Что такое бесперебойник и как выбрать источник бесперебойного питания?

Если отключения электричества для вас недопустимы, вам нужно знать, как выбрать источник бесперебойного питания. Рассказываем, что это за устройство, как оно работает и на какие его характеристики следует обращать внимание в первую очередь.

Что такое источник бесперебойного питания и для чего он нужен?

С технической точки зрения это резервный аккумулятор, который предоставляет энергию приборам при отсутствии тока в централизованной сети. Источник бесперебойного питания (ИБП, UPS) помогает избежать многих серьезных проблем. Один из самых популярных сценариев — подключение стационарного компьютера. При внезапном отключении электроэнергии вы можете потерять ценную информацию — в том числе проекты, над которыми работали несколько часов подряд. Всего десять минут работы от батареи позволят завершить текущее задание и сохранить файлы.

Очень популярны источники бесперебойного питания для котлов. Хотя отопительная техника чаще всего работает на газу, она также потребляет небольшой объем электроэнергии. Подключение к розетке требуется для работы электронного блока управления, системы зажигания и циркуляционного насоса. Внезапное отключение котла — недопустимое событие. Когда на улице мороз ниже –10°, даже несколько часов без отопления могут серьезно навредить вашему жилью.

ИБП обязательно нужен для электропитания систем сигнализации и видеонаблюдения. Если они подключены только к централизованной сети, злоумышленник легко сможет проникнуть на территорию объекта и остаться неузнанным. В резервном питании могут нуждаться и те приборы, которые не могут отключаться от сети даже на короткие сроки. Среди них платы управления твердотопливных котлов, холодильники, морозильные камеры, телевизоры, роутеры, модемы и т.д.

Какие проблемы решают ИБП?

Чаще всего источники бесперебойного питания покупают, когда существует риск отключения централизованного энергоснабжения без предупреждения. Их можно использовать как самостоятельно, так и в паре с генератором. Последний сценарий позволяет получить уже не минуты, а часы автономной работы оборудования.

ИБП также пригодятся при неравномерных характеристиках тока в сети. Почти все такие приборы способны компенсировать сильные колебания напряжения, а также поглощать импульсные и высокочастотные помехи. Некоторые модели выравнивают форму и частоту электрического сигнала. Следовательно, «бесперебойник» – это еще и альтернатива стабилизаторам и сетевым фильтрам.

Когда нужно задуматься о покупке ИБП?

1. Внеплановые отключения электроэнергии чаще, чем 1 раз в неделю.
2. Колебания напряжения в электросети более 15–20%.
3. Установка сигнализации и системы видеонаблюдения.
4. Наличие сильных помех на линии, нарушение формы сигнала.
5. Работа котлов отопления — особенно на даче, где за ними не ведется наблюдение.
6. Подключение генератора к электроустановке объекта. Источник бесперебойного питания дает вам время для переключения на резервную линию.
7. Выполнение важной работы на стационарном компьютере.
8. Необходимость обеспечения автономного рабочего места с помощью ноутбуков.

Это основные сценарии, в которых вам следует знать, как выбрать бесперебойник. Конечно, каждая ситуация уникальна — лучше всего ориентироваться на свои потребности. Если отключение оборудования для вас недопустимо, лучшим ответом будет правильный выбор источника бесперебойного питания.

Принцип работы и внутреннее устройство ИБП

В зависимости от размеров, мощности и других конструктивных особенностей устройство может подключаться к розетке или напрямую к входной электромагистрали. Второй вариант используют, когда одновременное потребление превышает показатель в 3,5 кВт.

Первым в схеме построения идет вольтметр, оценивающий уровень напряжения на входе. Если показатель удерживается в пределах нормы, ток идет через обходную цепь — так называемый байпас. Когда напряжение исчезает или выходит за пределы допустимого, срабатывает автоматика, переключающая технику на работу от батареи. Процесс проходит очень быстро благодаря микропроцессорному управлению.

При необходимости на выходе могут добавляться дополнительные системы защиты — фильтры, конденсаторы для поглощения аномальных импульсов, предохранители и т.д. Для подключения оборудования используются клеммы или розетки разного типа.

Классификация ИБП по типу питания

Чтобы понять, как выбрать UPS, очень важно знать, какая схема построения используется в конкретной модели. От этого будет зависеть возможность подключения некоторых видов техники к источнику бесперебойного питания. Рассмотрим самые популярные конструкции.

UPS резервного типа

Простейшая схема. Основные принципы приведены выше. При нормальном уровне напряжения ток идет через байпас. Из всех средств защиты оборудования — фильтры, конденсаторы, предохранители. При падении напряжения автоматика переключает питание на аккумуляторную батарею (АКБ).

ИБП резервного типа подойдет для техники, не чувствительной к кратковременным отключениям. От него можно заряжать портативные гаджеты при отсутствии централизованного энергоснабжения. Он значительно увеличит время автономной работы ноутбука. Еще одной сферой применения такого устройства будут системы освещения. Такие ИБП подходят для относительно стабильной сети. Если колебания напряжения в ней незначительны, они будут отлично справляться со своей работой. 

Преимущества и недостатки ИБП off-line

 Линейно-интерактивные ИБП

Расширенная схема. После вольтметра ток подается на стабилизатор напряжения. Он компенсирует колебания напряжения и смещения частоты. Благодаря этому источники бесперебойного питания с интерактивной схемой могут дольше работать от сети, уменьшая нагрузку на батареи.

Важно знать, как выбрать ИБП в этой категории. В ней представлены два вида устройств. Одни формируют сигнал в виде правильной (идеальной) синусоиды, а другие предлагают только ступенчатую аппроксимацию. Для котлов и другого чувствительного оборудования следует выбирать именно первый тип.

Линейно-интерактивные источники бесперебойного питания часто выбирают для техники, чувствительной к форме сигнала, перепадам напряжения в сети и времени отключения электроэнергии. Это могут быть сигнализации, системы видеонаблюдения или электронные замки. При формировании идеального синусоидального сигнала они будут совместимы с газовыми котлами и холодильниками. 

Преимущества и недостатки линейно-интерактивных бесперебойников

ИБП двойного преобразования

Самая сложная конструкция, способная удовлетворять любые потребности. Схема с двойным преобразованием означает, что переменный ток из сети проходит через выпрямитель, а затем через инвертор. Для обеспечения постоянного питания и быстрого переключения используется встроенный аккумулятор. Дополнительными средствами защиты являются конденсаторы, фильтры и микросхемы широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Они позволяют использовать такие устройства в качестве сетевых фильтров.

Инверторные ИБП типа on-line будут идеальным выбором для дорогой чувствительной техники — серверов, телекоммуникационных систем и медицинского оборудования. В жилом помещении они могут обслуживать телевизоры и аудиосистемы премиум-класса, геймерские компьютеры, роутеры, модемы и сетевые хранилища. 

Преимущества и недостатки on-line ИБП

Основные характеристики бесперебойников

Чтобы окончательно поставить точку в вопросе, как выбрать ИБП, нужно свериться с техническим паспортом устройства. Разбираемся, на какие цифры и параметры следует обратить внимание в первую очередь.

Автономность

Сколько часов все подключенные устройства могут работать от батареи. Емкость аккумулятора ИБП обычно указывается в ампер-часах. Чтобы рассчитать время работы в автономном режиме, нужно воспользоваться следующей формулой:

Автономность = Емкость аккумулятора*напряжение аккумулятора/мощность подключенных устройств.

От емкости зависит время автономной работы. Например, если у нас есть 12-вольтовый аккумулятор Емкостью 36 А*ч, к которому подключен блок питания компьютера мощностью 350 Вт, показатель автономности будет равен:

Автономность = 36*12/350=1,23 часа или 1 час 14 минут.

Формулу можно развернуть наоборот. Чтобы узнать оптимальную Емкость аккумуляторов, имея необходимое время автономной работы, нужно произвести следующие расчеты:

Емкость аккумулятора = Автономность*мощность/напряжение аккумулятора

Например, нам нужно увеличить время работы компьютера в нашем примере до 3 часов, используя батареи такого же типа.

Емкость аккумулятора = 3*350/12=87,5 А*ч

Некоторые ИБП оснащаются сменными батареями или даже контактами для внешних аккумуляторов. С ними вы можете самостоятельно увеличивать показатели автономности техники. 

Мощность

Количество энергии, которое ИБП одновременно может отдавать подключенному оборудованию. Измеряется в вольт-амперах. Чтобы перевести их в ватты, нужно воспользоваться коэффициентом активно-реактивной мощности — косинус фи. Для электромоторов, компрессоров, вентиляторов и насосов он равен 0,7, для нагревателей — 1,0, для смешанной нагрузки — от 0,8 до 0,85. Следует также добавлять резерв не менее 20%, чтобы компенсировать пиковое потребление.

Формула расчета оптимальной мощности источника бесперебойного питания выглядит следующим образом:

Мощность = потребление*1,2/косинус фи.

К примеру, мы имеем смешанную нагрузку линии в 3,5 кВт. Мощность ИБП должна быть равна:

Мощность = 3500*1,2/0,8=5250 В*А.

Чтобы понять, как выбрать ИБП, нужно учитывать и их отдачу. Это не менее важный показатель, чем время автономной работы. Если она будет недостаточной, в лучшем случае вы столкнетесь с аварийным отключением, а в худшем чувствительные устройства могут выйти из строя.

Источники бесперебойного питания делят на три категории по выходной мощности:

• до 1000 В*А — компактные и легкие, предназначенные для обслуживания одного прибора;
• 1000–5000 В*А — могут работать с серверами и небольшими компьютерными сетями;
• более 5000 В*А — профессиональные модели, подключаемые непосредственно к электрическим магистралям.

Форма сигнала

Выше мы уже говорили, что отопительные котлы, холодильники, компрессоры и насосы нуждаются в идеальной синусоиде. Для них нужно подбирать соответствующие UPS, желательно, со схемой on-line. Модели с аппроксимированной синусоидой подходят для компьютеров, ноутбуков и других устройств с импульсными блоками питания. Тип выходного сигнала также относится к важнейшим характеристикам ИБП.

Время переключения

Интервал срабатывания автоматики и подключения питания от батареи. Для большинства видов бытовой техники будет достаточно 15–20 мс, то есть 1/50 секунды. Однако компьютеры, особенно с блоками питания малой мощности, могут потерять важные данные за это время. Поэтому для них стоит подобрать ИБП, которые реагируют за 5–10 мс — не более чем за 1/100 секунды. Следует также отметить, что модели, работающие в режиме on-line, подают питание без задержки — ток постоянно проходит через их батарейный узел.

Интервал напряжения

Характеристики тока, за пределами которых устройство переходит на батареи. Важно понимать, что модели класса off-line подают такое же напряжение потребителям, а линейно-интерактивные и on-line нормализуют его и исправляют форму сигнала.

Общие советы при выборе источников бесперебойного питания

Уточните способ подключения к сети. Модели с клеммами потребуют от вас базовых навыков электромонтажных работ.

Чтобы правильно выбрать источник бесперебойного питания, обязательно обращайте внимание на количество и тип выходов. Они могут быть представлены клеммами, обычными и компьютерными розетками.

Длительная гарантия от производителя будет большим плюсом, поскольку в этот период вам точно не придется покупать новые аккумуляторы за свои деньги.

Подключение ИБП к компьютеру — очень полезная опция. Вы сможете самостоятельно проводить диагностику аккумулятора и автоматически сохранять файлы при разрядке аккумулятора.

Не забывайте читать отзывы и смотреть обзоры. Это поможет вам узнать о мелких нюансах — таких как способ управления, звук аварийного сигнала и другие.

Если при выборе ИБП у вас возникнут вопросы, вы всегда можете связаться с консультантами Electro100 по телефону или в чате на нашем сайте.

Планируйте надежное электроснабжение с нашим калькулятором: введите необходимые параметры устройств и желаемую продолжительность работы, чтобы мы подобрали для вас оптимальные решения.