Появление этой статьи вызвано часто встречающимся непониманием технических терминов, характеристик и особенностей источников бесперебойного питания (ИБП ) или UPS . К выбору ИБП необходимо, на наш взгляд, подходить также основательно как и к выбору автомобиля . При этом решающую роль могут играть не только основные характеристики:

• мощность ИБП/UPS,
• габариты ИБП/UPS ,
• время автономной работы, и т. д.

но и такие характеристики как: удобство в управлении и обслуживании, дизайн

В последнее время появилось определенное количество статей в которых вводятся расчетные величины и с легкостью доказывается превосходство одной марки UPS над другой. При этом некоторые технические характеристики не указываются или указываются только те, которые выгодно показывать для данных моделей. Характерный пример - обычно в каталогах на UPS небольшой мощности обычно не указывается величина допустимой перегрузки инвертора, на основании этого в одной из статей был сделан вывод, что UPS многих фирм (Off-line и line-interactive) не могут работать с перегрузкой. В данной статье мы постараемся воздержаться от введения каких-либо искусственных технико-экономических показателей. Однако мы понимаем, что вопрос цены, в большинстве случаев является определяющим при выборе UPS . Вернемся к UPS и тем особенностям, техническим характеристикам, на которые необходимо обращать внимание при выборе оборудования.

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.

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.

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.

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.

Коэффициент мощности.

Коэффициент мощности - величина очень универсальная и характеризует не только выходные данные ИБП , как источника электрической энергии для потребителя, но и сам ИБП как нагрузку для трансформаторной подстанции, дизель-электростанции или другого источника электроэнергии. Определение:

Коэффициент мощности Pf - отношение средней мощности переменного тока к произведению действующих значений напряжения и тока. Наибольшее значение Pf. равно 1.

Электрическая мощность (э. м.) - физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. При переменном токе произведение мгновенных значений напряжения и и тока i представляет собой мгновенную мощность: р = ui, т. е. мощность в данный момент времени, которая является переменной величиной. Среднее за период Т значение мгновенной Э. м. Называется активной мощностью.

Активная мощность (P) - среднее за период значение мгновенной мощности переменного тока. А. м. Р зависит от действующих значений напряжения U и силы тока I и от косинуса j, где j - угол сдвига фаз между U и I. Единица измерения А. м. - ватт (Вт). В цепях однофазного синусоидального тока Р = UI cosj. Активная Э. м. характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую, световую и т. п.). Э. м., характеризующая скорость передачи энергии от источника тока к приёмнику и обратно, называется реактивной мощностью.

Реактивная мощность (Q) - величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока. Р. м. Q равна произведению действующих значений напряжения U и тока /, умноженному на синус угла сдвига фаз j между ними: Q = UI sinj. Измеряется в варах.

Полная мощность , кажущаяся мощность, величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока в цепи I и напряжения U на её зажимах: S=U?I; для синусоидального тока (в комплексной форме) и связана с активной и реактивной Э. м. соотношением: S2= P2+ Q2 , где Р - активная мощность, Q - реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q < 0). Измеряется в ва. Для цепей несинусоидального тока Э. м. равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник:

Для трехфазных цепей Э. м. определяется как сумма мощностей отдельных фаз.

Р. м., потребляемая в электрических сетях, вызывает дополнительные активные потери (на покрытие которых расходуется энергия на электростанциях) и потери напряжения (ухудшающие условия регулирования напряжения). В некоторых электрических установках Р. м. может быть значительно больше активной мощности. Это приводит к появлению больших реактивных токов и вызывает перегрузку источников тока. Для устранения перегрузок и повышения мощности коэффициента электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности. Для этой цели вполне подходят источники бесперебойного питания с высоким коэффициентом входной мощности.

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 PW 9340 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 Electronics./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.

• Потребляемая мощность системы бесперебойного электропитания - 187кВА/187кВт
• Коэффициент мощности - 1.0
• Мощность потребляемая цехом - 245кВА/169кВт
• Коэффициент мощности - 0.69 КПД системы 90.3%

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 58 кВА ! 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 PW 9150 (Powerware 9150), PW 9155 (Powerware 9155), PW 9305 (Powerware 9305), PW 9340 (Powerware 9340), PW 9370 (Powerware 9370) ) позволяет решать задачи энергосбережения. .

"Электросистемы"
Соколов С.В. директор по развитию ТХ "Электросистемы"

Вспомним кое-что из физики

При оценке мощности, потребляемой нагрузкой, следует учитывать полную мощность. Полная мощность (единица измерения ВА – вольт-ампер) - это вся мощность, потребляемая электроприбором. Она складывается из активной (единица измерения "Вт" - Ватт) и реактивной (единица измерения ВАР – вольт-ампер реактивный) составляющих мощности. Потребители электроэнергии зачастую имеют как активную, так и реактивную составляющие.

. У этого вида нагрузки вся потребляемая энергия преобразуется в тепло. У целого ряда устройств данная составляющая является основной. К ним относятся, например, электроплиты, осветительные лампы, электрообогреватели, утюги, ТЭНы и т. д.

Реактивные нагрузки . Практически все остальное. Они могут носить индуктивный и емкостной характер. Типичный представитель электроустройства, имеющего индуктивную составляющую нагрузки - электродвигатель. Полная мощность (Р) и активная мощность (Ра) связаны между собой коэффициентом cosФ.

Ра = cosФ х P

В чем же заключается методика подсчета мощности электропотребителей?

Для того, чтобы сделать оптимальный выбор модели ИБП по критерию необходимой мощности, нужно рассчитать суммарную мощность, потребляемую Вашей нагрузкой. Под нагрузкой, в данном случае, подразумеваются все электроприборы, находящиеся в Вашем доме (офисе, квартире, производственном помещении), подлежащие защите.

Мощность, потребляемую конкретным устройством, лучше всего определить по паспорту или инструкции по эксплуатации на это изделие. Иногда потребляемая мощность и коэффициент cosФ указываются на задней стенке прибора или устройства. Следует учесть, что величина мощности в документах на разные приборы может быть указана либо в ваттах, либо в вольт-амперах. В целях избежания ошибок при расчетах мощности устройств суммируем отдельно по каждой единице измерения в две колонки.

1. перечислим все электропотребители, подлежащие защите;
2. просуммируем их мощности как указывалось выше;
3. приведем полученные результаты к одной единице измерения мощности (лучше в вольт-амперах). Для этого:

   Если в паспорте указана активная мощность и коэффициент cosФ, то легко пересчитать ее в полную мощность. Для этого активную мощность в "Вт" нужно разделить на cosФ. Например, если на изделии написано, что активная мощность составляет 700 Вт и cosФ = 0,7, то это означает, что потребляемая полная мощность будет равна 700/0,7=1000 ВА. Если cosФ не указан, то для примерного расчета примем его равным 0,7.

Рассчитанную таким образом мощность следует сложить с суммой мощностей по другой колонке (просуммированной в ВА).

Примечание : для электроприборов, имеющих только активную нагрузку, коэффициент cosФ принимаем равным 1.

Следует учесть еще один крайне важный момент - пусковые токи. Любой электродвигатель (компрессор) в момент включения потребляет энергии в несколько раз больше, чем в номинальном режиме. В случае, когда в состав нагрузки входит электродвигатель, (например: погружной насос, холодильник, дрель), его паспортную потребляемую мощность необходимо умножить, как минимум, на 3 (лучше на 5) во избежание перегрузки стабилизатора или ИБП в момент включения устройства. Внесите эти коррективы в Ваши расчеты.

Итак, мощность подсчитана.

Однако учтем еще два момента.

1. В жизни практически не бывает случаев, когда одновременно работает абсолютно вся нагрузка. В самом деле, если Вы встречаете гостей, то вряд ли в это время стирается белье, днем освещение не включается и т. д. На практике существует такое понятие как "коэффициент одновременного включения". Таким образом, посчитанную величину можно уменьшить (т.е. умножить примерно на коэффициент 0,3-0,5).
2. С другой стороны недопустимо, чтобы работал в режиме полной загрузки. Для создания "щадящего" режима работы полученную в результате предыдущих расчетов мощность желательно увеличить примерно на 10-15%. Этим Вы увеличиваете срок службы техники, повышаете надежность и создаете себе резерв мощности для подключения нового оборудования.

Искомая цифра найдена. Теперь, основываясь на конкретных примерах, выберем ИБП.

Для облегчения задачи определения мощности можно привести таблицу с примерными данными потребления элетроэнергии бытовой техники.

• Холодильник – до 1 кВт
• Телевизор - 0,08 кВт
• Стиральная машина - 1,5 кВт
• Электрочайник - 2 кВт
• Пылесос – 0,8 кВт
• Утюг - 1 кВт
• Микроволновая печь - 1 кВт
• Освещение (лампы накаливания – 1 шт.) – 0,06 кВт.
• Компьютеры и мониторы:

Мощность потребления современных мониторов CRT

• 15" 70-100 Вт
• 17" 90-110 Вт
• 19" 100-150 Вт
• 22" 110-180 Вт

Мощность потребления современных мониторов LCD

• 15" - 25-45 Вт
• 17" - 35-50 Вт
• 19" - 40-60 Вт

Иногда это происходило в момент, когда вы печатали важный доклад или вот-вот были готовы перейти на новый уровень в игре; резкое отключение компьютера влекло за собой потерю данных, и приходилось все начинать сначала. Один раз вы закрыли на это глаза, второй, третий, но при очередном сбое может случиться так, что одна некорректная сессия записи данных разрушит всю файловую систему. Согласитесь, обидно за считанные секунды лишиться коллекции любимой музыки или фильмов, которую вы собирали несколько лет. Чтобы этого не произошло, есть 10 простых советов, которые помогут вам выбрать правильный источник для защиты вашей техники.

Совет 1. Определитесь, какое именно оборудование вы хотите защитить, и насколько для вас важна возможность непрерывной работы.

Сегодня компьютер сложно представить без периферийной техники (сканеров, принтеров и т. д.), вплоть до телефона и домашнего кинотеатра. Почти вся эта техника подвержена негативному влиянию скачков напряжения, как со стороны электросети, так и через линии передачи данных. Самый простой способ обезопасить домашнюю электронику от разрушительных электромагнитных помех и скачков напряжения - сетевой фильтр. Но он подходит для техники, отключение которой из-за сбоя в системе электропитания не приводит к потере данных, например, принтера или факса. Более чувствительные к качеству электропитания устройства, например, персональный компьютер или внешний жесткий диск, лучше защищать источниками бесперебойного питания (ИБП). Встроенная в них аккумуляторная батарея продолжает подачу электропитания, и позволяет в случае исчезновения напряжения в сети сохранить ценную информацию.

Конечно, сетевой фильтр можно использовать и для ПК, но тут каждый решает сам - насколько ему важно при отключении электроэнергии еще какое-то время продолжать работу. Если для вас не критично, что при сбое в сети вы не доиграете в игру и не сможете распечатать на принтере документ, то целесообразно купить простой сетевой фильтр. Если же для вас важно в любой момент иметь возможность доделать презентацию или завершить загрузку нужного файла из Интернета, то без ИБП с функцией резервного питания не обойтись.

Если компьютер оборудован источником бесперебойного питания, пользователь может продолжать работу или наслаждаться интересной игрой, не обращая внимания ни на скачки напряжения, ни на отключение света. Того времени, которое компьютер сможет проработать в автономном режиме, хватит для корректного завершения работы операционной системы и прикладных программ.

ИБП - это еще и выгода. Посчитайте, в случае перегорания, стоимость нового электронного устройства может измеряться десятками тысяч рублей, или же вы можете подстраховаться и купить ИБП, стоимость которого зачастую в несколько раз ниже.

Совет 2. Выясните, какие проблемы чаще всего возникают в электроснабжении в вашем доме.

Диапазон выпускаемых ИБП очень широк как по характеристикам, так и по цене. Чтобы не ошибиться с выбором, нужно выяснить, какого рода проблемы есть в электроснабжении, какого сбоя можно ожидать, и в соответствии с этим выбрать подходящий тип ИБП с простой, сложной или супер-навороченной степенью защиты. Поэтому, прежде чем отправляться в магазин, по внешним признакам постарайтесь определить, как часто у вас скачет напряжение, мигают ли лампочки, как часто происходит полное незапланированное отключение электроэнергии. Также обратите внимание, какое питание требуется вашему компьютеру. Если у вас дома стоит мощная игровая станция или оборудование премиум-класса, то и защита потребуется соответствующая.

Есть три основных технологии (топологии), по которым производятся ИБП; они различаются по следующим параметрам: какое напряжение на выходе формирует источник бесперебойного питания, насколько оно стабилизировано, и как изменяется при переходе на батарею. Еще один важный фактор - время переключения ИБП в режим работы от аккумуляторной батареи. Для того, чтобы работа компьютера не прерывалась, переключение должно происходить быстро, как правило, не более чем за 10 миллисекунд. В зависимости от этого ИБП делятся на резервные, линейно-интерактивные и он-лайн (или двойного преобразования).

Резервные ИБП (или ИБП офф-лайн) - самый простой тип, который в случае пропадания напряжения во внешней сети в течение 10 миллисекунд переключается на батарею. Если вам просто нужно защитить компьютер, то резервного источника будет вполне достаточно. Но в таком ИБП отсутствует стабилизатор, и если у вас в домашней сети скачет напряжение, ИБП будет чаще переходить на батарею, что пагубным образом скажется на сроке службы батареи источника бесперебойного питания.

Когда напряжение нестабильное т.е. часто «скачет» в диапазоне 175-190 В, можете заранее подготовиться к тому, чтобы через год-полтора придется покупать новые батареи. Самым оптимальным вариантом в таком случае будет использование линейно-интерактивного ИБП с автоматическим регулятором напряжения. Такой источник, перед тем как переключиться на батарею (примерно, 2-4 миллисекунды), попытается скорректировать форму выходного напряжения в случае понижения или повышения сигнала во внешней сети. Пониженное напряжение электросети автотрансформатор на выходе ИБП стабилизирует до допустимого уровня путем переключения на повышающую обмотку, а при повышенном напряжении - на понижающую обмотку. ИБП этого класса стоят дороже, но и степень защиты техники значительно выше.

Самое жесткое стабилизированное напряжение (около ±1%) и нулевое время переключения на батарею обеспечивают он-лайн ИБП . Такой источник постоянно преобразовывает входящую энергию в напряжение постоянного тока и регенерирует ее в режиме реального времени, обеспечивая питание компьютерного оборудования. Источники бесперебойного питания он-лайн чаще всего применяются в серверных для защиты очень чувствительного оборудования; для дома нет острой необходимости в покупке такого дорогостоящего ИБП.

Совет 3. Покупайте ИБП, мощность которого на 20-30% превышает мощность вашей системы.

При выборе того или иного ИБП следует ориентироваться на технические характеристики защищаемого оборудования, главная из которых - это мощность. Подключение компьютера, мощность которого превышает номинальную мощность самого ИБП, приведет к перегрузке источника бесперебойного питания, его отключению и, как следствие, отключению самого компьютера. Чтобы этого не произошло, вам нужно знать мощность подключенного к ИБП оборудования, и выбрать ИБП, чья номинальная мощность больше максимальной мощности нагрузки. Желательно, чтобы мощность ИБП на 20-30 % превышала мощность защищаемого оборудования. Так, если мощность вашего оборудования 750 ВА, значит, мощность ИБП должна быть не ниже 1000 ВА (1 кВА).

Для примера, ИБП мощностью 350-500 ВА подойдут для электропитания стандартного компьютера с ЖК-монитором, ИБП мощностью 700-1500 ВА уже может быть достаточно для домашнего игрового компьютера с монитором, включая отдельные периферийные устройства. Такая нагрузка, как лазерный принтер, требует ИБП мощностью от 1500 ВА, хотя для него вполне хватит защиты сетевым фильтром.

Если вы все-таки не можете определить, какой ИБП вам нужен, то воспользуйтесь специальными программами, которые можно найти на сайтах разработчиков ИБП. Там вы просто указываете модель своего компьютера, его «начинку», и система выдаст вам мощность, которую потребляет ПК в данной конфигурации. Такой точный расчет позволит избежать завышенной переоценки по мощности. Ведь на блоках питания пишут максимальную мощность, реальное потребление которой зависит от компонентов, которые есть в ПК.

Совет 4. Определите, какое время автономной работы вам требуется.

Одной из главных характеристик ИБП является время автономной работы, в течение которого он поддерживает питание компьютера. Время резервирования в каждом отдельном случае зависит от мощности ИБП и защищаемого оборудования. Средняя продолжительность автономной работы составляет 5-7 минут, как правило, этого вполне достаточно, чтобы сохранить все открытые документы и корректно завершить работу. Но если вам для автоматического закрытия очень сложных систем требуется большее время, без проблем можно подобрать соответствующий ИБП в зависимости от параметров системы. Например, APC Back-UPS ES 700 поддерживает работу стандартного десктопа (например, с потребляемой мощностью 200 Вт) в течение 15 минут.

Также время резервирования ИБП увеличивает установка дополнительных батарей, там, где ИБП имеет разъемы для подключения внешних штатных батарей. Однако существует ошибочное мнение, что чем мощнее ИБП, тем он дольше будет работать. Большой по мощности ИБП только в том случае проработает больше, если нагрузка на него будет меньше максимальной. Правильнее смотреть предоставляемые производителем ИБП графики или таблицы времени автономной работы в зависимости от мощности защищаемого оборудования.

Основная задача источника бесперебойного питания - защита компьютера и данных, поэтому программы сохранения файлов поставляются практически со всеми ИБП. Такое программное обеспечение отображает параметры электросети и состояние работы ИБП, а во время продолжительного сбоя в сети автоматически сохраняет все данные в открытых приложениях. Эта удобная функция позволяет не потерять информацию, даже если вас не было рядом с компьютером во время отключения электропитания. Когда электроснабжение восстановится, а вы вернетесь к своему рабочему месту, то даже не заметите, что что-то произошло.

Совет 6. Покупайте ИБП, у которых достаточно розеток для периферийных устройств, и есть разъемы для защиты телефонной линии.

Пользователи обычно используют ИБП для защиты не только ПК, но и периферийной техники. Если вы планируете подключать к ИБП различные устройства (ЖК-телевизор, принтер и т.д.), убедитесь, что источник бесперебойного питания имеет специальные розетки с защитой от скачков напряжения. При наличии модемов и факсов хорошо, чтобы ИБП обеспечивал защиту телефонной линии. Представьте себе, что из-за грозы в проводе, соединяющем компьютер с внешней сетью, формируется избыточное напряжение. Если линия защищена ИБП, то можно не беспокоиться, что возникшая помеха дойдет до модема и выведет его из строя. Некоторые модели ИБП также имеют разъемы для защиты сетевого оборудования, подключенного к локальной сети.

Совет 7. Перед покупкой ИБП решите, где он будет располагаться в квартире.

При покупке ИБП необходимо учитывать такой параметр, как шум, и заранее подумать о размещении источника. ИБП, работающий от батареи, генерирует порядка 40-45 децибел на расстоянии 1 м от ИБП, что может вызывать раздражение. Поэтому не рекомендуется размещать работающий источник в спальне. Если это необходимо, для снижения шума поставьте ИБП за перегородку, а не рядом с кроватью, соблюдая при этом условия для эффективного охлаждения ИБП.

Совет 8. Покупайте ИБП с понятной индикацией и средствами управления.

Каждому пользователю приятно, когда информация о работе системы поступает к нему в понятной и удобной форме. Все ИБП информируют пользователя с помощью звуковых сигналов, например, о переключении в режим работы от батарей. Кроме того, ИБП имеют светодиодные индикаторы, которые сигнализируют о различных состояниях, включая внештатные, например, в случае необходимости замены батареи.

Сейчас на рынке появились инновационные ИБП с ЖК-дисплеем, на котором отображается до 20 различных параметров работы ИБП и состояния электросети таких, как время автономной работы, напряжение в сети, потребляемую мощность и т. д. Теперь, чтобы получить эту информацию, не нужно запускать специальную программу на компьютере - данные наглядно представлены на дисплее.

Является неотъемлемым залогом надёжности системы электроснабжения. Параметры ИБП должны быть строго сопоставимы с нагрузкой, которая будет подключена к ИБП. Иначе источник бесперебойного питания не принесёт желаемой пользы, а деньги будут потрачены напрасно.

Как рассчитать бесперебойник? Для этого необходимо учесть ряд параметров, ключевым из которых является мощность. Если вы купите ИБП, обладающий мощностью меньшей в сравнении с нагрузкой, то он просто не будет работать. Чтобы достаточно точно посчитать мощность необходимо вспомнить немного физики.

Коэффициент мощности нагрузки или по-другому Power Factor имеет очень важное значение при расчете мощности бесперебойника. Эта цифра показывает какую долю мощности реально потребляет нагрузка, то есть активная мощность. Если рассматривать нагрузку как идеальное сопротивление, то в этом случае значение коэффициента будет равно единице, что является максимальным значением. Конденсаторы и катушки не являются потребителями мощности, поэтому для них значение коэффициента равно нулю. В оборудовании возможно преобладание как емкостной, так и индуктивной составляющей.

К оборудованию с ёмкостной составляющей относятся компьютеры и серверы. Индуктивная составляющая присутствует в устройствах с электродвигателями, это может быть насос, кондиционер и т. п. Эта информация необходима в том случае, когда ИБП будет защищать оборудование разного типа, так как у первых коэффициент мощности стремится к единице, а у вторых находится в интервале от 0,8 до 0,9. В таком случае необходимо найти средний коэффициент мощности, чтобы получить точный результат.

Как рассчитать мощность ИБП, зная коэффициент мощности нагрузки? Чтобы вычислить мощность необходимо перемножить номинальную мощность ИБП на коэффициент мощности. В результате операции получается число, которое показывает максимальную активную мощность, которую сможет обслуживать источник бесперебойного питания. Например, мощность ИБП составляет 100 кВА, а коэффициент мощности нагрузки равен 0,9. В таком случае активная мощность нагрузки составит 90 кВт. Суммарная мощность нагрузки не должна превышать 90 кВт, а лучше если она будет несколько меньше.

Таких сложностей при расчёте мощности можно избежать, если использовать в качестве показателя выходной мощности бесперебойника. В таком случае расчет источника бесперебойного питания будет выполнен без ошибок. Большая ошибка сопоставлять мощности, выраженные в вольт-амперах и ваттах, так как величины значимо отличаются.

Также следует учитывать то, что потребляемая техникой мощность может быть несколько ниже номинальной. Такое может быть в самых различных случаях. Например, если рассматривать компьютеры, то их мощность в большинстве случаев определяется по мощности блока питания. Но не во всех случаях такой алгоритм расчёта является верным. Так, например, на компьютере может установлен блок питания, имеющий мощность 450 Вт, но суммарная мощность компонентов компьютера всего 120 Вт. Таких особенностей может быть очень много и их нужно учесть, выполняя расчет бесперебойника.

Другая ситуация, которую нужно учесть, чтобы произвести расчет работы ИБП связана с холодильником. Например, он может иметь мощность в 250 Вт, но стоит учитывать, что работает холодильник не постоянно, а только через некоторые промежутки времени. В таком случае необходимо узнать годовое потребление электроэнергии. В расчётах необходимо использовать это значение, делённое на 9. Следует заметить, что мощность нагрузки необходимо считать в ваттах.

На некоторых сайтах можно встретить расчет мощности ИБП онлайн, но они не могут выдать точных данных, потому что не учитывают подобных нюансов. Если же вы всё-таки решитесь воспользоваться подобными сервисами, то в добавок к полученному результату необходимо добавить порядка 20%. Немаловажно задуматься о перспективе роста мощности нагрузки. При росте нагрузки в будущем, лучше сразу приобрести более мощный ИБП. Аналогичная ситуация обстоит с сервисами, которые позволяют произвести расчет времени работы ИБП онлайн.

Расчёт АКБ

Если требуется расчет емкости ИБП для заданной мощности и времени работы, то применяется простая формула:

Емкость= 100*время*мощность нагрузки

Время автономной работы выражается в часах, а мощность нагрузки в киловаттах. Обращаем ещё раз внимание, что мощность выражается не в вольтамперах. Например, источник бесперебойного питания защищает компьютер с мощностью 500 Вт (0,5 кВт). Источник бесперебойного питания должен обеспечить время работы равное 2 часам. При таких условиях формула, позволяющая произвести расчет емкости батарей для ИБП приобретает следующий вид:

100*0,5кВт*8ч=400 Ач

Таким образом для нагрузки с мощностью 500 Вт для обеспечения работы в течение 8 часов необходима ёмкость аккумуляторов равная 400 Ач. Такой расчет емкости аккумулятора для ИБП применим для АКБ с напряжением 12 В. Кроме того, нужно учесть, что формула пригодна для длительного времени работы от аккумулятора, а именно порядка 9-10 часов. Это обусловлено тем, что зависимость ёмкости аккумулятора от времени заряда не имеет линейный характер на всём протяжении.

Если время работы меньше, то необходимо вводить поправки. Это связано с тем, что при маленьком времени ток разряда большой и аккумулятор отдаёт нагрузке только некоторую часть своей ёмкости. Так, если необходимо время работы в 30 минут, то результат надо поделить на два, для 2 часов уменьшить на 40%, для 4 часов – 30%, для 6 часов – 40%. Чтобы определить точно значение необходимо использовать точное значение КПД инвертора, который установлен на ИБП и сопоставить данные с кривого разряда определённого типа аккумуляторов.

После того, как найдена суммарная ёмкость, необходимо выполнить расчет количества аккумуляторных батарей для ИБП. Чтобы его выполнить нужно суммарную ёмкость разделить на ёмкость одного аккумулятора. В нашем случае суммарная ёмкость составила 400 Ач. Предположим, что ёмкость одного аккумулятора равна 50 Ач. В таком случае нам понадобится 8 таких аккумуляторных батарей.

Время работы

Многих пользователей интересует время работы, которое сможет обеспечить тот или иной бесперебойник. Как рассчитать время работы бесперебойника? Для этого необходимо знать мощность подключенной нагрузки к ИБП, коэффициент полезного действия инвертора и суммарную ёмкость АКБ.

Суммарный расчет аккумуляторных батарей для ИБП производится крайне просто. В большинстве случаев источники бесперебойного питания содержат в себе типовые аккумуляторы. Чтобы выполнить суммарный расчет батарей для ИБП нужно умножить их количество на ёмкость одной аккумуляторной батареи.

Чтобы расчет времени автономной работы ИБП КПД инвертора рекомендовано принимать равным 0,85. Суммарная мощность нагрузки должна быть выражена в ваттах. О том, как её найти мы говорили в начале статьи.

Расчет времени работы ИБП проводится по следующей формуле:

Время=суммарная ёмкость акб*напряжение акб*(КПД инвертора/мощность нагрузки)

Полученное значение является приближённым и может меняться в процессе срока службы источника бесперебойного питания. Расчет времени ИБП является приближённым, так как время зависит от износа АКБ и условий эксплуатации, в основном от температуры воздуха. Так, например, рост температуры на один градус после отметки 40°C снижает ёмкость аккумулятора на 5%, что является очень существенным. Для максимального срока службы рекомендовано понижать нагрузку на бесперебойник на каждые 10 градусов после 25°C на 20%. Или же можно организовать хорошую систему охлаждения и не допускать вообще какого-либо роста температуры, за что источник бесперебойного будет только благодарен.

Если подобные расчёты для вас являются непонятными, то вы можете обратится к специалистам в этой области или же использовать специальный калькулятор - программа расчета ИБП. Однако, в этом случае необходимо использовать проверенный софт, созданный профессионалами, чтобы избежать ошибок и неверного выбора ИБП. Плюсом таких программ является расчет . При расчёте можно выбрать тип сердечника у трансформатора. При вычислениях учитываются потери, которые возможны в сердечнике и медных проводах.

Возможны случаи, когда нет необходимости в абсолютно точных данных. В таком случае можно воспользоваться специальными таблицами, в которых приведено время автономной работы для различных видов источников бесперебойного питания. Данные таблицы включают в себя время работы в зависимости от ёмкости аккумуляторных батарей и суммарной мощности нагрузки. Таким образом, вы можете сопоставить свои данные с табличными и узнать примерное время.

Зная то, как рассчитать ИБП можно сделать наиболее правильный выбор ИБП. Теперь вы знаете, что время автономной работы зависит не от мощности ИБП или от суммарного напряжения АКБ, а от ёмкости аккумуляторов. Поэтому при выборе ИБП нужно отдавать предпочтение с большей ёмкостью аккумуляторов при соответствии с заданной мощностью. Такой выбор позволит обеспечить максимальную автономность.

Написать письмо

По любому вопросу вы можете воспользоваться данной формой.

Источники бесперебойного питания (ИБП) используются для обеспечения работы электрооборудования при отсутствии электропитания, а также для защиты от скачков напряжения в электросети. О том, как рационально выбрать ИБП, на что ориентироваться и как не совершить распространенных ошибок, будет рассказано в этой статье.

Тип

Источники бесперебойного питания делятся на три категории: резервные (offline / standby), интерактивные (line-interactive) и с двойным преобразованием (online / double-conversion).

Самым простым типом является резервный . При наличии напряжения в сети ИБП подает на выход питание от самой сети, пропущенное через встроенные пассивные фильтры. При отсутствии напряжения или при выходе его значений за установленные пределы ИБП переключает питание нагрузки на собственные аккумуляторы. При восстановлении напряжения ИБП переходит в базовый режим, подзаряжая аккумуляторы.

Главное достоинство таких ИБП - низкая цена. Основной недостаток - относительно большое время переключения на питание от аккумуляторов (4 – 15 мс), что для некоторых устройств может быть существенным. Тем не менее, к резервным ИБП можно подключать компьютеры, которые имеют механизм защиты от микроскачков напряжения.

Интерактивный тип отличается от резервного наличием ступенчатого стабилизатора напряжения, который позволяет поддерживать достаточно стабильное выходное напряжение при значительных отклонениях входного, не переходя на использование аккумуляторов. Такая схема продлевает срок службы аккумуляторных батарей и дает несколько меньшее время переключение на батареи.

ИБП интерактивного типа подойдут как для компьютеров, так и для большей части бытовой электроники, но для приборов с асинхронными двигателями (стиральные машины, холодильники) они не годятся.

ИБП с двойным преобразованием используются для питания чувствительного дорогостоящего оборудования с высокими требованиями к качеству и надежности питания - серверов, рабочих станций, активного сетевого оборудования и т.п. Получая на входе питание переменного тока, ИБП преобразует его в постоянный, а на выходе выдает опять переменный, «очищенный» ток напряжением точно 220 В. При этом аккумуляторы ИБП постоянно подключены к цепи и при отсутствии напряжения на входе никаких переключений не происходит.

Такие ИБП существенно дороже остальных, а также они сильнее греются и более шумные. Их следует размещать в помещениях, не предназначенных для постоянного пребывания людей. ИБП с двойным преобразованием могут использоваться для питания приборов с асинхронными электродвигателями, такими как холодильные или отопительные системы.

Выходная мощность

Ключевым параметром при подборе ИБП является его выходная мощность, которая указывается в вольт-амперах (VA) или ваттах (W). Она должна соответствовать потребляемой мощности нагрузки, поэтому перед покупкой ИБП необходимо определиться с суммарной мощностью защищаемых устройств. Как правило в паспорте прибора-нагрузки (либо в описании прибора на сайте производителя) указывается максимально потребляемая мощность устройства при штатной работе, выраженная в ваттах. Если к одному ИБП планируется подключить несколько устройств, то необходимо суммировать потребляемую мощность каждого из них.

Чтобы не допустить распространенных ошибок, необходимо учитывать следующие факторы.

Указываемая производителями выходная мощность ИБП в вольт-амперах (VA) часто не совпадает с мощностью этого же устройства в ваттах (W). Поэтому, если мощность нагрузки дана в ваттах, при выборе ИБП следует обращать внимание на мощность ИБП именно в ваттах, а не вольт-амперах, и наоборот. Если ошибиться и приобрести ИБП с недостаточной выходной мощностью, то нагрузку запитать не удастся, и деньги будут потрачены впустую.
Некоторые устройства с электродвигателями (холодильники или лазерные принтеры) имеют так называемые «стартовые (пусковые) токи». В момент включения они потребляют ток гораздо большей силы, чем при штатной работе. ИБП может быть не в состоянии обеспечить такой ток, хотя будет иметь выходную мощность достаточную для обеспечения штатной работы устройства. В таких случаях необходимо подбирать ИБП с выходной мощностью, обеспечивающую пиковую нагрузку. Информацию о максимальных «пусковых токах» следует искать в паспортах устройств, сопроводительных инструкциях и на сайтах производителей.

Время работы

Время автономной работы ИБП под нагрузкой является другим ключевым параметром, который следует учитывать при выборе. Сколько времени подключенное устройство сможет проработать без сетевого электропитания, зависит от емкости батарей. Чтобы не переплачивать за ненужную емкость, при выборе устройства необходимо подходить к вопросу продолжительности автономной работы максимально рационально. Производители указывают время автономной работы, рассчитанное при работе ИБП под полной нагрузкой. Так, если ИБП имеет выходную мощность в 400 Вт и время автономной работы при полной нагрузке 3 мин , а нагрузкой является компьютер с монитором суммарной мощностью в 300 Вт, то реальное время автономной работы устройств будет немного большим (следует учитывать, что время автономной работы зависит от мощности нагрузки нелинейно, поэтому прямые пропорции составлять не следует). Некоторые производители на своих сайтах размещают графики времени автономной работы ИБП в зависимости от нагрузки или выкладывают значения по нескольким контрольным точкам - информацию можно почерпнуть оттуда.

Если ИБП нужен для сохранения рабочих документов на компьютере в случае отключения электропитания, то нескольких минут работы будет достаточно, чтобы корректно завершить работу компьютера. Если, напротив, стоит задача обеспечить максимально большой срок автономной работы, следует выбирать ИБП с возможностью подключения резервных батарей в отдельном корпусе и, соответственно, докупить еще один комплект аккумуляторов.

В ситуациях, когда ИБП используется для защиты устройств, требующих непрерывной работы (например, ключевое ИТ-оборудование, холодильные установки, оборудование кондиционирования), и нет возможности обесточить приборы, произвести обслуживание и замену потерявшего ресурс батарейного комплекта, следует выбирать ИБП с возможностью «горячей замены » батарей, то есть замены комплекта батарей без выключения ИБП из сети и обесточивания подключенной нагрузки.