Особенности, преимущества и недостатки разных типов источников бесперебойного питания (ИБП).

Особенности, преимущества и недостатки разных типов источников бесперебойного питания (ИБП).

Во первых, надо определиться для чего приобретается источник или система бесперебойного питания, что вы хотите защитить и от чего. Для этого определим, какие UPS существуют, и какой уровень защиты обеспечивает та или иная технология изготовления, а также список наиболее встречающихся неполадок в электросети. Наиболее часто встречающиеся неполадки в электросети:

 - исчезновение напряжения,

 - провал напряжения,

 - повышение напряжения,

 - понижение напряжения,

 - электромагнитные и радиочастотные помехи,

 - высоковольтный импульс,

 - переходный процесс при коммутации,

 - искажение синусоидальности напряжения.

Каждый тип источника бесперебойного питания имеет свои особенности, преимущества и недостатки:

1) off-line UPS - источник бесперебойного питания характеризуется наличием времени переключения с основной сети на работу от аккумуляторов. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. При работе от аккумуляторов на выходе инвертора степ волна. Небольшие габариты и простой дизайн. Ценовая ниша - самый дешевый. Защищает от 3-х неполадок в электросети.

2)line-interactive UPS - источник бесперебойного питания характеризуется наличием времени переключения с основной сети на работу от аккумуляторов. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. Имеет автотрансформатор благодаря чему может работать в широком диапазоне входных напряжений без перехода на аккумуляторы. При работе от аккумуляторов на выходе инвертора степ волна или синусоида. Привлекательный внешний вид, небольшие габариты. Ценовая ниша - небольшая цена для тех задач которые он может решать. Защищает от 5-ти неполадок в электросети.

3) on-line UPS - источник бесперебойного питания с двойным преобразованием защищает нагрузку от большинства неполадок в сети. Переход на работу с основной сети на работу от аккумуляторов происходит без разрыва синусоиды на выходе. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. Ценовая ниша - дорого, но это лучшее, что есть на данный момент. Защищает от 9-ти неполадок в электросети. Чаще всего причина приобретения UPS инициировано только одной неполадкой в электросети - исчезновением напряжения и стремлением, обеспечить корректное завершение задач или технологических циклов. Однако нельзя забывать, что UPS решает большое количество задач, таких как стабилизация напряжения, устранение помех и искажений, информационная защита и т. д. Поэтому рассмотрим характеристику, с которой обычно начинается выбор оборудования - мощность. В данной части будут рассматриваться только UPS построенные по технологии on-line. Мощность UPS - номинальная выходная мощность источника (мощность инвертора UPS). Указывается в ВА. Обычно выходная мощность UPS указывается в названии самого источника, или указывается через слеш, дефис, таким образом мощность аппарата легко читается в названии. Следующее что необходимо узнать это соотношение активной мощности и полной на выходе инвертора, или так называемый коэффициент мощности Pf. Нагрузка UPS чаще всего носит комплексный характер и коэффициент мощности не превышает 0.8, а для компьютеров составляет около 0.7. Таким образом, логично заключить, что выходной коэффициент мощности UPS или коэффициент мощности инвертора может быть не более 0.8, что и реализовано в большинстве моделей источников. Существует ряд моделей UPS, которые имеют инвертор с коэффициентом мощности равным 1. Такие источники имеют преимущество при работе с чисто активной нагрузкой (например, нагревательные элементы). Совсем другое дело, когда мы говорим о входном коэффициенте мощности. Если Pfвых. для UPS это характеристика нагрузки, то Pfвх характеризует влияние UPS на электросеть, т.е. то количество искажений, которые вносит аппарат во внешнюю сеть. Данная характеристика напрямую влияет на возможность работы UPS с другими источниками электроэнергии (дизель-генератор). Все фирмы стремятся увеличить этот показатель и приблизить его к 1, причем во всем диапазоне нагрузок. Для этого разработаны новые IGBT выпрямители и выпрямители с коррекцией коэффициента входной мощности. Пример тому выпуск новой линии UPS PW9340 большой мощности фирмой POWERWARE, имеющими на входе IGBT выпрямитель с функцией коррекции коэффициента мощности. Одними из первых, кто стал применять UPS c IGBT выпрямителем финская фирма Fiskars, вошедшая в состав Exide El./Powerware, и начавшая серийный выпуск аппаратов по такой технологии в 1996г. (модель Profile, новое название PW9150). Применение UPS с высоким коэффициентом входной мощности позволит получить экономию электроэнергии, особенно при работе с нагрузкой имеющий нелинейный характер. Приведем пример, в 2000 году на заводе по производству волоконно-оптического кабеля под Москвой была установлена система бесперебойного электропитания обеспечивающая работу всех технологических линий цеха. Мощность системы бесперебойного электропитания составила 480кВА. Система была построена на четырех параллельно работающих UPS. Во время испытаний на реальную нагрузку были произведены замеры токов, напряжений и мощности на входе и выходе системы бесперебойного питания. К сожалению, потребителю электроэнергии приходится платить не за активную (полезную) мощность, а за полную мощность. Разница в мощности на входе и на выходе системы бесперебойного питания составила 58кВА! Необходимо учесть, что тариф за потребление электроэнергии с низким cosj (Pf) существенно выше. Таким образом, применение системы бесперебойного питания позволило не только защитить оборудование от исчезновения и провалов напряжения, но и получить существенную экономию электроэнергии.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что при выборе системы бесперебойного питания необходим комплексный подход, который позволит решить не только сиюминутные задачи, но и получить дополнительные преимущества. Применение современных UPS (аналогичных сериям PW9150, PW9305, PW9340) позволяет решать задачиэнергосбережения.

4. Перспективные направления развития ИБП. Качественный скачок в индустрии источников бесперебойного питания напрямую связан с областью информационных технологий. Широкое распространение компьютерных сетей, кардинально увеличивает возможности обработки и использования информации. Для реализации этих возможностей сетевая инфраструктура должна функционировать надежно, и одну и основных ролей в этом играет электропитание.

 Согласно результатам исследований, проведенных в США фирмами Вell Labs и IВМ, в течение месяца в электросети фиксируется около 120 нештатных ситуаций. Наиболее часто встречающиеся сбои питания - это провалы напряжения (85% случаев); возможны также высоковольтные импульсы (7.4%), полное отключение напряжения (4.7%) и слишком большое напряжение (0.7%). В России ситуация выглядит не лучшим образом, отличаясь большим разнообразием. К "стандартному" набору добавились аномалии другого рода, специфичные для отечественных сетей электроснабжения и редкие для стран Запада, - нестабильность частоты, искажения синусоидальной формы напряжения вследствие перегрузок и повышенное напряжение. В соответствии с ГОСТ 13109-87 изменение напряжения допускаются в пределах ±10%, частоты - ±1 Гц, коэффициента нелинейных искажений - <8%. Необходимо всегда внимательно изучать инструкцию по эксплуатации любого элемента сетевого оборудования и требования производителя к параметрам электрической сети. Если требования производителя оборудования жестче, чем требования ГОСТа, лучше сразу обеспечить требуемый режим работы. Среди основных последствий некачественного электропитания сетевого оборудования можно выделить следующие: временные перебои в работе сети (а следовательно, недоступность сетевых ресурсов): потеря данных, хранящихся в оперативной памяти сетевых устройств, и сбои при телефонных вызовах, выход оборудования или отдельных его узлов из строя (оборудование, как правило, работает круглосуточно и в малообслуживаемом режиме).

                Вычислительные устройства объединенные в сеть более подвержены ошибкам из-за проблем с электропитанием. Это вызвано тем, что оборудование сетевых узлов хранит значительные объемы данных в оперативной памяти, и вероятность потери или искажения этих данных, как и сбоя в работе оборудования, при снижении качества электропитания существенно возрастает.