Подключение непривычных нагрузок к источнику бесперебойного питания (UPS)
Эту статью буду пополнять по мере использования своего Источника Бесперебойного Питания (далее ИБП) с различными нагрузками.
В связи с необходимостью сверления некоторого количества отверстий в бетоне, в отсутствие электросети, решил воспользоваться недавно купленным для компьютера ИБП OffLine мощностью 600 VA. Подробнее на https://oldoctober.com/ru/
Как выбрать источник бесперебойного питания
Источник бесперебойного питания устанавливается:
- на одно рабочее место
- для офиса
- для серверной станции
При выборе источника бесперебойного питания (ИБП) вам необходимо учитывать, сколько времени вам необходимо для корректного отключения вашего персонального компьютера. Если вы предполагаете установить UPS только на одно рабочее место, то отдайте предпочтение линейно-интерактивным источникам питания. В данной ситуации вы будете обеспечены достаточным временем для завершения работы и убережете свой компьютер от возникновения поломок.
Если вы выбираете бесперебойный источник питания для обеспечения постоянного напряжения в офисе или для серверной станции, отдайте предпочтение ИБП doubleconversion. Данные источники питания смогут обеспечить довольно длительное время автономной работы. Даже при выходе из строя инвертора, такой ИБП будет продолжать работать и даст возможность не потерять важные данные.
При выборе бесперебойного источника питания внимательно изучайте паспорт устройства, выбирайте нужный уровень мощности в зависимости от того, сколько нужно времени для автономной работы. Не пытайтесь установить дополнительные аккумуляторные батареи, если UPS не предназначен для этого.
При выборе UPS лучше всего положиться на мнение специалистов, услуги которых можно заказать легко и быстро на сайте youdo.com. Заказ можно оформить оперативно, а услуги исполнителей стоят недорого.
Что можно подключать к ИБП?
Что, кроме компьютера можно подключать к ИБП? Если обратиться к официальным ресурсам производителей, то там рекомендуют подключать такую технику, как собственно компьютерное оборудование (системный блок, монитор, дисковые хранилища и т.д.), а также различное сетевое оборудование (коммутаторы, роутеры, модемы и т.д.), терминалы (банкоматы, кассы и т.д.), и даже бытовую технику (телевизоры, звуковые системы и т.д.). Такое оборудование, как сканер, подключается только к сетевому фильтру. Для принтеров нужно учитывать следующее. Если принтер имеет небольшую мощность (матричный или струйный, формата А3 - А4), тогда его можно подключить к бесперебойнику - через специально выделенный на задней панели разъем (белого цвета и обозначен значком "принтер"). Лазерный принтер имеет мощность до двух киловатт и более, поэтому его нельзя подключать к ИБП, а только через фильтр. Дорогие цветные лазерные принтеры подключают через мощные ИБП среднего класса (от трех киловатт и более).
Ни в коем случае нельзя подключать к ИБП лазерные принтеры (если их мощность 2 кВт и более), сканеры, копировальные аппараты, МФУ, пылесосы, любые электронагревательные приборы - кипятильники, паяльники, грелки, микроволновки и т.д. Вендоры говорят, что в случае подобных "несанкционированных" подключений ИБП может из-за перегрузки выйти из строя, гарантия, соответственно, также становится недействительной.
Каков в этом общий смысл? Все "запрещенные" приборы являются потребителями высокой мощности, причем со скачкообразными пиками. А в силу того, что среднестатистический ИБП - суть дешевое решение для дома, то оный, разумеется, такой нагрузки не выдерживает и банально ломается (горит схемотехника). Т.е. чем ИБП мощнее (но и дороже), тем больше шансов у него выжить после подключения к нему, например, утюга. В любом случае, если после включения пылесоса ваш бесперебойник задымился, то в гарантии вам, скорее всего, откажут. Каков критерий отказа в гарантии? Если после вскрытия пациента обнаруживаются электромеханические (электролитические и т.д.) повреждения, сплавленные элементы, то вариант, как правило, один - платный ремонт.
Впрочем, существуют решения, специально рекомендованные производителем для резервирования подключения, скажем, газовых котлов, которые являются теми самыми потребителями высокой мощности. Это, например, APC Smart UPS XL 750ВА (стоимость около 13000 рублей) или APC Smart UPS RT 1000ВА (стоимость около 22000 рублей.).
Классификация ИБП.
Характеристики ИБП различаются по схемам построения: резервный (off-line), интерактивный (line-interactive) и онлайн (on-line).
Резервный ИБП.
Принцип работы резервных ИБП (другое обозначение Standby - автономные) заключается в питании нагрузки напряжением сети при его наличии и быстром переключении на резервную схему питания (батарея и инвертор) при его пропадании (рис. 1). Батареи автоматически подзаряжаются при работе ИБП от сети. Эффективность в 55% случаев проблем с питанием.
Рис. 1.
В большинстве компьютеров в настоящее время используются так называемые источники питания коммутируемого типа, позволяющие выдержать короткие провалы основного питания за счет накопления относительно небольшого количества энергии во встроенных конденсаторах. Это означает, что допускается использование резервных ИБП, поскольку небольшое время задержки (порядка нескольких миллисекунд) при переходе питания от основной сети на батарею ИБП не является критичным фактором.
Используемые в основном в маломощном спектре мощностей резервные ИБП являются простейшими и экономичными. Они обеспечивают лишь частичное фильтрование сетевого напряжения, что означает отсутствие действительно "чистого" электропитания для подключенной нагрузки. Если значение входного напряжения падает ниже определенного уровня, переключатель, встроенный в ИБП, соединяет батарею с инвертором, преобразующим постоянное напряжение батареи в переменное, которое подается на нагрузку.
Время срабатывания переключателя составляет 2-20 мс, в этот период напряжение в нагрузку не подается. Это может оказать нежелательное воздействие на чувствительную нагрузку, однако, большинство ПК способны выдержать такой перебой напряжения. Поэтому резервные ИБП являются наилучшим решением для поддержки некритичного к питающему напряжению оборудования небольшой мощности, такого как факсимильные аппараты, ПК и другого.
Интерактивный ИБП.
Принцип работы интерактивных ИБП (иногда обозначают Smart UPS) полностью идентичен резервным, за исключением того, что интерактивный источник бесперебойного питания осуществляет ступенчатую стабилизацию напряжения посредством коммутации обмоток автотрансформатора (рис. 2). Эффективность таких ИБП в 85% случаев проблем с электропитанием.
Рис. 2.
Интерактивные ИБП обеспечивают стабилизацию сетевого напряжения и его фильтрацию, т.е. подавление всплесков напряжения и в некоторой степени искажения формы напряжения. Одной из важных особенностей интерактивных ИБП является наличие на входе автотрансформатора, стабилизирующим входное напряжение в пределах ±25% его отклонений, при этом выходное напряжение остается относительно постоянным. При нормальном сетевом напряжении заряд батареи осуществляется автоматически. При пропадании входного напряжения или его выходе за допустимые пределы, статический переключатель подключает инвертор к цепи питания нагрузки. Это делает интерактивный ИБП лучшим решением по сравнению с резервными моделями, а так же более экономичным по сравнению с моделями онлайн, в том случае, если качественная фильтрация напряжения питания не является столь существенной.
Интерактивные ИБП лучше всего подходят для поддержки сетевого и удаленного оборудования, чем резервные ИБП и могут служить средством защиты важных рабочих станций, серверов и межсетевых устройств, таких, как маршрутизаторы и коммутаторы.
Онлайн ИБП.
Принцип работы онлайн ИБП (иногда обозначают VFI - Voltage Frequency Independence) построен на двойном преобразовании электропитания: входное напряжение трансформируется в постоянное при помощи выпрямителя, а затем обратно в переменное при помощи обратного преобразователя - инвертора (рис. 3). Постоянное напряжение на выходе выпрямителя также используется для заряда батарей.
Благодаря такой схеме работы, в отличие от резервных и интерактивных ИБП, нагрузка онлайн ИБП всегда запитывается от инвертора, который генерирует действительно "чистое" синусоидальное электропитание, стабилизированное по напряжению, частоте и форме сигнала. Также такая схема работы обеспечивает мгновенное (время равно "0") переключение питания нагрузки на батареи при пропадании сетевого напряжения или его выходе за допустимые пределы по напряжению и частоте.
Отличительной особенностью онлайн ИБП является их возможность компенсировать значительные провалы входного напряжения за сч т частичного использования энергии батарей, в этом случае падение напряжения на выходе выпрямителя соответственно компенсируется напряжением батарей, т.е. суммарное напряжение на входе инвертора оста тся неизменным по величине.
В онлайн ИБП присутствуют две байпасных линии: статический байпас и байпас технического обслуживания. В случае выхода источника бесперебойного питания из строя, статический байпас автоматически переключает нагрузку на питание от сети, тем самым, повышая над жность системы электропитания. Технический байпас позволяет проводить техническое обслуживание ИБП без отключения нагрузки от сетевого питания.
Онлайн ИБП являются самым совершенным на сегодняшний день решением, позволяющим полностью защитить нагрузку от всех существующих неполадок электропитания. Они рекомендуются для электропитания особо критичного оборудования: файловых серверов, рабочих станций, локальных вычислительных сетей, а также любого другого оборудования, предъявляющего повышенные требования к качеству сетевого электропитания. В табл. 1 обобщены сведения о трех типах ИБП, описанных выше.
ИБП отключается
Вероятнее всего, причиной является перегрузка ИБП. Чтоб выяснить это, отключите от него все, что к нему было подключено и проверьте его работу. В случае если бесперебойник нормально работает, ищите оборудование, вызывающее перегрузку, поочередно подключая к ИБП одну нагрузку за другой. Оставьте присоединенным лишь то оборудование, которое не вызывает перегрузки.
В случае если бесперебойник выключается в том числе и без нагрузки, несите его в ремонт — профессионалы разберутся.
Подключение своими руками
Что требуется:
- Инвертор.
- Аккумуляторы.
- Автоматическое зарядное устройство для АКБ.
- Мощные провода из меди.
- Наконечники и клеммы для подключения батарей.
- Гаечные ключи и отвёртки.
- Два реле для переключения режимов.
- Вентилятор охлаждения.
АКБ подключается медными проводами, с предварительно установленными клеммами и наконечниками (лучше всего из меди, алюминиевые нельзя использовать). Важно соблюдать схему подключения: «+» к «+», а «—» к «—». Соединения следует плотно затянуть, чтобы был хороший контакт.
Фото 1. Схема подключения источника бесперебойного питания к газовому котлу. Все части системы подписаны.
А также к клеммам батареи подсоединяются провода автоматического ЗУ, лучше использовать обычные автомобильные зарядки — они снимают показания с контактов АКБ и (при необходимости) сами включают зарядный ток, как только напряжение падает ниже нормы. Первое реле используют для переключения котла и насоса к инвертору (как только пропадает напряжение сети), а второе реле помогает задействовать аккумуляторы. Для охлаждения реле рекомендуется использовать кулер (можно от ПК).
Справка. Если подсоединяют несколько аккумуляторов, то используют параллельное соединение.
