Термины и основные понятия ИБП

Автоматический ввод резерва или система АВР – оборудование для обеспечения быстрого безразрывного переключения электропитания нагрузки на резервный электропитающий ввод при нарушении параметров напряжения во внешней сети или отключении централизованного питания. В качестве резервного источника может выступать генераторная установка, другая ЛЭП, аккумуляторная батарея, солнечные панели и т.д. При стабилизации или возобновлении питания от сети АВР самостоятельно переключает нагрузку обратно на основную линию. Используется преимущественно в линейно-интерактивных моделях.

Автономный режим ИБП – система резервного электропитания, в которой энергоснабжение подключенного оборудования после отключения основной сети либо критических изменений параметров входного напряжения компенсируется за счет ресурса аккумуляторов UPS. Чем шире диапазон стабилизации сетевого напряжения на входе ИБП, тем реже он переключает нагрузку на режим автономности, сохраняя тем самым аккумулированную в батареях энергию. Диапазон входных напряжений моделей STARK COUNTRY один из самых широких – 100 – 300 В. ИБП STARK COUNTRY оснащены функцией стабилизации напряжения, посредством которой устройство регулирует напряжение на выходе с высокой точностью, не используя ресурс аккумуляторов.

Аккумуляторные батареи (АБ, АКБ) – устройства, накапливающие электроэнергию в процессе заряда и являющиеся источником автономного функционирования ИБП при отсутствии либо низком качестве тока в общей сети. UPS преобразует постоянное напряжение батарей в потребляемое подключенными приборами переменное напряжение. ИБП STARK COUNTRY выпускаются только для работы с внешними аккумуляторами. Для UPS данной серии рекомендованы свинцово-кислотные герметизированные АКБ бренда Ventura, изготовленные по технологиям AGM и TRUE GEL, батареи Sprinter, Sonnenschein, необслуживаемые аккумуляторы STARK S700, изготовленные по технологии PURE GEL TECH. Для конкретных моделей рекомендуемые батареи указаны в таблице в Руководстве пользователя.

Активная выходная мощность – полезная электрическая мощность, фактически потребляемая подсоединенным к блоку питания оборудованием. Единицы измерения – Ватты (Вт) и Киловатты (кВт). Для расчета требуемой активной (действующей) выходной мощности необходимо суммировать потребляемую активную мощность всех приборов (как уже подключенных, так и потенциальных) и прибавить 20-30% для запаса. При выборе UPS следует исходить из показателей как полной, так и активной мощности. При подсоединении потребителей, имеющих в конструкции электромоторы, учитывается пусковая потребляемая мощность каждого прибора. ИБП онлайн Stark Country способны круглосуточно снабжать подключенные приборы активной выходной мощностью, указанной в инструкции.

Аппроксимированная синусоида (модифицированный меандр) – форма выходного сигнала переменного напряжения, приближающаяся к идеальной синусоиде, но выдающая сигнал в виде импульсов разной полярности в форме прямоугольников или трапеций. Это вредно для оборудования, чувствительного к качеству подаваемого тока: циркуляционных насосов, устройств с электродвигателями, холодильников и других. ИБП с модифицированной синусоидой предназначены для устройств с импульсными блоками питания в схеме, например: компьютеров, серверов, телевизоров. ИБП серии STARK COUNTRY резервного типа (офф-лайн) и двойного преобразования (онлайн) выпускаются с чистым синусом на выходе, линейно-интерактивные модели – с чистой и модифицированной синусоидой.

Байпас (от английского bypass – обход) – устройство переключения подачи тока напрямую от централизованной сети в обход основной схемы ИБП. Назначение – поддержка электропитания защищаемых приборов при перебоях в работе UPS, его перегреве или перегрузке, а также при техобслуживании или ремонте. Переключение в режим байпаса либо производят принудительно с передней панели управления, либо ИБП делает это автоматически со звуковой сигнализацией. Источники питания онлайн STARK COUNTRY оснащены встроенным байпасом, что позволяет поддерживать нагрузку даже в случае перегрузки более, чем на 30 секунд.

Бустер – модуль для автоматического изменения параметров выходного напряжения посредством переключения секций обмоток автотрансформатора или с помощью определенных схемотехнических решений. Диапазон входных напряжений, позволяющий ИБП предоставлять оборудованию корректное питание без перехода в аварийный режим функционирования, зависит от количества обмоток бустера. Устройство применяется в линейно-интерактивных UPS.

Время автономной работы ИБП – показатель, определяющий продолжительность электроснабжения от аккумуляторных батарей. Период резервирования нагрузки зависит от общей мощности питаемых электроприборов и емкости АКБ. Изделия бренда STARK COUNTRY рассчитаны на эксплуатацию с аккумуляторами емкостью до 160 Ач, это позволяет получить на базовых комплектах 24-48 часов длительной автономии, а с использованием дублирующей цепи – и дольше.

Время заряда встроенных АБ – временной отрезок, в течение которого аккумуляторные батареи ИБП, разряженные до уровня отключения после окончания автономной работы, зарядятся до рабочего уровня (90%). Время заряда всегда длительнее времени разряда. В ряде моделей уровень отключения АКБ может установить пользователь.

Время переключения ИБП – характеристика, обозначающая длительность переключения с сети на батарею, а также обратного процесса. Для офф-лайн и линейно-интерактивных ИБП этот параметр находится в диапазоне от 5 до 20 миллисекунд. Например, в ИБП STARK COUNTRY 1000 LI данная характеристика в режиме UPS составляет 4-8 мс, а в режиме Inverter 10-20 мс. В аппаратах двойного преобразования она равна нулю – переход в режим автономии происходит мгновенно. Это важнейшее преимущество для чувствительного и критически важного оборудования, так как перерыв подачи энергии всего в несколько миллисекунд может стать причиной сбоев в работе или даже поломки приборов.

Входная сеть – энергосистема, к которой возможно подсоединение прибора длительного резервирования. В зависимости от фазности источника питания входные сети бывают:

1. Однофазные с 3 проводами и номинальным напряжением 220/230 В. Подходят для квартир, офисов, дачных домиков.

2. Трехфазные с 5 проводами и номинальным напряжением 380/400 В. Основная сфера применения – частные дома, коттеджи, торговые центры, административные здания, промышленные объекты и т. д.

Следует учесть, что однофазные UPS способны функционировать и от трехфазной входной сети.

Выпрямитель – элемент, служащий для преобразования входного переменного напряжения в постоянное. Является частью схемы онлайн ИБП, в которой преобразованный ток заряжает АКБ и питает инвертор. В моделях нового поколения применяется также как корректор входного коэффициента мощности UPS. Однофазные устройства оснащены 2- или 4-импульсными выпрямителями, трехфазные – 6-, 12- или 24-импульсными. Выпрямители выпускаются нескольких типов. Для бытового оборудования чаще всего используются тиристорные с 6 и 12 импульсами.

Выходная мощность ИБП (полная) – величина максимальной мощности нагрузки, которую допустимо подключить к блоку аварийного питания. Чтобы определить необходимую выходную мощность, требуется суммировать потребляемую мощность всех планируемых приборов нагрузки и прибавить к полученному результату 20-30%. Если к ИБП будут подсоединены аппараты, схема которых включает электромоторы (в том числе насосное оборудование), при расчете выходной мощности надо учесть показатель пусковой потребляемой мощности всех приборов.

Выходной коэффициент мощности – показатель допустимого соотношения величин полной и активной мощности на выходе инвертора ИБП. Данный параметр обозначает максимальный коэффициент мощности защищаемой нагрузки, который обеспечит наибольшую эффективность энергоснабжения от ИБП. К примеру, коэффициент мощности на выходе 0,8 означает, что к ИБП с полной мощностью 100 кВА может быть подключено оборудование с активной мощностью, не превышающей 80 кВт, с коэффициентом мощности 0,8.

Гальваническая изоляция, называющаяся также гальванической развязкой, – разделение внешней и внутренней электросети посредством трансформатора. В данном схематическом решении электроэнергия подается за счет наведенного магнитного поля. Отсутствие замкнутой электрической связи между входом и выходом избавляет от сетевых помех и повышает безопасность сети в целом.

«Горячая» замена аккумуляторных батарей (АБ) – опция, предусматривающая отключение встроенных батарейных блоков и их замену в режиме online, без отключения ИБП и прерывания электроснабжения. Для этого надо просто открыть специальный отсек и заменить аккумулятор, не отключая ни UPS, ни потребителей. Применение «горячей» замены необходимо, когда источник питания снабжает энергией критически важную технику, которая должна работать непрерывно, например, серверное или медицинское оборудование. Опция замены батарей в работающем режиме присутствует и в ряде моделей с внешними АБ. Так, она поддерживается в онлайн ИБП серии STARK COUNTRY.

Дельта-преобразование – технология коррекции сетевого напряжения UPS, осуществляемой с участием входного трансформатора, основного и дельта-инвертора. Способ основан на том, что в блоке питания двойному преобразованию подвергается не вся потребляемая от сети энергия, а только та ее часть (обычно до 15-20%), которая требуется для поддержания стабильности входного напряжения. Достоинство данного функционала – уменьшение потерь на элементах ИБП, снижение тепловыделения аппарата, что ведет к повышению КПД и уменьшению затрат на систему охлаждения. Недостаток, по сравнению с классическими моделями онлайн, – прямая связь с электросетью и большее количество узлов в конструкции.

Дизель-генераторная установка (ДГУ) – электромеханический агрегат, состоящий из дизельного двигателя внутреннего сгорания, работающего от него электрического генератора и схемы управления. ДГУ предназначены для автономного питания оборудования в отсутствие снабжения от централизованной электросети. Применяются в качестве как основного, так и аварийного источника непрерывного электропитания. В зависимости от мощности дизельную электростанцию используют в быту, торговых и офисных центрах, на производстве и т. д. Наибольшую надежность, а также экономию дизельного топлива обеспечивает блок бесперебойного питания, состоящий из стабилизатора, ДГУ и ИБП.

Емкость аккумуляторной батареи – количество электроэнергии, накапливаемой полностью заряженной АКБ. Другими словами, это общее количество электрического заряда, которое может удержать батарея. При сравнительно быстром разряде аккумулятора используется ещё одно определение – мощность, отдаваемая полностью заряженной батареей в условиях разряда до минимального допустимого напряжения за определенный отрезок времени. Единицей измерения служит ампер-час (Ач). Исходя из емкости АКБ и мощности нагрузки, можно вычислить время работы аккумулятора до полного разряда.

Заземление – соединение корпусов всего электрооборудования в доме или здании любого назначения с землей через контур заземляющего устройства. Данная операция производится с целью выравнивания потенциалов металлических поверхностей приборов с потенциалом земли для обеспечения безопасности людей и здания от поражения электротоком. Выполняется путем присоединения заземляющих выводов защищаемого оборудования к контуру заземления. Ещё одна функция – подавление синфазных помех в сети.

Зарядное устройство ИБП – часть схемы UPS, обеспечивающая сохранение аккумуляторных батарей в заряженном состоянии согласно заданному алгоритму. Стандартные ЗУ подают на АКБ регулируемый ток зарядки, который настраивается в соответствии с параметрами конкретной модели аккумулятора. Устройства для подзарядки АКБ автономно прекращают подачу тока, как только батарея достигает полной зарядки.

Защита от импульсных перенапряжений – способность отводить в землю импульсы высокого напряжения, спровоцированные прямым или косвенным грозовым воздействием на линию электропередач (попадание молнии), а также переходными процессами в самой электросети – авариями, сварочными работами и другими. Величина перенапряжений может достигать нескольких киловольт, что критично для кабелей и всей бытовой техники. Поэтому устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) предотвращают выход электроприборов из строя. Чем выше максимальное значение поглощаемой энергии импульса конкретного УЗИП, тем выше и уровень защиты от кратковременного перенапряжения.

Источник бесперебойного питания (ИБП, UPS) – электроприбор, обеспечивающий непрерывное энергоснабжение оборудования в ситуации исчезновения питания в стационарной сети или скачков входного напряжения. Если напряжение от сети пропадает или фиксируются критические изменения его параметров, ИБП переводит подключенные приборы на питание от аккумуляторных батарей без разрыва цепи нагрузки. В этой ситуации устройство поддерживает корректные показатели выходного напряжения. Таким образом, UPS обеспечивает непрерывность работы питаемого оборудования и предохраняет его от поломок вследствие перебоев в сети. Одна из самых востребованных серий – линейка STARK COUNTRY, разработанная специально для российского потребителя.

Инвертор – элемент, посредством которого постоянное напряжение от АКБ преобразуется в переменное при передаче потребителю. В ИБП типа офф-лайн нагрузка получает энергию непосредственно от сети, а не от выхода инвертора. При падении напряжения в первичной сети или превышении установленных пределов выход инвертора подключается к критической нагрузке, выдавая на выходе ступенчатую модифицированную синусоиду. В линейно-интерактивном ИБП батарея получает питание с выхода непрерывно работающего выпрямителя-инвертора. В онлайн ИБП устройство работает во всех режимах, кроме байпас, и формирует практически идеальный синус.

Коэффициент мощности показывает в цифровом выражении соотношение между активной и полной мощностью, поглощаемой потребителем. Это число в диапазоне от 0 до 1 означает ту часть подаваемой источником мощности, которая реально потребляется нагрузкой переменного тока. Данная характеристика указывает на класс ИБП. Оптимальным считается показатель 0,95-0,99, допустимым – 0,8-0,9. У востребованных моделей STARK COUNTRY 1000 Online (24В) и 2000 Online (48В) данная характеристика составляет ≥0,99 при полной нагрузке. Использовать устройства с КМ ниже 0,8 для поддержки критической нагрузки не рекомендовано. Применительно к ИБП различаются входной и выходной коэффициенты мощности модели.

Коэффициент нелинейных искажений – термин, выражающий степень отклонения формы сигнала от идеальной синусоиды. Данный показатель используется главным образом для измерения искажений формы как входного, так и выходного тока. Цифровое значение КНИ – это частное от деления суммы мощностей высших гармоник сигнала на мощность его первой гармоники. Чем эта величина меньше, тем форма напряжения ближе к идеальной синусоиде и, соответственно, лучше качество напряжения, поступающего к приборам нагрузки. При значении КНИ=0% сигнал имеет форму чистого синуса. Такой сигнал на выходе выдают ИБП STARK COUNTRY типа офф-лайн, онлайн и ряд линейно-интерактивных моделей.

Коэффициент полезного действия (КПД) – показатель эффективности использования ИБП. Рассчитывается как отношение мощности ИБП, направляемой в нагрузку (в кВт), к мощности ИБП, реально потребляемой из сети (в кВт). Эффективность UPS устанавливается по-разному в зависимости от того, в каком режиме он работает: online, байпас или ECO либо в автономном. Чем КПД выше, тем меньше потери мощности и финансовые расходы. Этот параметр не должен быть больше 1. В современных моделях он не превышает 0,96.