Хочу купить бесперебойник или как ПРАВИЛЬНО выбрать ИБП (Часть №1)

  • 07 апреля 2016 07:16:13
  • Отзывы : 0
  • Просмотров: 896
  • 0
 

Часть 1

Начнем с того, что выбрать источник бесперебойного питания (сокращенно ИБП, УПС, ДБЖ, UPS) – это достаточно сложная и ответственная задача. Потому что  к нему подключается наиболее важная и ценная для потребителя нагрузка: компьютер, сервер, медицинское оборудование, центр обработки данных (ЦОД), бизнес-центр, частный дом, телевизор, холодильник, система управления сложным технологическим процессом, газовым котлом, обогревом аквариума, аварийное освещение, сигнализация… Этот список можно продолжать до бесконечности.

И каждая задача имеет свое индивидуальное решение, свой, уникальный, лучший ИБП или целую систему бесперебойного энергоснабжения.

Пару десятков лет назад все было просто. Перечень предложений был не такой широкий, но зато авторитетный. На украинском рынке господствовали пять мастистых брендов: APC, Best Power, IMV, Powerware (теперь Eaton), Liebert. Каждую торговую марку представлял свой дистрибьютор, команда специалистов. И когда  клиент задавался вопросом, как выбрать бесперебойник, он мог, обратившись в любую из компаний, получить полный комплекс услуг по построению системы бесперебойного питания.  Все оборудование выпускалось в Европе и США, имело высочайшее качество и надежность и порой служит до сих пор!

В настоящее время разобраться «Что такое? Кто такой?» простому потребителю очень сложно. Обилие информации, десятки брендов и сотни моделей. Как подобрать ИБП? Кому доверить то дорогое и ценное, ради чего возникло желание купить источник бесперебойного питания ?

Вариант 1 – самый правильный - поручить это профессионалам. Вы говорите свои требования, мы находим верное решение.

Вариант 2 – самый распространенный - изучить тему самому и выбрать. Тогда, надеемся, эта статья Вам поможет.

Итак, для начала разберемся, какие они бывают.


Классификация ИБП


различаются по следующим основным параметрам:
  • Выходная мощность
  • Время автономной работы
  • Количество фаз на входе и выходе
  • Уровень защиты от помех электропитания
  • Способ установки, монтажа
Немаловажны и другие технические характеристики:
  • КПД
  • Диапазон входного напряжения без перехода на аккумуляторные батареи (АКБ)
  • Входной и выходной коэффициент мощности
  • Мощность зарядного устройства
  • Количество и тип АКБ
  • Форма выходного напряжения при работе от АКБ
  • Время переключения на автономный режим
  • Возможность подключения внешних АКБ
  • Возможность режима параллельной работы
  • Модульность конструкции
Каждый из этих параметров оказывает различное влияние на выбор, в зависимости от  поставленной задачи. И конечно очень важна лучшая цена источника бесперебойного питания. Для многих этот критерий перевешивает все остальные!
Начнем с самого главного - источники бесперебойного питания предназначены для защиты от различных проблем  электропитания, идущих с входа на выход ИБП и на нагрузку:
  • полная потеря напряжения;
  • пики напряжения;
  • провалы напряжения;
  • пониженное напряжение;
  • повышенное напряжение;
  • воздействие молнии;
  • броски напряжения;
  • флуктуации частоты;
  • всплески напряжения;
  • гармонические искажения формы напряжения.
Степень независимости параметров выходного напряжения от входного,  и, по сути, качество защиты,  лежит в основе разделение UPS на три класса (в соответствии со стандартом IEC 62040-3):
  • Класс VFD (Voltage and Frequency Dependent) — напряжение и частота на выходе ИБП зависят от входной сети.
  • Класс VI (Voltage Independance) напряжение на выходе источника бесперебойного питания не зависит от входного напряжения.
  • Класс VFI (Voltage and Frequency Independence) -  напряжение и частота на выходе ИБП не зависят от входной сети.
Более привычным для нас это разделение на классы выглядит так:
  • Off-line, Stand-by, резервные ИБП
  • Line-interactive, линейно-интерактивные ИБП
  • On-line, Double conversion, источники бесперебойного питания с двойным преобразованием

Off-line, Резервные  ИБП (класс VFD)

    
ibp-riello-iplug-600-800va ibp-riello-idialog-400-1600va
                                                                   
Off-line UPS обеспечивают минимальную защиту: при отключении внешнего питания или при выходе его за пределы рабочего диапазона (обычно 172…276В) переходят на работу от аккумуляторных батарей.
В своем составе имеют фильтр высокочастотных помех, зарядное устройство, простой DC/AC инвертор, одну или две АКБ, статический переключатель.
 
off-line-ibp-normal-mode off-line-ibp-on-battery


Мощность: 300-1600 ВА.
Время переключения на работу от АКБ: 4-12 мс
Время автономной работы при полной нагрузке: 5-10 минут.
Выходное напряжение инвертора: псевдо синусоида ступенчатой или трапециевидной формы.
Резервный источник бесперебойного питания  может быть рекомендован для защиты компьютера, монитора, небольшой нагрузки с импульсным блоком питания в районах с хорошей электросетью.
Конечно, его нельзя рассматривать как лучший ИБП для дома, ограничений по применению гораздо больше, в том числе необходимо помнить, что такой ИБП нельзя использовать для защиты автоматики котлов, «любящих» синусоидальное напряжение. Также будут трудности подключить off-line UPS к портативным генераторам, имеющим зачастую нестабильное по амплитуде и частоте напряжение. Система контроля их просто не «увидит».
Достоинство данного класса: низкая цена, отсутствие шума.


Line-Interactive, Линейно-интерактивные бесперебойники (класс VI)

 
ibp-riello-vision-800-2000va ibp-riello-vision-rack-800-1000va ibp-riellol-vision-dual-1100-3000kva

                
Line-interactive UPS имеют в своем составе автоматический регулятор напряжения (AVR) на основе автотрансформатора (бустер) и более продвинутый инвертор, по сравнению   с off-line.
 
line-interactive-ibp-normal-mode line-interactive-ibp-on-battery


Система контроля отслеживает входную сеть и, при необходимости, ступенчато изменяет выходное напряжение, переключая обмотки автотрансформатора. Это расширяет входной диапазон (162-290 В) без перехода на АКБ и обеспечивает защиту от длительно повышенного или пониженного напряжения.  

Мощность: 500-3000 ВА.

Время переключения на работу от АКБ: 2-4 мс

Время автономной работы при полной нагрузке: стандартно около 5-15 минут.

Многие модели позволяют подключать дополнительные батарейные модули и увеличивать время до 30-40 минут, но инверторы этих ИБП не предназначены для долговременной многочасовой работы, и если подключить к нему большое количество аккумуляторов, он может отключаться от перегрева (Хотя есть и исключения, например модель Riello Vision Dual ER, не имеющая встроенных аккумуляторов, но обладающая усиленным зарядным устройством (8А) и хорошей системой вентиляции. Позволяет подключать внешние АКБ емкостью 40-120 Ah на несколько часов автономной работы.)

В зависимости от степени совершенства инвертора линейно-интерактивные ИБП делятся на два типа: с аппроксимированной синусоидой на выходе и с чистой синусоидой.

Первый тип находит широкое применение для защиты персональных компьютеров, мониторов, рабочих станций, узлов локальных вычислительных сетей и прочего офисного оборудования.
ИБП с синусоидальным выходным напряжением могут являться некоторой альтернативой on-line ИБП, обладая более высоким КПД, и обеспечивая защиту и аварийное питание циркуляционных насосов систем отопления, системы автоматики газовых котлов, маломощных электромоторов. При этом цена бесперебойников линейно-интерактивного класса будет значительно ниже, чем on-line.

On-line ИБП (класс VFI)

ibp-riello-sentinel-pro-700-3000va ibp-riello-sentinel-dual-low-power-1-3kva ibp-riello-sentinel-dual-high-power-6-10kva

           
On-line UPS, благодаря двойному преобразованию напряжения, обеспечивают максимальную защиту от всех помех электропитания. Переменное входное сетевое напряжение преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем с помощью инвертора снова в переменное выходное напряжение идеальной синусоидальной формы.

ИБП этого класса характеризуются нулевым временем перехода на аккумуляторные батареи и обратно.

 
on-line-ibp-normal-mode on-line-ibp-on-battery

    Конструктивной особенностью онлайн ИБП является наличие электронного и механического байпаса. При возникновении неисправности в схеме двойного преобразования или при перегрузке инвертора система автоматически переключается на обходную линию – электронный байпас, обеспечивая непрерывное питание нагрузки в режиме аварии (данный режим работает только, если параметры входного напряжения находятся в пределах нормы). Механический байпас служит для сервисного обслуживания источников бесперебойного питания без перерыва в электропитании нагрузки.

Необходимо отметить, что для обеспечения возможности работы на электронном байпасе с нулевым временем переключения частота выходного напряжения должна быть синхронизирована с внешней сетью. Но эту синхронизацию можно отключить при работе от источника с нестабильной частотой, например с дизельным или бензиновым генератором.

Диапазон мощностей очень широк: 500 ВА  -  800 кВА.

Важной особенностью этого класса является возможность работы в параллельном режиме. На основе таких ДБЖ можно создавать системы бесперебойного питания любой степени надежности, резервирования по схеме N+1 и выше.   

Источники бесперебойного питания с двойным преобразованием находят широкое применение во всех сферах, где необходима максимальная защита от внешних помех, качество и стабильность параметров электропитания и высокая надежность: медицина,  (ЦОД), телекоммуникации, связь, бизнес-центры, банки, производство с непрерывным циклом, энергетика.

Это лучшие ИБП для защиты дорогостоящей домашней аппаратуры, организации системы бесперебойного питания частного дома совместно с резервной электростанцией или с комплектом АКБ на несколько часов автономной работы.

Но плата за такой уровень защиты – высокая цена  бесперебойников этого класса.  

И если вы хотите купить on-line ИБП , то нужно учесть и постоянные эксплуатационные затраты потому, что КПД при двойном преобразовании находится в пределах 85-96% в зависимости от технологии, мощности и степени загрузки бесперебойника. И даже при отсутствии нагрузки, в режиме холостого хода, на тепловыделении теряется до 10% от номинальной мощности ИБП.

Например, для УПС мощностью 10 кВА теплопотери могут составлять около 0,7 кВт/час. За месяц – 500 кВт, за год -6000 кВт! Это дополнительная плата за качественную защиту.      

Для сокращения потерь многие мощные on-line ИБП обладают дополнительным экономичным режимом (Smart, ECO, Smart-Active и подобные названия).

В этом режиме, когда параметры сети питания в норме, инвертор отключается, и питание подается  напрямую через входной фильтр и статический электронный байпас. При этом  система постоянно следит за параметрами сетевого напряжения и при ухудшении его качества ИБП запускает инвертор и переходит в обычный режим двойного преобразования.  КПД при такой работе может теоретически достигать 99%. Но вероятность прохождения помехи и, как следствие, сбоя в электропитании нагрузки при этом возрастает, поэтому, учитывая качество современных электросетей, этот режим редко используется для защиты ответственных нагрузок.  

Если рассматривать общие эксплуатационные расходы на электропитание, то использование «правильного» on-line ИБП имеет и положительный экономический эффект за счет снижения вредного влияния на внешнюю сеть нагрузки нелинейного типа, имеющей низкий входной коэффициент мощности и генерирующей гармонические искажения. Высшие гармоники  вызывают перегрев и разрушение нулевого проводника в трехфазной сети, а также дополнительные потери мощности и перегрев в трансформаторах. Повышение входного коэффициента мощности дает возможность уменьшить сечение подводящих силовых кабелей, номиналов автоматов защиты.

Под «правильным» мы понимаем UPS с выпрямителем на IGBT-транзисторах, обеспечивающих практически единичный коэффициент входной мощности и суммарный коэффициент нелинейных искажений (КНИ, THD) менее 3%. Бесперебойник, по сути, является фильтром  защиты входной сети от помех нагрузки.

Разобравшись с уровнем защиты и технологией, можно приступать к расчету мощности  ИБП.


Определение мощности источника бесперебойного питания.


Для начала выделяем нагрузку, которую планируется подключить к УПС и определяем ее активную (Вт) и полную (ВА) мощность. Обычно эта информация присутствует на шильдике или в техническом описании. Только у чисто активной нагрузки (нагревательные элементы, лампы накаливания) эти два параметра совпадают. У остальных потребителей полная мощность примерно в 1,43- 1,25 раза выше активной (коэффициент входной мощности 0,7-0,8 соответственно). Поэтому если известна только активная мощность,  и это не ТЭН, то для приблизительной  оценки значения полной мощности – умножаем активную мощность на среднее значение 1,33.

Мы не рекомендуем пользоваться различными таблицами «типичной» потребляемой мощности бытовой нагрузки, которые легко найти в интернете. Ошибка может быть в два и более раза.

Далее суммируем полную и активную мощность всей нагрузки. Соответствующие  характеристики бесперебойника  должны быть не ниже. Рекомендуем, чтобы ИБП был загружен примерно на 80% от номинальной мощности. Таким образом, мы компенсируем и некоторые погрешности в расчетах,  и оставляем возможность увеличить мощность нагрузки в будущем, и не «загоняем» УПС в перегруз.

Если идет расчет нагрузки объекта, где много потребителей разного типа, то надо учесть, что они не обязательно работают при полной номинальной мощности и одновременно. Вводятся коэффициенты максимального использования и коэффициенты одновременности.

Важно учесть пусковые токи потребителей, имеющих в своем составе электродвигатели: например холодильники, кондиционеры, компрессоры, стиральные машины, насосы. Пусковой ток может превышать номинальный в 3-8 раз!  Даже мощный источник бесперебойного питания, загруженный на 70-80 %, может перейти в байпас при включении такой нагрузки, а это уже считается аварийным режимом.   

Но даже самые правильные вычисления могут давать ошибку до 40%. Это подтверждаются нашей многолетней практикой анализа запросов клиентов по мощности ИБП и реальными показателями потребления.
Завышенная  мощность – это не только более дорогой ИБП и уменьшение КПД всей системы, но и зря потраченные деньги на дополнительную  площадь для оборудования, избыточную системы вентиляции и кондиционирования, на лишние килограммы свинца аккумуляторных батарей.

Чтобы уберечь клиента от этих неприятностей и ошибок мы используем анализатор параметров сети электропитания. Датчики анализатора подключаются к входной линии электросети и в течение необходимого времени (от  нескольких часов до недели) собирают данные о потребляемой мощности всей нагрузки в динамическом режиме.

Дополнительно мы получаем информацию о качестве питающего напряжения и  существующих проблемах электропитания, что помогает выбрать правильное и рациональное решение по обеспечению качественного электроснабжения.

Продолжение следует…  >>>
 
 
 
 
Powered by SEO CMS PRO ver.: 15.2 (Professional) [feofan.net] (opencartadmin.com)
 
Оставить отзыв ↓
 
Ещё никто не оставил отзывов к записи.