуществ систем бесперебойного питания.
Будьте готовы заплатить электрику за что-либо большее, чем базовый монтаж самой маленькой системы. Любители и неопытные должны знать, что установка ИБП и его аксессуаров – это работа для профессионалов. Большинству систем ИБП требуется прохладное, сухое и непыльное место, и, если вы выбираете систему на батарейках, знайте, что срок службы батарей составляет около 5–10 лет и их необходимо утилизировать надлежащим образом в соответствии с экологическими стандартами.

Большинство систем ИБП потребляют электроэнергию для того, чтобы оставаться заряженными, поэтому некоторые люди удивляются, увидев первоначальный всплеск энергопотребления до того, как покажет себя долгосрочная эффективность.

Это лишь некоторые из отраслей, которые могут извлечь выгоду из систем ИБП:

Больницы и медицинские центры
Производители электроники
Дата и колл-центры
Банки
Телеканалы
Производственные предприятия
Телекоммуникационные и кабельные компании
Университеты
Коммунальные предприятия

Как работают системы бесперебойного питания?

Различные типы работают по-разному, но все они нацелены на накопление энергии, а затем ее подачу по мере необходимости.В мире, управляемом данными, даже кратковременный сбой питания может привести к потере данных, отключению систем, пропущенным изменениям, повреждению файлов и потере производства.

ИБП с маховиком или аккумулятором подключается к источнику питания, потребляет энергию, сохраняет энергию. Часто он также фильтрует и уточняет его. Три основных типа систем бесперебойного питания: резервный , интерактивная линия и онлайн .

Потребляемая мощность применительно к ИБП выражается в ВА или кВА.Лучший способ определить ваши потребности – это проконсультироваться со специалистом, но вы можете приблизительно рассчитать значение ВА или кВА, которое вам может понадобиться, используя общее потребление в ваттах и коэффициент мощности.

Например, настольный компьютер может иметь мощность 400 Вт с коэффициентом мощности 0,8. Вы разделите мощность на коэффициент мощности, чтобы получить ВА: 400 ÷ 0,8 = 500 ВА. Если мощность выражена в амперах, умножьте амперы на входное напряжение, чтобы получить ВА.

Лучший совет : При определении потребностей ИБП проконсультируйтесь со специалистом и помните, что крупномасштабные модели требуют сложных расчетов, чтобы убедиться, что каждый компонент подходит для приложения.

Стандартные функции ИБП

могут включать в себя ряд преимуществ, например следующие:

Небольшие электромагнитные помехи и акустический шум
Входной ток с пониженными искажениями (THD)
Регулируемая мощность
Кратковременный переход с обычного на резервное питание
Высокоэффективный и надежный

Большинство потребителей видят или покупают только меньшие типы систем ИБП, но многие из них существуют, которые достаточно велики, чтобы защитить и поддержать любой бизнес.

Системы ИБП с маховиком стали компактнее и чище

ИБП Caterpillar® с технологией маховика, доступный через Warren CAT, обеспечивает самую лучшую мощность и передовые технологии в системах ИБП. Они оснащены эксклюзивным устройством хранения кинетической энергии, которое работает как традиционный ИБП, но без батарей и требует гораздо меньше обслуживания и хлопот.

Полная линейка систем ИБП Cat® предлагает возможности в диапазоне от 150 кВА до 3,6 МВА. Они проведут установку через отключение или прерывание.В зависимости от модели и технологии они улучшат входящую мощность, чтобы она была настолько чистой, насколько это необходимо вашей системе. Системы ИБП Cat с маховиком обладают рядом преимуществ, в том числе безотказной технологией и бесконечным жизненным циклом.

Компоненты системы ИБП с маховиком

Входной контактор
Статический выключатель
Линейный провод
Предохранитель инвертора
Фильтр индуктора
Преобразователь коммунальных услуг
Преобразователь маховика
Система маховика
Байпасный и выходной контакторы

Опции включают шкафы со статическим байпасом, изоляцией MMU, подключением MMU, сервисным байпасом и двойным выходом.Отсек двигателя маховика не содержит постоянных магнитов и имеет магнитный подшипник, интегрированный в цепь возбуждения.

Преимущества системы ИБП с маховиком

Обеспечивает высокое качество продукции
Исключает батареи или уменьшает количество
Снижает затраты на техническое обслуживание, эксплуатацию и замену системы
Требуется меньше обслуживания
Требуется меньше места при размере примерно на 75% меньше, чем в системах с батарейным питанием
Снижает общие годовые затраты на электроэнергию на 4%
Обеспечивает отказоустойчивое резервное питание
Опция для работы при высоких температурах до 104 градусов по Фаренгейту
Не представляет опасности для сотрудников или окружающей среды
Обеспечивает простое расширение за счет модульной масштабируемой архитектуры

ИБП с маховиком учитывает как эффективность, так и защиту окружающей среды.Например, традиционный ИБП на батарейках мощностью, скажем, 300 кВА, будет занимать 40 квадратных футов, весить около 13 000 фунтов и потреблять около 52 269 БТЕ. Система Cat UPS 300 кВА будет занимать 14 квадратных футов, весить 4475 фунтов и потреблять около 25 300 БТЕ.

Одна из систем ИБП Cat – это высокопрочная модель, предназначенная для работы при температурах от -4 градусов по Фаренгейту и до 104 градусов по Фаренгейту. Вы можете разместить оборудование для мониторинга системы ИБП Cat в любом месте здания, с дополнительным оборудованием. Соединения Ethernet и различные варианты отображения на компьютере.

Изобретательность компании Caterpillar овладевает наукой об использовании кинетической энергии для обеспечения истинного бесперебойного электропитания. Когда напряжение падает, падает или прекращается, инерция позволяет ротору продолжать вращаться и создавать кинетическую энергию для преобразования в электричество. Маховик вращается с таким низким сопротивлением ( практически отсутствует, ), что потери на трение остаются очень низкими, что создает сверхэффективную среду.

Системы ИБП предлагают подтвержденную страховку

Деловые люди и потребители просматривают всевозможную информацию, чтобы принять обоснованное решение о том, какая страховка им действительно нужна.Затем они должны решить, где взять лучший и самый экономичный вид. Система бесперебойного питания обеспечивает практически безотказную защиту от сбоев и перебоев в подаче электроэнергии, поддерживая работоспособность важнейших систем и продуктивность бизнеса.

Найдите квалифицированного эксперта, который поможет вам изучить различные типы ИБП, а также выбрать тот, который лучше всего подходит для вашего бизнеса и приложений. ИБП Cat поставляется с дополнительными возможностями специализированных профессионалов, включая электриков, инженеров и техников, которые помогут вам.Они могут переводить на язык систем ИБП и их многих частей, включая генерацию электроэнергии, переключатели, распределительные панели и мобильные или постоянные альтернативные источники энергии, а также услуги или поддержку для всего вышеперечисленного.

Какой у вас запасной план? В некоторых случаях этот вопрос может вызвать беспокойство, горе или холодный пот. Вооружившись обширными знаниями, опытным партнером и подходящей системой ИБП, вы с уверенностью и гордостью ответите на этот запрос.

Чтобы узнать больше о системах питания и источниках бесперебойного питания, свяжитесь с Warren CAT прямо сейчас.

Источники бесперебойного питания (ИБП): часто задаваемые вопросы

ИБП, совместимый с генератором

Если у вас есть свободное место, подключение генератора к ИБП гарантирует, что ваша система резервного питания выдержит все мыслимые отключения. Когда ИБП и генератор устанавливаются вместе, роль ИБП заключается в поддержании мощности в течение от одной до пяти минут, т.е. столько времени требуется генератору для запуска.

Не все ИБП хорошо сочетаются с генератором. Ознакомьтесь с шестью соображениями по достижению гармонии между генератором и ИБП, чтобы узнать больше о выборе ИБП для вашего генератора.

Литий-ионный аккумулятор ИБП

Свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием (VRLA) уже давно являются отраслевым стандартом для батарей ИБП. Eaton теперь предлагает литий-ионные батареи в качестве альтернативы. Литий-ионные батареи имеют более длительный срок службы, меньшую занимаемую площадь и более быстрое время перезарядки по сравнению с батареями VRLA.В течение срока службы вашего ИБП ИБП с литий-ионной батареей значительно сэкономит на эксплуатационных расходах.

Узнайте больше о предложениях Eaton литий-ионных аккумуляторов.

ИБП с синусоидальной волной

Не вся мощность переменного тока (AC) создается одинаково, и любой, кто использует высокочувствительное медицинское или сетевое оборудование, знает это. Когда ИБП работает от резервной батареи, вырабатываемый им электрический ток имеет формы волны, которые являются либо чистыми синусоидальными волнами, либо модифицированными синусоидальными волнами.Большинство ИТ-оборудования может – и работает – бесперебойно на модифицированном синусоидальном токе. Для более чувствительного оборудования, такого как медицинские аппараты для визуализации, телекоммуникационные системы и критически важные серверы, ИБП с синусоидальной волной стоит вложенных средств, чтобы избежать повреждений и снижения эффективности в течение всего срока службы оборудования.

Масштабируемый модульный ИБП

Модульные ИБП

обеспечивают гибкость для расширения вашего ИБП по мере роста ваших потребностей в электроэнергии. В отличие от обычных ИБП, которые требуют от вас покупки дополнительных ИБП или более крупных моделей заранее, модульные системы ИБП позволяют платить по мере роста, поэтому ваша система защиты электропитания никогда не препятствует вашему росту.

ИБП с возможностью работы в сети

Если у вас есть децентрализованная архитектура защиты электропитания, вы знаете, как важно иметь ИБП с возможностями сетевого мониторинга и управления. Удаленный контроль всех ваших ИБП – это не только удобство. Это позволяет быстро решать проблемы, не тратя время на поездки с сайта на сайт.

Карты сетевого подключения

Eaton предназначены для использования в качестве дополнения к любому ИБП Eaton с возможностью подключения к сети.Добавление карты связи позволяет контролировать ИБП через веб-интерфейс или подключенное программное обеспечение.

Гигабитная сетевая карта

Eaton имеет расширенные функции кибербезопасности, включая более надежное шифрование, настраиваемую политику паролей и использование подписанных сертификатов CA и PKI в соответствии с UL 2900-2-2.

ИБП, соответствующий TAA

Для правительственных приложений, требующих продукции американского производства, Eaton предлагает линейку ИБП, соответствующих требованиям TAA. Однофазные и трехфазные ИБП, соответствующие требованиям TAA, доступны в широком диапазоне номинальных мощностей.

БАЗОВЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ – Электроника с длиной волны

Теория нерегулируемых источников питания

Поскольку нерегулируемые источники питания не имеют встроенных регуляторов напряжения, они обычно предназначены для выработки определенного напряжения при определенном максимальном выходном токе нагрузки. Обычно это блочные настенные зарядные устройства, которые превращают переменный ток в небольшую струйку постоянного тока и часто используются для питания таких устройств, как бытовая электроника. Они являются наиболее распространенными адаптерами питания и получили прозвище «настенная бородавка».

Выходное напряжение постоянного тока зависит от внутреннего понижающего трансформатора напряжения и должно быть максимально приближено к току, необходимому для нагрузки. Обычно выходное напряжение уменьшается по мере увеличения тока, подаваемого на нагрузку.

При нерегулируемом источнике питания постоянного тока выходное напряжение зависит от размера нагрузки. Обычно он состоит из выпрямителя и конденсатора сглаживания, но без регулятора для стабилизации напряжения. Он может иметь цепи безопасности и лучше всего подходит для приложений, не требующих точности.

Рисунок 4: Блок-схема – нерегулируемая линейная подача

Преимущества нерегулируемых источников питания в том, что они долговечны и могут стоить недорого. Однако их лучше всего использовать, когда точность не является требованием. Они имеют остаточную пульсацию, аналогичную показанной на рисунке 3.

ПРИМЕЧАНИЕ: Wavelength не рекомендует использовать нерегулируемые источники питания с какими-либо из наших продуктов.

Теория регулируемых источников питания

Стабилизированный источник питания постоянного тока – это, по сути, нерегулируемый источник питания с добавлением регулятора напряжения.Это позволяет напряжению оставаться стабильным независимо от величины тока, потребляемого нагрузкой, при условии, что предварительно определенные пределы не превышаются.

Рисунок 5: Блок-схема – Регулируемая поставка

В регулируемых источниках питания схема непрерывно производит выборку части выходного напряжения и регулирует систему, чтобы поддерживать выходное напряжение на требуемом уровне. Во многих случаях включается дополнительная схема для обеспечения ограничений по току или напряжению, фильтрации шума и регулировки выхода.

Линейный, переключаемый или аккумуляторный?

Существует три подгруппы регулируемых источников питания: линейные, переключаемые и аккумуляторные. Из трех основных конструкций регулируемых источников питания линейная – наименее сложная система, но коммутируемое и батарейное питание имеет свои преимущества.

Линейный источник питания
Линейный источник питания используется, когда наиболее важным является точное регулирование и устранение шума. Хотя они не являются наиболее эффективными источниками питания, они обеспечивают лучшую производительность.Название происходит от того факта, что они не используют переключатель для регулирования выходного напряжения.

Линейные источники питания доступны в течение многих лет, и их использование широко распространено и надежно. Они также относительно бесшумны и коммерчески доступны. Недостатком линейных источников питания является то, что они требуют более крупных компонентов, следовательно, они больше и рассеивают больше тепла, чем импульсные источники питания. По сравнению с импульсными источниками питания и батареями они также менее эффективны, иногда демонстрируя лишь 50% эффективности.

Импульсный источник питания
Импульсный источник питания (SMPS) сложнее сконструировать, но он отличается большей универсальностью по полярности и при правильной конструкции может иметь КПД 80% и более. Хотя в них больше компонентов, они меньше и дешевле, чем линейные источники питания.

Рисунок 6: Блок-схема – Регулируемое импульсное питание

Одно из преимуществ коммутируемого режима – меньшие потери на коммутаторе.Поскольку SMPS работают на более высоких частотах, они могут излучать шум и создавать помехи для других цепей. Необходимо принять меры по подавлению помех, такие как экранирование и соблюдение протоколов компоновки.

Преимущества импульсных источников питания заключаются в том, что они, как правило, небольшие и легкие, имеют широкий диапазон входного напряжения и более высокий диапазон выходного напряжения и намного более эффективны, чем линейные источники питания. Однако SMPS имеет сложную схему, может загрязнять сеть переменного тока, является более шумным и работает на высоких частотах, требующих уменьшения помех.

Аккумуляторный
Аккумуляторный источник питания – это третий тип источника питания, по сути, мобильный накопитель энергии. Питание от батарей производит незначительный шум, мешающий работе электроники, но теряет емкость и не обеспечивает постоянное напряжение по мере разряда батарей. В большинстве случаев, когда используются лазерные диоды, батареи являются наименее эффективным методом питания оборудования. Для большинства батарей трудно подобрать правильное напряжение для нагрузки. Использование аккумулятора, мощность которого может превышать внутреннюю рассеиваемую мощность драйвера или контроллера, может повредить ваше устройство.

Выбор источника питания

При выборе блока питания необходимо учитывать несколько требований.
Требования к мощности нагрузки или цепи, включая
Функции безопасности, такие как ограничения по напряжению и току для защиты нагрузки.
Физический размер и эффективность.