Zasilanie domowe charakteryzuje się niską niezawodnością i niezadowalającą jakością energii elektrycznej. Wynika to z przestarzałych sieci elektrycznych, zużycia urządzeń, niskiej wydajności przekształtników energii, procesów przejściowych u źródeł i użytkowników energii elektrycznej, czynników naturalnych i klimatycznych. W takich warunkach pilnie potrzebne są systemy zasilania awaryjnego, które zapewnią działanie odbiorców zarówno pierwszej, jak i pozostałych kategorii.
Dla właścicieli mieszkań i domów ważna jest również stabilna praca sieci energetycznej. Zatrzymanie pracy sprzętu AGD nie jest największym zmartwieniem. Dużo ważniejsza jest bezawaryjna praca systemów podtrzymywania życia, w szczególności systemu ogrzewania, jeśli bezpośrednio zależy to od zasilania. Z pomocą przychodzi zasilacz awaryjny UPS (UPS) - urządzenie, które chroni odbiorniki elektryczne przed wyłączeniem z powodu nagromadzenia energii elektrycznej w bateriach (baterie) i gwarantujewymagana jakość zasilania (PQ) w trybie pracy autonomicznej i sieciowej.
Zanim opracujemy podejście do bezawaryjnego zasilania odbiorników, należy wiedzieć, jakiego rodzaju awarii można się spodziewać w domowych sieciach energetycznych.
Awarie zasilania w sieciach elektrycznych
Za niskie napięcie jest częstym zjawiskiem w zasilaczu. Ale nie dominuje szczególnie nad wzrostem, co również jest powszechne. W nocy napięcie jest stabilne, w ciągu dnia spada, a wieczorem, gdy większość obciążeń jest wyłączona, wzrasta.
Niestabilna częstotliwość to również awaria, chociaż dość rzadka. Przy dużym obciążeniu sieci może spaść do 45 Hz, co prowadzi do znacznych zniekształceń sygnału, które negatywnie wpływają na pracę UPS. Niektóre urządzenia traktują podkręcanie jako sytuację awaryjną i mogą szybko rozładować baterię.
Całkowite przerwy w dostawie prądu nie są rzadkością. Elektrycy nie dbają zbytnio o elektronikę i mogą nagle zamknąć budynek. Wystarczy chwilowa przerwa w dostawie prądu, aby utracić informacje na komputerze. W przypadku przeciążenia sieci mogą wystąpić przerwy w dostawie prądu. Dlatego ważne jest, jak niezawodnie system UPS zapewnia zasilanie bezprzerwowe.
Klasyfikacja UPS
Są pogrupowane w trzy grupy:
- Zasilacz UPS o małej mocy do podłączania przez gniazdka elektryczne. Wykonanie stacjonarne lub podłogowe, a moc waha się od 0,25 do 3 kW.
- Urządzenia o średniej mocy - od 3 do 30 kW - zawierają blok gniazd wbudowanych wewnątrz lub są również włączane poprzez grupygniazda w sieci zasilającej odbiorników z centrali. Urządzenia są przeznaczone do umieszczenia zarówno w biurach, jak i w oddzielnych wyposażonych pomieszczeniach.
- UPS wysokiej mocy - od 10 do 800 kW. Znajdują się one w pomieszczeniach elektrycznych. Są one gromadzone w grupy i tworzone systemy energetyczne o dużej mocy - do kilku tysięcy kW.
Typy UPS
Obecnie istnieją 4 rodzaje UPS (UPS). Właściwości wspólne dla wszystkich to:
- filtrowanie impulsów i szumów;
- wygładzanie przebiegu;
- stabilizacja napięcia (nie wszystkie modele);
- utrzymuj baterię naładowaną;
- Kiedy bateria UPS się wyczerpie, najpierw włączy się alarm, a następnie wyłączy odbiornik.
UPS off-line
Zasadą działania urządzeń tej modyfikacji jest zasilanie odbiorcy z istniejącej sieci i natychmiastowe przełączenie na autonomiczne zasilanie awaryjne w sytuacjach awaryjnych (4-12 ms). Są prostsze i tańsze niż inne typy.
UPS normalnie przełącza się na baterię wewnętrzną.
Podczas pracy z sieci urządzenie tłumi zakłócenia impulsami i utrzymuje napięcie na zadanym poziomie. Część energii zużywana jest na doładowanie baterii. W przypadku pracy sieciowej w trybie niestandardowym odbiorca przechodzi na pracę bateryjną. Każdy model UPS na swój sposób określa konieczność przełączenia się w ten tryb. Żywotność baterii zależy od charakterystyki baterii i zużycia energii przez obciążenie. W przypadku rozładowania zasilacza awaryjnegowydawane jest polecenie wyłączenia konsumenta. Jeśli napięcie sieciowe osiągnie normalny poziom, UPS przełączy się na normalną pracę sieciową i rozpocznie się ładowanie akumulatora.
Line Interactive
Line interaktywne ups są wyposażone w stabilizatory, które działają w sposób ciągły i zapewniają rzadkie podłączanie akumulatora.
Urządzenie współdziała z siecią, kontrolując amplitudę i kształt napięcia sieciowego.
Gdy napięcie spada lub rośnie, urządzenie koryguje jego wartość, przełączając zaczepy autotransformatora. W ten sposób zachowana jest jego wartość nominalna. Jeśli parametr jest poza zakresem, a zakres przełączania nie jest już wystarczający, UPS przełącza się na zasilanie bateryjne. Urządzenie można odłączyć od głównego zasilania, gdy odbierany jest zniekształcony sygnał. Istnieją modele, które korygują przebieg napięcia bez przełączania na pracę bateryjną.
Ferrorezonans UPS
Urządzenie zawiera transformator ferrorezonansowy, który działa jako regulator napięcia. Jego zaletą jest akumulacja energii w polu magnetycznym, która uwalniana jest podczas przełączania w ciągu 8-16 ms. Ten czas jest wystarczający, aby zasilacz UPS przeszedł w nowy tryb pracy.
Transformator pełni dodatkową funkcję filtru przeciwzakłóceniowego. Zniekształcenie napięcia wejściowego nie wpływa na kształt fali wyjściowej, która pozostaje sinusoidalna.
Podwójna konwersja UPS
Podwójne urządzenie do konwersji energiidziała na zasadzie prostowania napięcia sieciowego, a następnie ponownie zamienia je w zmienną stabilizowaną. Zastosowano tu mocniejszy prostownik, który nie tylko ładuje akumulator, ale także zasila falownik stabilizowanym napięciem stałym.
Z wyjścia urządzenia do obciążenia dostarczane jest przemienne, stabilizowane napięcie.
Jeżeli podwójna konwersja nie wystarcza do skorygowania napięcia sieciowego, dodatkowe ładowanie jest dostarczane z akumulatora do falownika. Przełączanie nie występuje, ale tryb jest już inny.
W przypadku awarii falownika, przełącza się on na zasilanie sieciowe przez obejście. Wybór zasilacza UPS z podwójną konwersją do użytku prywatnego jest nieracjonalny ze względu na duże straty energii. Ten rodzaj ochrony jest stosowany przez organizacje, w których wymagana jest wysoka niezawodność sprzętu.
Rodzaje systemów
Systemy zasilania awaryjnego mogą być scentralizowane lub rozproszone. W pierwszym przypadku jeden UPS obsługuje cały budynek lub oddzielną kondygnację, która poradzi sobie ze wszystkimi obciążeniami.
Rozproszone systemy zasilania bezprzerwowego obejmują kilka urządzeń zabezpieczających, z których każde działa na jednym komputerze lub innym sprzęcie. Są całkiem skuteczne.
Zalety systemu rozproszonego są następujące:
- UPS został wybrany specjalnie dla pojedynczego urządzenia, które jest najważniejsze lub działa w trudnych warunkach.
- System możestopniowo rozbudowuj, zaczynając od ochrony serwera i przechodząc do stacji roboczych.
- Awarię UPS można zastąpić innymi, mniej ważnymi elementami systemu.
- Zasilacz UPS o niskim poborze mocy nie musi być instalowany i konserwowany przez specjalny personel.
- Możliwość podłączenia do konwencjonalnego gniazdka elektrycznego przez gniazda.
- UPS są stosowane niezależnie.
Scentralizowane systemy zasilania bezprzerwowego obejmują zasilacze UPS wysokiego poziomu, które lepiej chronią sprzęt. Pomimo wysokich kosztów osiągane są ogólne oszczędności, ponieważ jedno urządzenie jest tańsze niż kilka. Jednak w przypadku prostych komputerów system będzie kosztował więcej, ponieważ jego konserwacja wymaga wysoko wykwalifikowanego personelu lub usług wyspecjalizowanych firm, które instalują i konserwują systemy zasilania awaryjnego.
Jest to wymagane w następujących przypadkach:
- komputery są głównym obciążeniem sieci;
- niektóre organizacje potrzebują bardzo niezawodnych systemów, takich jak banki;
- konsumenci różnią się znacznie mocą: system komputerowy, oświetlenie awaryjne, komunikacja, system bezpieczeństwa.
Na co zwrócić uwagę przy wyborze UPS?
Wybierając system zasilania awaryjnego, należy wziąć pod uwagę kilka ważnych czynników. Wymieniamy główne.
Przed czym chroniony jest sprzęt?
Przede wszystkim konieczne jest zmierzenie napięcia w sieci elektrycznej. Minimalny czas trwania cyklu to jeden dzień. On jest najbardziejodzwierciedla działanie sieci elektrycznej. Jeśli musisz pracować w weekendy, potrzebujesz informacji o cyklu tygodniowym, w dzień iw nocy.
Ważne jest określenie maksymalnego i minimalnego napięcia oraz mocy i częstotliwości impulsów w sieci. Instrumentem może być oscyloskop cyfrowy lub rejestrator.
Najłatwiejszym sposobem dla użytkownika jest zmierzenie napięcia, podczas którego jego zdaniem napięcie osiąga maksimum i minimum. Nie ignoruj weekendu.
Jeśli właściciel ma potężny sprzęt, musisz zmierzyć napięcie w sieci domowej, gdy jest ona włączana i wyłączana. Powinieneś dowiedzieć się, jak często w domu i z jakich powodów wyłączane jest zasilanie. Ważne jest, aby w mieszkaniu był przewód uziemiający. W takim przypadku powinieneś dowiedzieć się, jak bezpiecznie jest podłączony do magistrali deski podłogowej.
Rodzaj chronionego sprzętu
Sporządzanie listy urządzeń wymagających użycia zasilacza UPS. W takim przypadku musisz znać moc pobieraną przez każde urządzenie. Wystarczy określić jego wartość nominalną, która znajduje się w specyfikacji technicznej. Niektóre urządzenia czasami zużywają maksymalną energię, kilkakrotnie wyższą niż wartość nominalna. Powinieneś ustawić dla niego rezerwę chodu.
Okres autonomii
W tym miejscu ważne jest określenie, przez jaki okres można bezpiecznie przechowywać dane lub wykonać niezbędne operacje technologiczne (przesyłanie informacji, zapisywanie plików, odbieranie wiadomości).
Podstawowy personel
W zależności od złożoności wymaganego systemupewien sztab specjalistów do jego obsługi. Należy to wyjaśnić, aby poprawnie obliczyć wszystkie koszty. Cena systemu ochrony nie powinna przekraczać 10% kosztów głównego sprzętu.
UPS do domu
Dla przeciętnego domku wygodny jest system zasilania awaryjnego UPS (UPS) o mocy około 15 kW. Aby zapewnić autonomiczną pracę przez 2-3 godziny potrzebne są 4 akumulatory o łącznej pojemności 2000 Ah. Pozwalają na zgromadzenie energii elektrycznej około 7 kWh.
W domu najważniejsze jest ogrzewanie i sprzęt AGD z komputerem. Koszt UPS zależy od mocy, ilości baterii i producenta. Do kotła można kupić źródło 360 W w cenie 7 tysięcy. Do całego domu potrzebna będzie moc UPS do 15 kW, której cena to ponad 70 tysięcy rubli.
Oprócz konwerterów potrzebne są baterie, które należy okresowo wymieniać. UPS dla domu kosztuje okrągłą sumę. Szczególnie kosztowne są systemy zasilania awaryjnego.
Pomimo tego możesz zaoszczędzić na naprawie innego sprzętu. Ponadto istnieją alternatywne opcje wykorzystujące generatory. Czasami można ujść na sucho z instalacją stabilizatorów napięcia, które radzą sobie z wieloma zadaniami, w tym z prawidłowym wyłączaniem sprzętu.
Nowoczesne zasilacze UPS są wyposażone w przejrzysty interfejs. Na wyświetlaczu można monitorować pracę systemu, gdzie głównymi parametrami są napięcie wejściowe i wyjściowe, pobór mocy, schemat działania, ładowanie akumulatora.
Wybór zasilacza UPS zależy od potrzeb użytkownika. Komputer domowy może mieć wystarczającą moc na czas jego wyłączenia. Do nieprzerwanej pracy kotła przez 8-9 godzin potrzebne będzie urządzenie ochronne o mocy 1 kW z trzema akumulatorami 65 Ah.
Wniosek
Systemy zasilania bezprzerwowego mają na celu zapewnienie autonomicznej pracy urządzeń elektrycznych i sprzętu elektronicznego przez krótki czas. Głównym wskaźnikiem jest moc UPS i pojemność baterii. Wskazane jest, aby wybrać sprzęt zawierający stabilizator napięcia.
Żywotność baterii zależy od charakterystyki baterii i mocy pobieranej przez obciążenie. W przypadku rozładowania zapasowego źródła zasilania wydawane jest polecenie wyłączenia odbiornika. Jeśli napięcie sieciowe osiągnie normalny poziom, UPS przełączy się na normalną pracę sieciową i rozpocznie ładowanie akumulatora.
