Общетехнические вопросы по ИБП

На эту тему нами написана отдельная статья «Батареи для ИБП и автомобильные аккумуляторы. В чем различие?». В ней содержится исчерпывающая информация по данному вопросу.

Для On-Line ИБП тепловыделение может составлять примерно 10% (5–15%) от номинальной мощности при работе на максимальную нагрузку. В моделях серии LT (Long Time) добавляется повышенное тепловыделение более мощных зарядных устройств. Что касается маломощных блоков (1–3 кВА) стоящих в комнате, то их тепловыделение можно не принимать в расчет. Если мощный или сверхмощный ИБП установлен в маленьком помещении, то необходимо отводить тепло с помощью системы вентиляции и кондиционирования (СВК). Холодопроизводительность такой СВК должна быть больше максимального паспортного тепловыделения ИБП, а также других тепловых источников в данном помещении. Линейно-интерактивные ИБП (Line-Interactive) при работе в сетевом режиме почти не греются. Выделать тепло может лишь зарядное устройство (ЗУ). Некоторые онлайн ИБП имеют энергосберегающий режим, аналогичный линейно-интерактивному. Устройства переходят в него (при разрешенных установках), если параметры электросети близки к идеальным. Аккумуляторные батареи не выделяют значительного количества тепла, однако их большие массивы уже требуют СВК и температурной компенсации зарядного тока.

ИБП могут генерировать выходное напряжение следующих форм: прямоугольная форма, аппроксиматичная синусоида, чистый синусоидальный сигнал. Для защиты некоторых видов нагрузок требуется именно синусоидальная форма сигнала: Электродвигатели. Обрабатывающие станки. Сервоприводные устройства технологических производственных линий. Любое другое оборудование, содержащего моторы, например, котельные. Везде где требуется минимальное количество сетевых помех: медицина, научная техника, аудиосистемы и др. Все современные онлайн ИБП оснащены преобразователями с широтно-импульсной модуляцией, формирующими синусоидальное напряжение идеальной формы даже при работе на нелинейную нагрузку. Прочтите дополнительную статью на эту тему: «Инвертор (Inverter). Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)».

Стандартным временем автономной работы ИБП считается время 5–10 мин. Оно определяется необходимостью защиты компьютерной нагрузки от кратковременных отключений (1–3 мин и меньше) с последующим восстановлением, а также небольшим запасом для возможности штатного отключения нагрузки, сохранения информации и «свертки» операционных систем. Такое время резерва гарантируется минимальным внутренним набором штатных АКБ. Тем не менее, часто возникает необходимость защиты критичной нагрузки при более длительных авариях в электросети от нескольких десятков минут до нескольких часов. Для этих целей компания N-Power выпускает целый класс устройств с литерой LT (Long Time). Они предназначены для работы с внешними батареями и оснащены более мощным зарядным устройством (в сравнении со стандартными моделями), позволяющим заряжать батарейные комплекты большой ёмкости. Примеры: Pro-Vision Black LT, Pro-Vision Black M LT, Grand-Vision LT и др. Примечание: все источники бесперебойного питания мощностью свыше 30 кВА обычно предназначены для работы с внешними батарейными комплектами и могут также считаться устройствами для длительного резерва.

ИБП резервного типа (офф-лайн) – это устройство с автоматическим переключателем в схеме, которое при работе в сетевом режиме обеспечивает подключение нагрузки непосредственно к внешней питающей электросети, а в резервном – переводит ее на питание от батарей. Cм. статью «ИБП резервного типа (Off-Line или Standby)». Линейно-интерактивный ИБП – это устройство, выполненное по схеме с переключающим устройством (офф-лайн) и дополнительным автоматическим регулятором напряжения (AVR) на базе автотрансформатора с переключаемыми обмотками (ступенчатым стабилизатором). См. статью «Линейно-интерактивный ИБП (Line-Interactive)».

Оговоримся, что речь идет о заряде аккумуляторных батарей ИБП. После инсталляции ИБП, мы проводим его первичный запуск от электросети. При этом аккумуляторы сразу начинают заряжаться. С этого момента блок сам «заботиться» о своих батареях, заряжает их и поддерживает в оптимальном состоянии при нормальном входном сетевом напряжении. Замечания: Если АКБ разряжены (например, после долгого хранения или после длительной работы в автономном режиме) зарядите АКБ не менее 10–12 часов. ИБП комплектуются свинцово-кислотными батареями АКБ с гелеобразным электролитом (технология AGM). Такие батареи поставляются заряженными на 70–90%, тем не менее перед тестированием ИБП в автономном режиме рекомендуется заряд до 100%. Ёмкость батарейного комплекта должна соответствовать току зарядного устройства (ЗУ) ИБП. Если ток меньше, то увеличивается время заряда, если больше, то возможно вздутие и выход из строя АКБ. Современные ИБП (например, N-Power Evo) оснащены ЗУ с температурной компенсацией тока заряда, что позволяет продлить срок службы аккумуляторных батарей. Время восстановительного заряда глубоко разряженных батарей может составлять 8–10 часов в зависимости от их ёмкости и мощности ЗУ. Многие современные ИБП (например, N-Power Evo) позволяют ограничивать зарядный ток батарей для работы с батарейными комплектами небольшой мощности, а также для совместной работы с дизельными электростанциями. Некоторые модели ИБП имеют возможность ручного включения/отключения зарядного устройства. Внимательно читайте инструкцию по эксплуатации! Для нормальной автоматической работы ЗУ должны быть сделаны правильные установки.

Мы относим к маломощным ИБП однофазные устройства до 10 кВА включительно. Ознакомиться с каталогом маломощных блоков бесперебойного питания N-Power можно здесь. Модели мощностью до 3 кВА обычно комплектуются силовыми кабелями для их подключения к розетке и соединения с компьютерной нагрузкой. Модели 6, 8, 10 кВА подключаются к электрощиту отдельным силовым кабелем посредством клеммной колодки «под винт». Замечание: Верхняя граница мощности для маломощных ИБП носит условный характер. Она зависит от сферы применения и может составлять, например, для домашнего использования 2–3 кВА, а для промышленности 6–15 кВА. Более широко распространён «домашний подход»: маломощное ─ это то что включается в стандартную «евророзетку» (однофазные устройства, потребляющие не более 16 Ампер). Самыми маломощными (для питания АТС, сетевых устройств, небольших ПК и др.) считаются линейно-интерактивные ИБП (модели 300–1000 ВА). Сложилось так, что On-Line ИБП на сверхмалые мощности почти не производятся.

Мы считаем, что мощными ИБП являются трехфазные устройства свыше 20 кВА. Каталог мощных трехфазных блоков бесперебойного питания N-Power находится здесь. Необходимо отметить, что есть промежуточная группа устройств мощностью 10–20 кВА с трехфазным входом и однофазным выходом, которую можно отнести как к мощным, так и маломощным ИБП. Мы отнесли её к маломощным.

Итальянский ИБП – это устройство разработанное и произведенное в Италии, для которого используются высококачественные комплектующие изделия выпущенные в ЕС. На самом деле, это надежное изделие европейского качества. Италия первой в Европе начала массовую разработку, выпуск и применение систем бесперебойного питания. Это было связано с регулярными забастовками рабочих энергетических отраслей в 70-х годах прошлого столетия, что повлекло множественные веерные отключения электропитания и, соответственно, привело к необходимости развития производства ИБП. Пример итальянского ИБП: модель N-Power Evo

Можно предположить два различных значения данного термина. Некоторое время назад выпускались ИБП, встраиваемые в системный блок компьютера. Они монтировались на место жесткого диска или дисковода 5.25" (если кто то еще помнит). У них была маленькая мощность и крайне низкое время автономии (2–3 минуты). Компания N-Power никогда такие не выпускала и не поставляла такие блоки. Мы считаем, что «серьезный» ИБП должен быть выполнен в виде отдельного устройства. Возможно имеется в виду ИБП в специальном корпусе для монтажа в промышленную стойку 19". Компания N-Power производит такие модели, см. например, серии Pro-Vision Black RM / LT, Grand-Vision RM / LT и др. в исполнениях Rack Mount (RM) или Rack Tower (RT). В зависимости от выходной мощности такое устройство может иметь высоту от 2U до 6U (традиционно измеряется в стандартных юнитах). ИБП для промышленных стоек могут быть как со встроенными, так и внешними батареями (модификации LT). Для аккумуляторов, в свою очередь, также выпускаются специальные корпуса для промышленных стоек. Либо их можно свободно располагать на открытой полке или даже в отдельном батарейном кабинете, стоящем рядом.

Мы можем привести, как минимум, 3 примера, когда ИБП можно считать уличным: Уличный ИБП – это устройство в специальном защитном корпусе, позволяющем эксплуатировать его на открытом воздухе под воздействием таких факторов окружающей среды, как атмосферные осадки и перепады температуры. Также под уличным ИБП можно понимать устройство, предназначенное для работы под крышей, но в холодном, не отапливаемом помещении (гараж, подвал, навес, пристройка, бытовка и др.). Можно частично считать уличными приборы для эксплуатации в особо тяжелых погодных условиях, и установленные в специальных погодных контейнерах, например: арктическом или тропическом контейнере. Данные контейнеры оборудованы климатическими системами: обогревателями или кондиционерами. Хотя возможно это уже не уличные ИБП, ведь у них свой микроклимат. Рекомендации сервис-центра компании N-Power: Мы рекомендуем избегать установки ИБП на улице и в холодных помещениях. Конечно, возможно применение блоков в спец. корпусах с защитой IP54 и выше, однако, они чрезвычайно дороги. Кроме того, аккумуляторные батареи также должны находится в тепле (~20°C), иначе произойдет частичная потеря емкости. Специалисты N-Power не разделяют стремление некоторых пользователей разместить ИБП (весьма дорогостоящий прибор) на улице. Тем не менее, если возникла острая потребность, необходимо и аккумуляторные батареи монтировать в специальном корпусе с подогревом. Здесь могут помочь обогреватели для электрических распределительных щитов (существует целый класс таких приборов). Необходимо так же учесть полезный эффект тепловыделения самого ИБП. А бесперебойники малой мощности можно при необходимости располагать в подогреваемых уличных электрощитах при наличии в них свободного пространства. Также не следует размещать ИБП в неутепленных чердачных помещениях, которые могут разогреваться в солнечную погоду до +30–45°C. При этом будет происходить быстрая деградация АКБ и уменьшение срока их службы в несколько раз. Для электронных блоков ИБП определен допустимый диапазон эксплуатации 0–40°С. В случае превышения температуры необходимо снижать мощность нагрузки или может произойти повреждение. Также необходимо помнить о повышенной влажности и образовании конденсата при уличной эксплуатации. А это недопустимо! Вот как выглядят стабилизаторы напряжения в корпусе IP54 для установки на улице «под открытым небом».