Гальваническая развязка в ибп что это

ИБП с гальванической развязкой

OnLine ИБП трёхфазный
Мощность 40 кВа / 36 кВт
Аккумуляторы внешние
3 фазы / фазы (380 В)
Гарантия от 12 месяцев и выше

OnLine ИБП трёхфазный
Мощность 30 кВа / 27 кВт
Аккумуляторы внешние
3 фазы / фазы (380 В)
Гарантия от 12 месяцев и выше

OnLine ИБП трёхфазный
Мощность 20 кВа / 18 кВт
Аккумуляторы внешние
3 фазы / фазы (380 В)
Гарантия от 12 месяцев и выше

OnLine ИБП трёхфазный
Мощность 10 кВа / 9 кВт
Аккумуляторы внешние
3 фазы / фазы (380 В)
Гарантия от 12 месяцев и выше

Различные сбои в электропитании нарушают производственный процесс. Повышение напряжения может существенно испортить промышленное оборудование, при пониженном напряжении порча оборудования встречается реже. Однако, неисправное изделие, производимое по средствам промышленного оборудования, в результате сбоя электропитания приводит к браку в материалах, сырья и изделий. Исправление дефектов, как правило, технически невозможно и экономически нецелесообразно.

Электрооборудование, изготавливаемое в России, рассчитано на российскую электрическую сеть и обязано работать при однофазном напряжении от 198 до 242 В и частоте от 49.5 до 51 Гц для сети 220 В. Для трехфазной сети 380 В от 342 до 418.

Стабилизатор напряжения защитит только от скачков напряжения в пределах своего допустимого диапазона, но не сможет обеспечить оборудование непрерывным питанием. Целесообразно устанавливать On Line промышленный ИБП, он будет стабилизировать электросеть от помех и скачков, а технология двойного преобразования обеспечивает непрерывное питание напряжением.

Трехфазные промышленные ИБП LANCHES реализованы с использованием IGBT транзисторах в сочетании с цифровым управлением через DSP процессоры обеспечивает высокую надежность и производительность электропитания ответственных нагрузок. Такая технология решает любые проблемы связанные с некачественным энергоснабжением: провалы, понижения и повышения напряжения, гармонические искажения, различные помехи отклонение в частоте.

В ассортименте LANCHES есть промышленные ИБП для любого типа оборудования мощностью от 1 кВА до 2,4мВТ:

— Промышленные однофазные 220 вольт с двойным преобразованием мощностью от 1 до 3 кВа серия L900Pro. Для защиты оборудования небольших и средних центров обработки данных, вычислительных центров, серверного оборудования, ПК и рабочих станций;

— Однофазные 220 вольт с двойным преобразованием мощностью 6 и 10 кВа серия L900II. В каталоге имеются модели как со встроенными внутрь корпуса батареями и разъёмом для подключения дополнительного внешнего батарейного блока (модели L900II-S), так и рассчитанные на подключения внешних батарей (модели L900II-H).

— Однофазные 220 вольт с двойным преобразованием мощностью от 1 до 10 кВа серия L900II RT. В отличие от ИБП башенного типа, серия RT также могут устанавливаться в 19” стойку. ИБП выпускаются как со встроенными внутрь корпуса (для 1 – 3 кВА) или отдельного батарейного блока (6 и 10 кВА) батареями (L900II-S RT), так и рассчитанные на подключения внешних батарей (L900II-H RT).

— Промышленные трехфазные ИБП 380 В с двойным ВЧ преобразованием мощностью от 10 до 30 кВА серия L900Pro 3/3. В каталоге серии 3/3 модели как с возможностью установки батарей внутрь корпуса (L900Pro-S 3/3), так и для подключения внешних батарей (L900Pro-H 3/3).

— Трехфазные с двойным ВЧ преобразованием мощностью от 10 до 120 кВА серия L900II 3/3 построена на модульной архитектуре. Силовая часть (выпрямители, инверторы, цепь статического байпаса) конструктивно собраны в едином съемном модуле. В сенсорном дисплее память на 10000 событий увеличивает количество обнаруженных отказов (высокие показатели DC). Такая архитектура уменьшает время на обслуживание (MTTR) и облегчает задачи с ремонтом, на нашем складе есть фонд модулей.

В стандартной комплектации – максимальный комплект портов для мониторинга (RS232, USB, RS485, сухие контакты, EPO), а также модуль параллельной работы) преимущества.

Источник

Термины ИБП

Аварийный источник питания

Независимый резервный источник электрической энергии (ИБП или ДГУ), который при неисправности или отключении основного источника обеспечивает электропитание необходимого качества и необходимой мощности для продолжения работы оборудования пользователя

Аварийный (автономный) режим работы ИБП / UPS

Режим, в котором электроснабжение оборудования обеспечивается за счет энергии запасенной в аккумуляторной батарее ИБП

Автоматический выключатель

Защитный отключающий компонент, размыкающий цепь протекания тока при заранее заданной величине

Автономный генератор

Локальный преобразователь механической или какой-либо другой энергии в электрическую, например, дизель-электрогенератор (ДГУ), ветро-электрогенератор и т.д.

Аккумуляторная батарея ИБП / UPS

Источник энергии для ИБП / UPS на случай отсутствия или неудовлетворительного качества питающей сети. Напряжение аккумуляторной батареи зависит от схемотехнических решений выбранных производителем ИБП при его проектировании. Обычно аккумуляторная батарея собирается из свинцово-кислотных герметичных необслуживаемых аккумуляторов, в случае особых требований используются никель-кадмиевые аккумуляторы. При длительном времени работы стоимость батареи ИБП начинает занимать значительную долю в стоимости системы, и тогда применяют ДГУ в комплекте с ИБП на малое время работы. Срок службы батареи колеблется от 3 до 10 лет в зависимости от типа примененных батарей и условий их эксплуатации

Активная мощность (действующая мощность)

Термин, используемый для описания произведения эффективного значения тока, напряжения и коэффициента мощности. Выражается в Ваттах (Вт) или Киловаттах (кВт). Физически представляет собой мощность, реально потребляемую оборудованием

Активная нагрузка

Нагрузка, у которой входной коэффициент мощности равен «1», примером может послужить лампочка накаливания или ИБП с коррекцией входного коэффициента мощности. Мощность такой нагрузки, измеренная в Ваттах (Вт) совпадает с мощностью в Вольт-амперах (ВА)

Ампер (А) или киловольтампер (кА)

Единица измерения силы электрического тока. Ток равен одному Амперу при его протекании через проводник сопротивлением 1 Ом при приложенном напряжении 1 Вольт

Байпас (Bypass)

понятие имеет 2 смысла:

Бустер ИБП / UPS

Устройство, позволяющее повышать или понижать выходное напряжение за счет переключения обмоток автотрансформатора или за счет специфических схемотехнических решений. Применяется в линейно-интерактивных ИБП

Ватт (Вт) или Киловатт (кВт)

Единица измерения активной мощности. Электрически определяется как мощность, выделяемая в нагрузке при приложенном к ней напряжении 1 Вольт и силе тока в 1 Ампер

Вольт (В) или Киловольт (кВ)

Единица измерения напряжения

Вольтампер (ВА) или Киловольтампер (кВА)

Единица измерения полной мощности, определяется как произведение среднеквадратических (эффективных) значений напряжения и тока в цепи

Время переключения ИБП / UPS

Время перехода ИБП в автономный режим и обратно. У аппаратов класса Off-line и Line-interactive составляет от 5 до 20 мсек, может вызывать сбои в подключенной нагрузке. В аппаратах класса Оn-line время переключения не существует (равно нулю)

Входное напряжение

Напряжение, получаемое ИБП из внешней электросети от питающей подстанции или от дизель-генераторной установки (ДГУ)

Входной изолирующий трансформатор ИБП (UPS)

Трансформатор, включаемый во входную цепь ИБП для обеспечения гальванической развязки его внутренних узлов и входной электросети. Применяется во избежание короткого замыкания цепей ИБП, комплектуемого негерметичной аккумуляторной батареей с жидким электролитом, если существует вероятность его утечки. Также применяется при необходимости гальванической развязки цепи Bypass

Входной коэффициент мощности ИБП / UPS

Определяет, как ведут себя входные цепи ИБП по отношению к входной сети, т.е. какую нагрузку и с каким коэффициентом мощности представляет собой ИБП для питающей сети или ДГУ

Входной номинальный ток ИБП / UPS

Среднеквадратичное значение тока, потребляемого ИБП при условии его 100%-ой загрузки

Выпрямитель ИБП / UPS

Устройство, преобразующее переменный ток в постоянный. В современных ИБП выпрямитель также выполняет функцию коррекции входного коэффициента мощности ИБП

Выходной коэффициент мощности ИБП / UPS

Определяет оборудование с какими коэффициентами мощности возможно подключать к данному ИБП, т.е. допустимое соотношение полной и активной мощности на выходе инвертора ИБП. Например, выходной коэффициент мощности 0,8 показывает, что к ИБП с полной мощностью 100 кВА можно подключить оборудование с активной мощностью не более 80 кВт с коэффициентом мощности 0,8 (полная мощность оборудования составит 100 кВА). Но оборудование 80 кВт с коэффициентом мощности 0,7 к такому ИБП подключить уже не удастся, потому что его полная мощность составит 114 кВА

Выходной изолирующий трансформатор ИБП (UPS)

Трансформатор, включаемый в выходную цепь ИБП для обеспечения гальванической развязки между ИБП и его нагрузкой. В трехфазных системах применяется трансформатор «треугольник-звезда». Он образует выходную нейтраль нагрузки, полностью изолированную от входной нейтрали ИБП. Таким образом, удается полностью защититься от помех по входной нейтрали, широко распространенных на промышленных объектах. Выходными изолирующими трансформаторами оснащены ИБП Powerware серий PW9340, PW9370, PW9315, B4000

Выходной номинальный ток ИБП / UPS

Среднеквадратичное значение тока, которое могут обеспечить выходные цепи ИБП при условии их 100%-ой загрузки в кВА с нормированным коэффициентом мощности и при номинальном значении выходного напряжения

Выходное напряжение ИБП / UPS

Напряжение, обеспечиваемое выходными цепями ИБП для питания защищаемого оборудования. Обычно имеется возможность пользователю самостоятельно выбирать величину выходного напряжения из ряда – 220, 230, 240 Вольт

Гальваническая развязка

Схемотехническое решение при котором электрические цепи, не имеют замкнутой электрической связи между входом и выходом. Гальваническая развязка осуществляется трансформаторами, либо оптоэлектронными приборами

Генератор

Общее название устройства для генерирования электрического напряжения или тока, иликакой-либо другой энергии

Герц (Гц)

Дельта преобразование

Принцип дельта преобразования. Принцип такогого преобразования заключаются в том, что двойному преобразованию в ИБП / UPS подвергается не вся энергия, потребляемая от сети, а только ее часть (до 15%) необходимая для поддержания стабильного выходного напряжения (отсюда и такое название принципа), а это ведет к уменьшению потерь и естественно повышению КПД. Кроме этого значительно повышается входной коэффициент мощности ИБП

Децибел акустический (дБА)

Единица измерения уровня шума с наложенным на измеритель фильтром, учитывающим особенность восприятия шума слуховым аппаратом человека (нелинейность частотной характеристики уха). В дБА обычно измеряются шумовые характеристики ИБП / UPS

Диапазон входного напряжения ИБП / UPS

Верхний и нижний пороги входного напряжения, при которых ИБП переходит на питание от аккумуляторной батареи. Чем шире этот диапазон, тем меньше ИБП переходит на батарею, сохраняя ее емкость и, в конечном счете, срок службы

Диапазон частот ИБП / UPS

Допустимое отклонение входной или выходной частоты ИБП / UPS от номинального значения в установившемся состоянии

Дизель-генераторная установка (ДГУ)

Устройство, состоящее из двигателя внутреннего сгорания и электрического генератора, применяемое для аварийного питания оборудования

Динамическая нестабильность выходного напряжения

ИБП / UPS — нестабильность значения выходного напряжения при скачкообразном изменении значения нагрузки на выходе ИБП (обычно данные приводятся при изменении мощности нагрузки от 0 до 100% и от 100% до 0). Чем ниже это значение, тем выше динамические характеристики ИБП

Дрейф частоты

Дрейф частоты это постепенное увеличение или уменьшение ее среднего значения при постоянной нагрузке

Ethernet

Один из наиболее распространенных типов ЛВС

Емкость аккумулятора

Способность накапливать и отдавать электроэнергию постоянного тока, определяет время автономной работы ИБП. Измеряется в Ампер-часах или Ватт-часах. В случае относительно быстрого разряда аккумулятора применяется более удобное понятие – мощность отдаваемая батареей при разряде до определенного порогового значения напряжения за определенный период времени

Инвертор ИБП / UPS

Индуктивность (L)

Любое устройство, в состав деталей которого входит железо, имеет некоторое количество магнитной инерции. Эта инерция препятствует любым изменениям тока. Характеристика контура, которая вызывает эту магнитную инерцию, известна под названием самоиндуктивность. Она измеряется в Генри и обозначается как L

Источник бесперебойного питания, ИБП, UPS

Устройство, поддерживающее заданное качество выходного напряжения при наличии неполадок во входном напряжении за счет использования энергии аккумуляторных батарей (пропадание, искажения формы, отклонения номинала и т.д.). ИБП с двойным преобразованием On-Line класса VFI-SS-111 обеспечивают защиту от любых неполадок питающей энергосети

Заземление (земля)

Выравнивание потенциалов металлических поверхностей оборудования с потенциалом земли (нулевым) для обеспечения безопасности обслуживающего персонала, обеспечивается с помощью заземляющего проводника. Также служит для подавления синфазной помехи по фазному и нейтральному питающим проводникам. Правила выполнения заземления строго регламентируются в нормативной документации

Зарядное устройство ИБП / UPS

Часть ИБП, которая обеспечивает поддержание аккумуляторной батареи в заряженном состоянии. В современных ИБП зарядное устройство работает по сложному алгоритму, обеспечивающим максимальный срок эксплуатации аккумуляторной батареи ИБП, при условии рекомендованного диапазона температуры окружающей среды, и быстрый термокомпенсированный заряд

кВА (Кило-вольт-амперы)

Полная мощность оборудования, характеризует токи, например, текущие по проводам между ИБП и нагрузкой. ПО ПОЛНОЙ МОЩНОСТИ с необходимым запасом 10-20% выбирается мощность ИБП

кВт (Киловатты)

Активная мощность оборудования, характеризует мощность, потребляемую нагрузкой. Исходя из активной мощности, в сочетании с необходимым временем работы выбирается емкость внешней батареи ИБП

Коэффициент мощности

Короткое замыкание

Режим, при котором сопротивление нагрузки приближается к нулю. Ток в цепи в этом случае ограничивается выходным сопротивлением питающей сети и сопротивлением питающих проводников. В случае короткого замыкания на выходе ИБП ток ограничивается выходным инвертором ИБП или его выходным трансформатором. На практике токов короткого замыкания никогда не достигают, поскольку в цепях устанавливаются предохранители или автоматические размыкатели цепи

Коэффициент нелинейных искажений (КНИ или коэффициент несинусоидальности)

Определяет веса высших гармоник переменного напряжения по отношению к основной гармонике. Чем КНИ меньше, тем ближе форма напряжения к чистой синусоиде. Например: синусоидальная форма сигнала (КНИ=0), форма сигнала отлична от синусоидальной, но искажения не заметны на глаз (КНИ 5%), сигнал имеет трапецеидальную или ступенчатую форму (КНИ Москва 125130 2-ой Новоподмосковный пер., 4А

Источник

Частые вопросы при выборе ИБП для медицинского оборудования

Какое время автономной работы необходимо для медицинского ИБП?

Время автономной работы системы бесперебойного питания подбирается исходя из поставленных задач.

При наличии в медицинском учреждении двух независимых вводов питания и автоматического ввода резерва будет достаточно автономии на 5-10 минут. Если переключение между вводами осуществляется вручную, время автономной работы должно быть не менее 30 минут.

Для обеспечения медицинской аппаратуры бесперебойным электроснабжением до конца проведения исследования и на время безопасного выключения оборудования обычно достаточно 20-40 минут автономной работы.

Для операционных модулей следует ориентироваться на время автономной работы от 1 часа и более.

Время автономной работы прямо пропорционально нагрузке и количеству установленных аккумуляторных батарей. В случае существования риска долгосрочной потери электроснабжения, или высокой критичности проводимой процедуры (как в случае с хирургическими операциями), может потребоваться крупный батарейный массив в отдельностоящем кабинете.

ИБП российского производства для медицинских учреждений

Решения от Юниджет со сроком поставки не более 2 недель (при наличии на складе) с проведением пуско-наладочных работ на территории РФ силами наших инженеров. Для расчета стоимости обратитесь к нашим менеджерам.

Что такое байпас?

Байпас – обходная цепь ИБП. Байпас бывает электронным (статическим) и сервисным.

Электронный байпас является обходной цепью внутри ИБП, включаемой при помощи тиристорных ключей. Электронный байпас позволяет передавать напряжение из входной сети прямо на нагрузку в обход выпрямителя и инвертора ИБП. В случае превышения перегрузочной способности инвертора ИБП или выхода из строя силовых элементов, ИБП автоматически переключается на линию электронного байпаса.

Сервисный байпас является обходной цепью ИБП, применяемой для проведения технического обслуживания ИБП или при серьезных неисправностях. У большинства ИБП свыше 10 кВА сервисный байпас реализован в корпусе ИБП. При отсутствии встроенного сервисного байпаса требуется установить внешний щит сервисного байпаса.

Зачем нужна гальваническая развязка трансформатора?

Для медицинского оборудования чувствительного к помехам и наводкам, такого как аппараты ультразвуковой диагностики (УЗИ), магнитно-резонансных томографов и т.п. рекомендуется использовать ИБП с трансформатором гальванической развязки на выходе инвертора.

Инвертор ИБП преобразует постоянное напряжение в переменное методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Благодаря наличию трансформатора на выходе ИБП происходит дополнительная фильтрация выходного напряжения. Это исключает возможность подачи постоянного напряжения на нагрузку при пробое IGBT транзисторов инвертора. Гальваническая изоляция позволяет защитить дорогостоящее медицинское оборудование и повышает его безопасность для медицинского персонала и пациентов.

ИБП с трансформатором гальванической развязки лучше подходят для нелинейных динамических нагрузок (нагрузок, потребляющих ток несинусоидальными повторяющимися импульсами). К таким нагрузкам можно отнести многие медицинские приборы: ангиографы, МРТ и т.д. Трансформатор сглаживает потребляемые нагрузкой импульсы тока, что повышает перегрузочную способность инвертора и положительно сказывается на надежности ИБП в целом.

Как правильно разместить ИБП?

Маломощные источники бесперебойного питания до 10 кВА могут устанавливаться непосредственно в помещении медицинского кабинета. По размерам и уровню шума они сопоставимы с обычным системным блоком формата ATX персонального компьютера.

ИБП мощностью свыше 10 кВА следует размещать в отдельных помещениях, т.к. заметно увеличиваются размеры и уровень шума оборудования. Примерные значения шума для ИБП разной мощности: 20 кВА – до 50 дБА, 100 кВА – 60-65 дБА, 200 кВА – до 70 дБА.

Чаще всего используются свинцово-кислотные аккумуляторы, которые собираются в батарейный массив и подключаются к ИБП. Поэтому при установке ИБП большой мощности следует серьезно подходить к выбору места установки, т.к. собранный шкаф с АКБ может весить более 1 тонны. Если невозможно выбрать помещение с подходящими перекрытиями, необходимо соорудить разгрузочную раму.

Нельзя размещать высокопроизводительные источники бесперебойного питания в помещениях без вентиляции, без температурного режима (в пределах от 0 до 40 градусов Цельсия) и с повышенным уровнем влажности. Специалисты «Юниджет» помогут провести планировку служебного помещения медицинского учреждения, в котором будет произведена установка ИБП и иного электротехнического оборудования.

В случае, когда площадь для установки ИБП и допустимая нагрузка на перекрытия ограничена, можно использовать ИБП с литиевыми батареями – такими, как Eurobat Life. Данный тип батарей по всем параметрам превосходит свинцово-кислотные АКБ, но обладает более высокой стоимостью.

Источник

Электропитание без перебоев

С увеличением зависимости бизнеса от ИТ и повышением требований информационных систем к электропитанию необходимость в системах бесперебойного питания становится все очевиднее.

Для защиты ИТ-оборудования от перебоев в электросети и некачественного электропитания широко применяются источники бесперебойного питания (Uninterruptible Power Supply, UPS) — ИБП. Это дополнительное оборудование, предназначенное для электропитания ИТ-систем или других устройств при кратковременном (до нескольких десятков минут) отключении основного электропитания, а также для защиты от помех и бросков в электросети и поддержания параметров питания в допустимых пределах. То есть ИБП также могут использоваться для улучшения качества электропитания.

По конструктивному исполнению ИБП можно разделить на настольные, напольные и стоечные (19″). Основное назначение любого ИБП — защита нагрузки от возможных проблем в цепях электропитания. По статистике, каждый ПК ежемесячно подвергается воздействию около 120 нештатных ситуаций, связанных с проблемами электропитания. В их числе:

Таким образом, ИБП сглаживают небольшие и кpатковpеменные броски питания, фильтpуют питающее напpяжение, но их главная задача — питать нагpузку в течение некотоpого вpемени после пpопадания напpяжения в сети. Многие модели с помощью пpогpаммного обеспечения могут автоматически завершать работу ИТ-оборудования пpи пpодолжительном отсутствии напpяжения в питающей сети, а также пеpезапускать его пpи восстановлении сетевого питания или по таймеру. Некоторые ИБП предусматривают функции монитоpинга и записи параметров источника питания (таких как темпеpатуpа, уpовень заpяда батаpей и дpугие показатели), отобpажение параметров напpяжения и частоты тока, выходного напpяжения и мощности, пpедупpеждение об аварийных ситуациях и пр. При пропадании напряжения в электросети любые ИБП переключают нагрузку на питание от батареи, но есть важные отличия.

Батареи: альтернатива свинцово-кислотным аккумуляторам

Сегодня 95% всех источников бесперебойного питания производятся с использованием свинцово-кислотных батарей в качестве источника постоянного тока.

Тем временем некоторые вендоры уже объявили о начале перевода нескольких моделей устройств бесперебойного питания со свинцово-кислотных аккумуляторов на литий-ионные. Их начальная стоимость пока что выше свинцово-кислотных, однако за последние несколько лет разрыв в ценах существенно сократился.

По данным Schneider Electric, в зависимости от сферы применения литий-ионных аккумуляторов в общей стоимости владения в течение срока их службы можно добиться экономии в 10-40% по сравнению с традиционными аккумуляторами.

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion) накапливают гораздо больше энергии в меньшем объеме. Так, в сравнении со свинцово-кислотными аккумуляторами с клапанным регулированием (VRLA) равной мощности они занимают втрое меньше места. А благодаря длительному сроку службы существенно сокращаются объемы работ и расходов по их замене.

Между тем подавляющее большинство ИБП по-прежнему комплектуется свинцово-кислотными батареями, известными своей надежностью, высоким качеством и оптимальными ценовыми характеристиками.

Классы ИБП

По принципу действия ИБП делятся на три основных класса: резервные ИБП (off-line), линейно-интерактивные (line-interactive) и ИБП с двойным преобразованием (on-line). Тип ИБП определяется соотношением параметров на входе и выходе устройства. У первых частота и напряжение на выходе определяются частотой и напряжением на входе; вторые стабилизируют напряжение на выходе при совпадении частот, а ИБП с двойным преобразованием преобразуют переменное напряжение в постоянное и вновь генерируют на выходе переменное (синусоидальное) напряжение, характеристики которого не зависят от параметров на входе ИБП.

В резервных (или пассивных) ИБП нагрузка питается напрямую от электросети, как правило, через помехоподавляющий фильтр. При отказе электросети нагрузка переключается на резервное питание от инвертора, питающегося от батарей. Такие ИБП просты и недороги, имеют высокий КПД, но не стабилизируют напряжение и частоту электросети, а переключение на питание от батарей происходит за несколько миллисекунд. Их мощность обычно невелика — от 220 до 2000 ВА.

Резервные ИБП:

Типовая область применения резервных ИБП — защита ПК или вспомогательного оборудования, где значимость хранимой информации или выполняемых операций сравнительно невелика. Эта топология не подходит в случае частых отключений или при некачественном электропитании.
Схема работы простейшего резервного ИБП показана ниже.

ИБП резервного типа: нормальный режим работы (rectifier — выпрямитель, inverter — инвертор, SPD — фильтр питания, bypass — байпас).

Для защиты более важного оборудования, например, серверов начального уровня, сетевого и телекоммуникационного оборудования, лучше использовать линейно-интерактивные ИБП. Они обеспечивают стабилизацию напряжения питания в заданном диапазоне и снижают влияние переходных процессов на работоспособность защищаемого оборудования.

Линейно-интерактивные ИБП поддерживают параметры питающего напряжения и синхронно переключают нагрузку на инвертор при его пропадании. В них инвертор включен параллельно электросети, он регулирует и стабилизирует выходное напряжение, одновременно заряжая батареи. Иногда ИБП дополняют автотрансформаторами, что позволяет расширить диапазон регулирования напряжения без перехода на батарею.

Преимущества данной технологии — стабилизация напряжения, меньшее время переключения на батареи и хорошо аппроксимированная синусоидальная форма напряжения на выходе ИБП. Существуют и более дешевые разновидности линейно-интерактивных ИБП со «ступенчатой» синусоидой.

Линейно-интерактивный ИБП: нормальная работа.

Линейно-интерактивный ИБП: аварийный режим.

Линейно-интерактивные ИБП:

Линейно-интерактивные ИБП можно использовать для защиты профессиональных рабочих станций, серверов среднего уровня, коммутаторов, маршрутизаторов и другого сетевого оборудования, но они не подходят для защиты сложного и дорогостоящего оборудования, чувствительного к электромагнитным помехам, колебаниям напряжения питания и нестабильности частоты питания, например, медицинского.

Линейно-интерактивные ИБП не годятся и для защиты непрерывных технологических процессов, а также для построения централизованных систем гарантированного электропитания, где важно обеспечить полную независимость электрических параметров на выходе ИБП от параметров на входе.

Разновидность линейно-интерактивных систем — ИБП с дельта-преобразованием напряжения. Благодаря усовершенствованной обратной связи напряжение на нагрузке у них регулируется плавно, а не ступенчато, обеспечивается стабилизация частоты выходного напряжения.

ИБП с дельта-преобразованием в штатном и автономном режимах.

Главное достоинство ИБП с дельта-преобразованием — высокий КПД. Однако достигается он, когда параметры напряжения сети соответствуют номинальным значениям, входной импеданс нагрузки имеет только активную составляющую, а сам ИБП нагружен на полную мощность. В противном случае повышается нагрузка на основной и дельта-инвертор, или снижается эффективность использования входного трансформатора, что ухудшает КПД. К тому же эффекту приводит расширение диапазона входных напряжений для нормального режима работы. В итоге, имея преимущество по КПД (2-3%) в идеальных условиях, ИБП с дельта-преобразованием проигрывают линейно-интерактивным в условиях реальных.

ИБП с дельта-преобразованием:

Линейно-интерактивный ИБП APC BR1000G дает на выходе не совсем чистую синусоиду, но такой аппроксимации достаточно для большинства устройств.

Самый технически совершенный класс источников бесперебойного питания — системы с двойным преобразованием — гарантируют выходные электрические характеристики, близкие к идеальным, как по напряжению, так и по частоте. За это приходится платить усложнением и удорожанием конструкции.

Системы с двойным преобразованием обеспечивают очень малое время переключения на работу от батарей и имеют высокие выходные электрические характеристики. Такие ИБП подходят для критически важных приложений, защиты мощных серверов и кластеров, телекоммуникационного оборудования и локальных сетей. Они имеют высокий КПД в режиме двойного преобразования (95-96%) и синусоидальную форму выходного напряжения.

На российском рынке присутствует более двух десятков моделей ИБП с двойным преобразованием. Примерно половина этих устройств предназначена для монтажа в стойку. Технология двойного преобразования позволяет гарантировать максимальную защиту от перебоев в электросети.

В таких ИБП входное переменное напряжение преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем инвертором — обратно в переменное. Даже при больших отклонениях входного напряжения ИБП питает нагрузку чистым синусоидальным стабилизированным напряжением. Инвертор включен последовательно с основным источником электроснабжения и всегда находится во включенном состоянии. При пропадании входного напряжения он переходит на питание от батарей.

В обычном режиме при питании от сети электроэнергия поступает через выпрямитель и инвертор, одновременно подзаряжая батареи. В случае пропадания или сбоя питания на входе ИБП инвертер запитывается от аккумуляторных батарей. Переключение происходит без использования статического переключателя, поэтому переход на работу от батарей мгновенен. Статический ключ в данной схеме используется только для перехода на режим автоматического байпаса для питания нагрузки в случае существенного сбоя в работе ИБП.

ИБП с двойным преобразованием отличает надежная защита нагрузки по электропитанию.

ИБП с двойным преобразованием: аварийный режим, питание от батареи.

В ИБП с двойным преобразованием поддерживается точная регулировка напряжения и частоты на выходе ИБП, бесперебойно осуществляется переход в байпас. Ручной байпас можно использовать для обслуживания и «горячей» замены батарей и самого ИБП.

Такие ИБП отличают постоянная стабилизация напряжения и частоты, непрерывность фазы выходного напряжения, отсутствие влияние нагрузки на сеть, полная фильтрация питания. Но есть и отрицательные стороны — сложность конструкции и высокая цена, относительно невысокий КПД. Диапазон мощностей выпускаемых устройств очень широк — от 600 ВА до нескольких сотен кВА.

ИБП с двойным преобразованием:

Краткое сравнение ИБП разных классов

Между тем отрасль давно нуждалась в более точной классификации ИБП. Согласно стандарту IEC 32040, введены три буквенных обозначения: VFI, VI и VFD.

Второй символ характеризует колебания выходного напряжения при 100% изменении линейной нагрузки. Тестирование проводится в нормальном и автономном режимах, выбирается наихудший показатель. Третий символ характеризует колебания выходного напряжения при 100% изменении нелинейной нагрузки. Конечно, ИБП имеют и другие характеристики, и их немало.

Характеристики ИБП

Перечислим кратко главные характеристики ИБП^

Некоторые блоки питания ПК используют функцию активной коррекции коэффициента мощности (PFC) и не всегда корректно работают с приближенной, не «чистой» синусоидой питания. Это может приводить к периодической перезагрузке системы.

Мощность ИБП может указываться в вольт-амперах (ВА) или в ваттах (Вт). ВА представляет максимальную теоретическую мощность на выходе ИБП, однако доступная мощность в Вт меньше — 60% от номинала в ВА. То есть ИБП на 1000 ВА соответствует ИБП на 600 Вт.

Не стоит перегружать ИБП. Например, для защиты нагрузки в 300 Вт лучше применять ИБП на 400-600 Вт. Такой вариант надежнее и обеспечивает большее время автономной работы. Учтите также, что емкость батареи со временем падает. И не подключайте к ИБП оборудование с пиковым потреблением мощности, способное вызвать перегрузку источника питания, такое как лазерные принтеры. Некоторые ИБП имеют защиту от перегрузки.

Задача электропитания при длительном отсутствии напряжения обычно решается с помощью установки бензиновых или дизельных генераторов. Но зачастую шум, выхлопные газы, необходимость периодического обслуживания, а также высокие требования к качеству электропитания делают использование генератора неприемлемым. В таких случаях рекомендуется применение специализированных ИБП с внешним батарейным комплектом большой емкости.

Под защитой ИБП

Перебои в работе информационных систем нередко ведут к большим финансовым убыткам, поэтому приходится принимать во внимание угрозу некачественного электроснабжения, возможные перебои и даже долговременное отключение электропитания.

В мире более 40% проданных систем бесперебойного питания используется для защиты серверов, систем хранения данных, сетевого оборудования. Около 60% потребления ИБП приходится на локальные сети, телекоммуникации и ЦОД, значительное количество применяется в промышленности, поскольку многие производственные процессы требуют качественного энергообеспечения.

Около четверти мировых продаж ИБП приходится на устройства мощностью менее 1 кВА, и примерно половина продаж — на устройства мощностью до 5 кВА. Обычно их используют для защиты ПК и серверов начального уровня. В России свои ПК с помощью ИБП защищают не более 15% пользователей — большинство довольствуются сетевым фильтром.

Увеличение популярности ноутбуков также спросу на ИБП не способствует, однако серверы любого класса и сетевое оборудование, учрежденческие АТС все же нуждаются в подобной защите.

В отличие от мощных ИБП (свыше 20 кВА), жизненный цикл которых достигает 20 лет, маломощные источники питания рассчитаны на пятилетний срок службы, однако сменный блок аккумуляторов (самой недолговечной части устройства) позволяет продлить их эксплуатацию.

В небольших офисах обычно используются резервные или линейно-интерактивные ИБП. Последние относительно недороги, обладают приемлемой функциональностью и достаточным классом защиты. Более половины производителей выпускают ИБП малой и даже средней мощности в Юго-Восточной Азии по OEM-контрактам.

Для недорогих «простых» ИБП тенденцией развития стало приближение их по функциональности и эффективности (таким как ремонтный байпас для «горячей» замены или ремонта оборудования, управляемые розетки и расширенная комплектация) к «большим» ИБП.

При выборе ИБП нужно учитывать сроки гарантии на само устройство и его компоненты, например, аккумуляторы. Отдавайте предпочтение известным производителям, которые специализируются на изготовлении подобного оборудования. Определитесь с максимальным количеством и типом розеток для подключаемых устройств. В тех случаях, когда помимо периодического отключения электричества существуют проблемы параметрами электропитания, необходимо устанавливать линейно-интерактивные устройства.

В общем случае не следует гнаться за временем работы от АКБ, оно составляет обычно до 5 минут при 100% нагрузке. Лучше выбрать модель с дополнительными батарейными модулями или купить генератор. Это дешевле, чем тратится на герметичные необслуживаемые АКБ.

Источники бесперебойного питания берегут компьютерную технику от сбоев в электрической сети. Хороший ИБП надежно защитит электронные устройства от перегрузок, позволит сохранить все данные и корректно завершить работу системы при аварии в электросети. Лучше не экономить на цене устройства, и купить как минимум линейно-интерактивный ИБП, а для защиты критичных систем использовать ИБП с двойным преобразованием.

ИБП в ЦОД

Перебои в работе ЦОД наносят серьезный урон их клиентам и имиджу самих компаний. Поэтому владельцам важно находить эффективные решения для повышения надежности электропитания своих дата-центров. Мировые производители систем бесперебойного питания для дата-центров предлагают свои варианты реализации ИБП.

Какие основные требования предъявляются к «ИБП для ЦОД»? Это высокая надежность (с учетом времени восстановления системы, т.е. важен не параметр MTBF, а коэффициент готовности); высокий КПД при неполной нагрузке (50-80%), что непосредственно отражается на тепловыделении и экономичности оборудования; поддержку параллельной работы с наращиванием мощности или повышением степени резервирования; масштабируемость; высокий входной и выходной коэффициент мощности и малый коэффициент гармонических искажений входного тока, что особенно важно при организации резервного питания от ДГУ.

Другие важные факторы — компактность систем, поддержка параллельной работы, низкое тепловыделение, интеллектуальная система управления зарядом АКБ, простое техническое обслуживание и поддержка, усовершенствованные возможности выключения серверов (есть версии ПО, позволяющие осуществлять корректное завершение работы виртуальных машин), средства управления/мониторинга, в том числе дистанционного, возможность простого и интуитивно понятного переключения на внешний байпас с защитой от неверных действий персонала, хорошая поддержка со стороны производителя оборудования.

При отсутствии системы резервного электропитания от ДГУ увеличить время автономной работы можно за счет внешних аккумуляторных шкафов. В числе обязательных функций ИБП старшего класса — интеллектуальные системы управления зарядом АКБ, средства оповещения оборудования о низком заряде аккумуляторных батарей. Применение в ЦОД энергоэффективных ИБП помогает снизить потребление электроэнергии, при этом мощность и надежность источников бесперебойного питания остаются неизменными.

ИБП с двойным преобразованием обеспечивают наивысшую степень защиты от различных сбоев в электросети, так как ИТ-системы полностью ограждены от воздействия электросети и запитываются от ИБП напрямую. При использовании такого ИБП оборудование защищено от проблем, связанных с перепадами напряжения, исчезновения питания и другими возможными сбоями электросети. По этой причине ИБП с двойным преобразованием используются для обеспечения питания серверов, чувствительного к состоянию сети оборудования и других критичных устройств, от которых зависит функционирование ЦОД. Кроме того, ИБП с двойным преобразованием имеют большой арсенал функций, а также гибкие возможности масштабируемости.

FSP Group уже некоторое время назад уловила тренды растущего рынка ЦОД и начала выпуск специализированного оборудования, которое призвано снабдить провайдеров телеком-услуг необходимыми источниками энергии. Источники бесперебойного питания с двойным преобразованием серии CUSTOS 9X компании FSP перекрывают диапазон мощностей от 1K до 10K.

ИБП с двойным преобразованием FSP Custos 9X+ 10K.

Например, ИБП Custos 9X+ 10K имеет следующие особенности конструкции:

ИБП с двойным преобразователем напряжения серии FSP Custos 9X+ могут быть использованы в комплекте с дополнительными батарейными блоками, есть возможность горячей замены источников питания.

Именно эти ИБП применяет для обеспечения бесперебойной работы оборудования в своем ЦОД хостинг-провайдер RUVDS. Его система бесперебойного гарантированного электропитания построена по классической схеме. Энергоснабжение ЦОД обеспечивают две подстанции, которые питают дата-центр по двум независимым линиям. На объекте установлен комплекс ИБП и ДГУ (схема резервирования — N+1).

Каждый физический сервер подключен к источнику бесперебойного питания. Если эти составляющие вдруг не справятся, то в работу включатся дизель-генераторы, которые обеспечат дата-центр электричеством до решения проблем с подстанцией. Это важная составляющая высокой надежности VPS-хостинга.

Источник