S2...S5 позволяют изменять архитектуру источника без перерывов
питания. Входной преобразователь выполняет функции выпрямителя
и зарядного устройства.
При отключении питания по одному из входов источник питает
нагрузку от батарей. Наличие двух входных линий позволяет
использовать ИБП Synthesis совместно с автономными источниками
без доработок.
Например, дизель-генератор с автоматическим запуском (см.
гл. 4.1) может подключаться к основному входу. При отключении
сетевого напряжения по дополнительному входу, источник будет
питать нагрузку на время запуска и выхода на режим генератора.
После появления устойчивого напряжения от генератора на
основном входе источник переключит нагрузку на генератор.
Система двойного преобразования надежно защищает нагрузку от
девиации частоты -- основного недостатка дизель-генераторных
установок.
Технические характеристики ИБП Synthesis представлены в
табл. t006. Здесь представлены однофазные и трехфазные ИБП от 6
до 20 кВА. Отличительной особенностью моделей Synthesis
является высокий коэффициент мощности на входе.
Аккумуляторная батарея, как сердце каждого ИБП --
ответственный элемент. Герметизированные батареи, которыми
оборудован Synthesis, не нуждаются в обслуживании, но требуют
бережного отношения (см. гл.2). Использование автоматического
управления зарядными характеристиками позволяет максимально
увеличить срок службы батареи (до 30%). Автоматика
осуществляет:
температурно-компенсированный заряд батареи;
автоматическое тестирование батареи;
контроль циклов заряда-разряда;
регулирование напряжения окончания заряда в зависимости от
длительности разряда;
расчет времени автономной работы в зависимости от реальных
условий.
Наращивание мощности может осуществляться двумя путями:
параллельным подключением дополнительных ИБП;
модернизацией имеющегося ИБП (см. стр. 106).
Модель EDP-90
Отличительной особенностью ИБП серии EDP-90 является
широкий диапазон мощностей и возможность подключения нелинейной
нагрузки. Это возможно благодаря использованию дополнительных
фильтров. Тщательная фильтрация напряжения позволяет
нормировать характеристики напряжения до 19 гармоники. В
результате гарантируется коэффициент мощности до 0,9 при работе
с нелинейной нагрузкой.
ИБП серии EDP-90 устойчиво работают с дизель-генераторами.
Этому способствует как эффективная фильтрация, так и
структурные особенности источников.
Структурная схема ИБП EDP-90 представлена на рис. p044.
Она включает:
входной преобразователь 1;
батарею аккумуляторов 2;
инвертор 3;
синхронный переключатель 4;
переключатели S1...S4;
предохранители F1...F3.
В отличие от структуры Synthesis (рис. p046) EDP-90
содержит статический трехвходовой ключ. Он позволяет синхронно
переключать структуру ИБП при подключенной нагрузке большой
мощности без фазовых скачков. При больших мощностях такие
скачки наиболее опасны.
Степень защиты нагрузки
Если условия подачи электроэнергии нестабильны, например,
если оборудование подвергается постоянным отключениям (десятки
раз в год) или сеть выполнена более 10 лет назад -- в такой
ситуации следует продумать повышение степени защиты (количество
и тип защищаемых компонентов сети), а также выбор модели
развертываемых ИБП. Высокий уровень защиты также необходим в
случае, когда повседневная жизнь организации в значительной
степени зависит от работы сети.
Каждый ИБП должен обеспечивать необходимый уровень защиты
питания. Уровень защиты конкретного оборудования зависит от
качества энергоснабжения и возможных затрат, которые компания
понесет в случае снижения производительности или выхода из
строя дорогостоящего оборудования. Повышение надежности систем
бесперебойного питания обеспечивают:
параллельное резервирование устройств;
диспетчерская система технического контроля и
обслуживания.
Важным аспектом, который необходимо учитывать при
установке ИБП, является выбор производителя, предоставляющего
техническую поддержку отвечающую вашим потребностям.
Необходимо изначально получить ответ на вопрос какие
затраты повлечет модернизация программного обеспечения и какие
типы поддержки доступны?
Интеллектуальные ИБП
ИБП -- весьма важные компоненты любой сети; но мало
установить ИБП, необходим еще и контроль над правильностью их
работы. Если ИБП больше десятка, то необходим эффективный
способ их контроля и управления. Администраторы сетей должны
постоянно проверять заряд батарей, а также контролировать
температуру и качество проводки.
Управление электропитанием является составной частью
системы защиты питания. Chloride Power Electronics
предоставляет вместе со своими системами управляющее
программное обеспечение. Программно управляемые источники
бесперебойного питания называются интеллектуальными. Подобные
устройства могут регистрировать события, непрерывно
контролировать качество энергоснабжения, сообщать о состоянии
батарей и выполнять другую диагностику.
Программное обеспечение ИБП способно строить полезные
диаграммы характеристик описывающих качество электропитания, в
частности, частоты и уровня напряжения. Используя программы
управления ИБП, необходимые характеристики можно отображать или
сохранять в базе данных для анализа. Возможность контроля
напряжения удобна для предотвращения и диагностирования сбоев в
сети. Например, повышенное напряжение распознается и
корректируется до того, как оно "сожжет" оборудование.
Повышение надежности ИПБ
Повышение надежности систем электропитания достигается
параллельным включением источников (рис. p045). Для обеспечения
повышенной надежности система строится по схеме N+1. В случае
выхода из строя одного из источников он блокируется, а система
продолжает работать. Chloride Power Electronics предлагает две
конфигурации параллельных систем:
централизованные (с выходным устройством СОС -- Common
Output Cubicle);
распределенные.
Достоинство первой конфигурации -- простота обслуживания и
управления. Недостаток -- увеличение стоимости за счет СОС.
Достоинства второй конфигурации -- простота инсталляции и
цена. Недостаток -- сложность обслуживания и ремонта.
Удаленный контроль и управление
ИБП Chloride Power Electronics кроме традиционных
атрибутов включает современную систему теледиагностики LIFE.
Она позволяет обслуживать ИБП из центра технического
обслуживания ежедневно в автоматическом режиме. Такой сервис
позволяет не тратить время на обслуживание. ИБП передает по
модему всю информацию о своем рабочем состоянии в центр
технического обслуживания в установленное время и, конечно же,
в любой момент, если произошло отклонение заданных параметров
от нормы.
Такая связь позволяет персоналу центра непрерывно
наблюдать за работой источников. Анализируя функционирование
ИБП и параметры сети специалисты центра в случае неисправности
сразу прибудут для устранения неполадок без дополнительного
приглашения.
Украинская фирма "Селком" предлагает индивидуальное
проектирование, поставку, установку, монтаж и обслуживание
систем бесперебойного электропитания (см. стр. 106).
3.3. ИБП AMERICAN POWER CONVERSION
По данным журнала "Line Magazine" около 50% мирового
объема продаж ИБП малой и средней мощности принадлежит American
Power Conversion (APC).
По мнению авторизованных дистрибьютеров APC в Украине
наибольшее распространение, к настоящему времени, получили ИБП
Back-UPS.
Приборы этой серии перекрывают диапазон мощностей от 250
до 1250 ВА, что соответствует полезной мощности от 170 до 900
Вт. Основное отличие от других серий -- форма выходного
напряжения (рис. p030 а).
На рис. p031 показана структурная схема ИБП этой серии.
Источник работает в двух режимах. Выбор режима "Standby" или
"Батарея" регламентирует приоритет одной из двух цепей питания.
В режиме "Standby" нагрузка подключена через ограничитель
напряжения и фильтр непосредственно к сети.
Самой распространенной проблемой сетей питания для
компьютеров является пониженное напряжение. Безусловным
достоинством блоков моделей Back-UPS является малое время
переключения -- 2...4 мс включая время распознавания.
Во всех моделях серии Back-UPS переключение нагрузки на
работу от батарей происходит при снижении сетевого напряжения
ниже 196 B Щ5%, а у моделей Back-UPS 900 и 1250 и при
превышении 264 B Щ5% [11].
Следует отметить другую проблему зачастую превосходящую
предыдущую -- броски напряжения в сети. Источники предотвращают
повреждение и увеличивают срок службы компьютеров.
Справедливости ради, отметим, что тем самым они укорачивают
свой срок службы. Зарегистрированы случаи превышения сетевого
напряжения выше 300 В. В таких случаях ИБП, не имеющий защиты
от перенапряжения по входу, защищая компьютер выходит из строя.
3.3.1. ВТОРОЕ И ТРЕТЬЕ ПОКОЛЕНИЕ ИБП APC
Представители второго поколения ИБП APC -- Smart-UPS.
Маломощные модели этой серии выполнены в виде подставки под
монитор (AP 250i и AP 400i см. табл. t014).
В отличие от Back-UPS модели Smart-UPS вырабатывают
трапецеидальное, ступенчатое или синусоидальное напряжение и
имеют промежуточные режимы работы. Например, приборы серии
Smart-UPS XL работают следующим образом:
при напряжении сети в интервале 253...282 В прибор
переходит в режим ограничения напряжения (Trim);
при напряжении сети в интервале 176...196 В прибор
переходит в режим повышения напряжения (Boost);
при напряжении ниже 173 В или выше 282 В переключается на
батарею аккумуляторов (см. табл. t014).
Smart-UPS 2000 состоит из двух блоков. В одном находятся
батареи, а в другом -- электроника. Он допускает подключение до
10 дополнительных батарей.
ИБП серий Back-UPS Pro и Matrix-UPS
Маломощные модели BP280I, BP420I и BP650I при работе от
батарей на выходе генерируют сигнал трапецеидальной формы.
Модели BP1000I и BP1400I -- сигнал ступенчатой формы (рис. p030
б).
ИБП Back и Smart второго поколения не имеют отключения
нейтрали. Модели третьего поколения (рис. p036) разрывают оба
сетевых провода. Это повышает электробезопасность источников
третьего поколения.
Matrix-UPS состоит из трех блоков:
управления;
трансформаторов;
аккумуляторов.
Блочное исполнение позволяет оперативно наращивать
количество батарей и, таким образом, увеличивать время
автономной работы до 3-х часов.
Структурная схема Matrix-UPS представлена на рис. p035.
Коррекция напряжения без перехода на батареи осуществляется
переключением обмоток трансформатора.
Matrix-UPS построен по гибридной схеме Line-Interactive.
Входная обмотка трансформатора W1 осуществляет гальваническую
развязку нагрузки с сетью. Выходное напряжение ИБП
корректируется переключением вторичных обмоток трансформатора
Т1. Переключатель S2 обеспечивает коэффициент трансформации Т1
равным 1 (bypass).
Летом этого года APC объявила о выпуске новых ИБП Symmetra
Power Array мощностью 6...20 кВА. Они разработаны для защиты
нескольких серверов и важных деловых приложений.
3.3.2. ВЫБОР ИБП
Все электрические устройства потребляют энергию. В
документации изготовители приводят полную или активную
