Neprekidno napajanje: svrha i specifičnosti rada kućanskog UPS-a

Za održavanje funkcionalnosti uređaja tijekom kvarova na mreži koristi se neprekinuto napajanje.Ovisno o vrsti opsluženih potrošača i parametrima snage, morate odabrati različite modele. Ovi uređaji su traženi, tako da kupnja kopije s potrebnim karakteristikama nije teška.

Ali prije kupnje morate sami razumjeti njegove značajke, a ne vjerovati ovom pitanju menadžerima zainteresiranim za prodaju.

U ovom ćemo materijalu pogledati dizajn i značajke rada UPS-a, a također ćemo govoriti o pravilima njegove uporabe.

AC UPS krugovi

Za potrebe kućanstva koriste se uređaji za besprekidno napajanje priključeni na jednofaznu mrežu 220 V, koji mogu opskrbljivati ​​potrošače istog napona neko vrijeme u nedostatku električne energije.

Postoje i UPS-ovi koji su spojeni na ulaz u trofaznu mrežu, a izlaz je ili 380 V ili 220 V. No, oni su skupi, koriste se kada je potrebno dobiti autonomnu snagu od 10 kVA A, koji nije potreban za domaće potrebe.

Kućanski AC UPS uređaji podijeljeni su u sljedeće vrste prema njihovoj shemi rada:

• sigurnosna kopija (izvan mreže);
• interaktivni (linearno-interaktivni);
• dvostruka konverzija (online).

Razlikuju se kvalitetom izlaznog napona i cijenom.Najjeftiniji su standby, a najskuplji s dvostrukom konverzijom.

Najjednostavniji dizajn rezervnog napajanja uključuje sklopni relej i pasivno filtriranje za suzbijanje smetnji.

Za pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu, u punjaču se koristi ispravljač. A obrnuta transformacija događa se pomoću pretvarača.

U sustavima neprekidnog napajanja obično se ugrađuju obični elektromehanički releji za prebacivanje kruga s mreže na bateriju. Ako je ovaj dio visoke kvalitete, tada je njegov resurs dovoljan za cijeli rad UPS-a. Ali najčešće, kada se blok pokvari, problem leži upravo u ovom strukturnom elementu.

Interaktivni krug razlikuje se od rezervnog kruga u prisutnosti stabilizatora napona. Konstruiran je kao tipični autotransformator s izravno spojenim namotima

Stabilizacija napona također je prisutna u mnogim kućanskim uređajima, pa ako su odstupanja beznačajna, nema smisla kupovati skuplji linearno-interaktivni model.

Prisutnost transformatora često prisiljava proizvođača da koristi prisilno hlađenje, zbog čega su takvi UPS-ovi opremljeni hladnjacima. Emitiraju buku koja se po intenzitetu može usporediti s radom jedinice računalnog sustava.

U online shemi, pretvarač se napaja kontinuirano iz baterija. Stoga, ako dođe do nestanka struje, vrijeme prebacivanja na pomoćno napajanje je nula

Najsloženiji i najskuplji uređaji s dvostrukom pretvorbom također imaju najmanju učinkovitost. Električna energija se gubi u toplinu koju uređaj emitira. Stoga njihova uporaba mora biti opravdana.

Najvažnija prednost ove vrste besprekidnog napajanja je trenutni odgovor na nestanak struje. Ali za većinu kućanskih aparata to nije toliko važno. Ista računala obično su opremljena rezervnim ili interaktivnim UPS-om.

Najvažniji parametri

Sada na tržištu postoji mnogo ponuda za prodaju kućanskih besprekidnih izvora napajanja. Da biste ispravno odredili njihovu svrhu i ne pogriješili s izborom, morate razumjeti na koje parametre prvo trebate obratiti pozornost.

Glavne tehničke karakteristike

Izlazna snaga uređaja određuje najveću dopuštenu vrijednost koju jedinica može pouzdano pružiti potrošaču. Mjeri se u volt-amperima (VA). Radi praktičnosti korisnika, ova se vrijednost često daje i u vatima.

Za mjerenje opterećenja uređaja možete koristiti ampermetar ili ga izračunati pomoću očitanja mjerača instaliranog u stanu.

Potrošnju električne energije možete mjeriti kućnim ampermetrom (vatmetrom) s utičnicom. Povezani uređaj mora biti prebačen u način maksimalne potrošnje

Pri određivanju stvarne snage računala ne treba se voditi prema nazivnoj snazi ​​napajanja, jer se ono uvijek kupuje s rezervom.

Ako nemate ampermetar, morate učiniti sljedeće:

1. Odspojite sve krugove na ploči osim onog koji napaja računalo.
2. Isključite sve uređaje u ovom krugu.
3. Uključite računalo i pokrenite tipičan program na njemu (na primjer, video s YouTubea).
4. Pričekajte dok mjerač ne promijeni vrijednost desetine kilovata.
5. Vrijeme do sljedeće promjene.

Prosječna potrošnja energije (P, vati) za ovo razdoblje (t, minute) može se izračunati pomoću formule:

P = 100 * (60 / t)

Sljedeća važna karakteristika je trajanje baterije. Ovaj pokazatelj ovisi o opterećenju koje UPS doživljava u tom trenutku. Na najvećoj dopuštenoj snazi, baterije kućanskog uređaja rade 1-3 minute. A na pola - mnogo duže (do 10 minuta).

Grafikon ovisnosti trajanja baterije o prosječnom opterećenju pokazuje da je ova ovisnost nelinearna. To je zbog načina na koji se baterije prazne.

To dovodi do dva zaključka:

• tijekom nestanka struje potrebno je što je više moguće smanjiti opterećenje koje troše uređaji;
• Preporučljivo je kupiti UPS sa snagom koja premašuje izračunatu za najmanje 30%.

Raspon ulaznog napona pokazuje najmanji i najveći dopušteni mrežni napon pri kojem se napajanje neće prebaciti na baterije. U pravilu, svi UPS-ovi mogu izdržati raspon od 180-260 V.

Neki proizvođači imaju vrlo dobre (reklamne) pokazatelje, na primjer, niža vrijednost je 110 V. Ovdje morate biti sigurni da su ti brojevi uzeti posebno za maksimalno opterećenje, a ne za pola.

Drugi važan tehnički pokazatelj je razina buke. UPS-ovi izrađeni pomoću line-interactive ili online tehnologije stvaraju mnogo topline, pa proizvođači na njih ugrađuju ventilatore. Ako su hladnjaci jeftini, s vremenom će stvarati buku, što je nepoželjno za stambeni prostor.

Sučelje i postavljanje

Izgled blokova može biti vrlo raznolik. Obično su klasičnog pravokutnog oblika, s prednjom stranom indikatora ili displeja, a straga priključcima za napajanje. Njihov broj nije toliko bitan, jer se na izlaz može spojiti produžni kabel s T-om.To ni na koji način neće proturječiti konceptu UPS-a.

Model može imati LCD zaslon, koji će prikazati stanje s opskrbom priključenih uređaja: dostupnost struje, broj potrošača, napunjenost baterije itd.

Sustav prikaza smanjuje troškove opreme. Osim toga, praktičniji je. Ako trebate znati bilo koji parametar, mnogi modeli imaju funkciju povezivanja s računalom

Da biste saznali parametre napajanja, stanje baterija UPS-a i kako radi, možete ga spojiti na računalo. Za mnoge modele ova je funkcija implementirana i razvijen je softver.

Postoje tri glavne vrste sučelja:

• USB. Najčešća veza između računala i UPS-a.
• RS-232 (COM port). Rijetko prisutan u kućanskim modelima.
• Ethernet 10/100. Koristi se za daljinsko upravljanje besprekidnim napajanjem.

Softver za dobivanje karakteristika iz UPS-a i njegovo upravljanje razvijen je ne samo za različite verzije Windowsa. Primjerice, poznati proizvođač Powercom ima Android verziju softvera koja omogućuje daljinski nadzor stanja napajanja i po potrebi podešavanje rada besprekidnog napajanja.

Softver vam omogućuje praćenje glavnih karakteristika električne mreže, kao što su ulazni i izlazni napon, frekvencija. Također možete saznati napunjenost baterije i temperaturu uređaja

Besprekidni izvori napajanja postavljaju se u neposrednoj blizini zaštićenih potrošača električne energije. Obično se postavljaju na pod ili na police. Neki modeli opremljeni su pričvrsnim elementima koji im omogućuju montažu na zidove.

Kvaliteta izlazne struje

Neprekidni izvori napajanja moraju davati struju odgovarajuće kvalitete.Kod rada na baterije, za to je odgovoran pretvarač, au slučaju mrežnog napajanja, problematična područja trebaju biti izravnana filtrima i stabilizatorom. Smetnje koje se javljaju u električnom krugu imaju različito podrijetlo i posljedice za elektroniku. Stoga i ovo pitanje treba pažljivo ispitati.

Mrežne smetnje i zaštita

Svi moderni UPS-ovi opremljeni su zaštitom od problema povezanih s uređajima koji se servisiraju. Ako ukupno opterećenje premaši maksimalno dopušteno ili dođe do kratkog spoja, neprekidno napajanje će odmah isključiti napajanje.

Smetnje u mreži mogu se podijeliti na frekvencijske i pulsne. Prvi nisu toliko opasni, posebno za računalne ili TV izvore koji pretvaraju izmjeničnu struju u istosmjernu. Ovo posljednje može uzrokovati probleme s bilo kojom elektronikom.

Stoga je većina UPS-a opremljena zaštitom od prenapona i harmonika pomoću varistora i visokofrekventnih filtara.

Uklanjanje smetnji na liniji odvija se u dvije faze. Prvo, varistor odsiječe visokofrekventne impulse, a zatim filtar izglađuje male skokove

Problem pojave visokonaponskih impulsa tipičan je ne samo za energetske kabele, već i za mreže za prijenos podataka - računalo ili telefon. Mogu se pojaviti zbog izloženosti atmosferskom elektricitetu, kvarova na obližnjim ožičenjima, električnih smetnji i drugih razloga.

Mnogi proizvođači proizvode modele s mogućnošću zaštite lokalne mreže. Za to UPS ima dva RJ-45 konektor - jedan za ulaz i jedan za izlaz. Signal prolazi kroz filtar koji suzbija skokove napona. Za telefonske linije sustav je isti, samo su konektori u RJ-11 formatu.

Niski i visoki napon

Podešavanje napona događa se pomoću automatskog regulatora napona (AVR), čiji je glavni element autotransformator. Načelo njegovog rada temelji se na promjeni broja zavoja jednog od namota, zbog čega se napon mijenja prema povećanju ili smanjenju njegove vrijednosti.

Prisutnost AVR-a u UPS-u omogućuje vam da ne uključite autonomni način rada svaki put ako napon malo odstupa od standardnih vrijednosti. Ovo značajno produžuje trajanje baterije.

Profesionalni multimetri kao što je CEM DT 9909 mogu dugo bilježiti vrijednost napona. Korištenje takvog uređaja može pomoći u odabiru stabilizatora ili UPS-a

Prema GOST 29322-2014, dopušteno je odstupanje napona od 10 posto od referentne vrijednosti u razdoblju od najviše 1 sata. Svi moderni UPS-ovi s regulatorima nose se s takvim fluktuacijama.

Izlazna čistoća

Vrsta izlaznog signala ovisi o modelu pretvarača koji je ugrađen u besprekidni izvor napajanja. U idealnom slučaju, valni oblik izmjeničnog napona trebao bi biti sinusni val. Ali nakon pretvorbe putem pretvarača, poprima stepenasti oblik.

Što je veći broj koraka na krivulji trenutnog napona u odnosu na vrijeme, to je bolja kvaliteta izmjenične struje. Ovo je važno za neke uređaje

Za opremu koja sadrži asinkrone elektromotore (hladnjak, klima uređaj), transformatorska napajanja (visokokvalitetna audio oprema), APFC napajanja (poslužitelji i moćna računalna računala) potreban vam je čisti ili dobro aproksimirani sinusni val.

Niti jedan inverter, pa tako ni UPS, ne proizvodi čisti sinusni val, ma što proizvođači opreme pisali u reklamnim brošurama. Približavanje izlaznog signala sinusoidi procjenjuje se kroz ukupno harmonijsko izobličenje (THD).

Izlazni signal iz jedinice može se smatrati sinusoidnim pri THD<5%. Za neke modele, kao što je IMV NetPro 2000, ta je brojka samo 2%.

Pravila za korištenje UPS-a

Kada kupujete neprekidno napajanje za organiziranje rezervnog napajanja, morate razumjeti s kojim uređajima se može koristiti. Ponekad je nemoguće preživjeti samo s UPS-om i tada morate poduzeti dodatne mjere kako biste svoj dom opskrbili električnom energijom.

Spajanje kućanskih aparata

Računala, modemi, ruteri, video i audio oprema tipični su kućni ili uredski uređaji na koje se spajaju neprekidni izvori napajanja. Ako ova tehnika sadrži obične prekidačke izvore napajanja, tada će biti dovoljno kupiti relativno jeftine modele koji ne proizvode čisti sinusni val.

Moderni modeli su kompaktni i atraktivnog dizajna koji se skladno uklapaju s ostalom opremom u interijer dnevne sobe.

Također nema potrebe za kupnjom skupih proizvoda za rasvjetu. Ovdje je glavna stvar ispravno izračunati maksimalnu snagu i trajanje baterije.

Uz česte zastoje, aktualan je problem neplaniranog odmrzavanja hladnjaka i kvarenja hrane. Prilikom zaštite takve opreme s asinkronim motorima bit će potrebni UPS-ovi složenijeg dizajna, jer će biti potreban "čisti" sinusoidni signal.

Osim toga, potrebno je uzeti u obzir prisutnost startnih struja koje nastaju prilikom pokretanja motora.Pojednostavljeno za rashladnu opremu, njihova se vrijednost može odrediti množenjem vrijednosti snage s 5.

Ako, na primjer, kuhinja ima hladnjak ukupne snage 300 W (pri pokretanju - 1500 W) i zamrzivač na 200 W (pri pokretanju - 1000 W), tada vam je potrebno napajanje s čistim sinusnim valom i maksimalnu snagu od najmanje 1700 W. Ova vrijednost je dobivena za slučaj kada zamrzivač radi, au ovom trenutku hladnjak je uključen. Istodobno pokretanje oba motora je malo vjerojatno, a takav će UPS izdržati jednosekundni val od 2,7 kW.

Jedinica mrežnog tipa s maksimalnom snagom od 2000 W može raditi oko pola sata uz ukupnu potrošnju od 500 W. Budući da način hlađenja traje oko 5 minuta, neprekinuto napajanje je zajamčeno dovoljno za 6 pokretanja oba uređaja.

U privatnim kućama i vikendicama također je važno koristiti UPS za podršku sustavu grijanja s prisilnom cirkulacijom. Pumpe također trebaju čisti sinus

Sustavi neprekidnog napajanja također se aktivno koriste za rad plinski kotlovi za grijanje. S obzirom na cijenu povezane opreme, u ovom slučaju ne biste trebali štedjeti na kvaliteti UPS-a.

Rezervno i dodatno napajanje

Za mnoge kućanske aparate nemoguće je odabrati jeftin UPS, jer će biti potrebna značajna maksimalna snaga s dugim razdobljem autonomnog rada. Perilice rublja, električne pećnice i distribuirani klimatizacijski sustavi troše puno električne energije.

Možete, naravno, bez ovih uređaja tijekom nestanka struje. Ovo je preporučljivo ako se takvi prekidi događaju rijetko i na kratko vrijeme.Ali ako se donese odluka da se moćnim potrošačima osigura autonomna energija, onda je bolje koristiti benzinski ili dizelski generator. Za brzo pokretanje u nedostatku napona koristi se sustav automatskog prijenosa (ATS).

Ako imate dodatni izvor napajanja, UPS se ipak isplati koristiti, barem za računala. Nemoguće je postići trenutno pokretanje generatora i ponovno uspostavljanje napajanja.

Stabilizacija niskog napona

Problem niskog napona je relevantan za objekte priključene na stare ili slabe električne mreže. Ako se ova situacija stalno događa, onda je bolje koristiti unos stabilizator.

Ako postoji stabilizator, napon unutarkućne mreže bit će doveden na standardne vrijednosti. To će također utjecati na uređaje koji nisu spojeni na UPS.

Kada se napon smanji, struja koja teče unutar kućne mreže se povećava. Na primjer, neka ukupna snaga potrošača priključenih na UPS bude 1,5 kW, a napon napajanja 190 V.

Zatim po Ohmov zakon:

• ja₁ = 1500 / 190 = 7,9 A – struja u krugu do UPS-a bez stabilizatora;
• ja₂ = 1500 / 220 = 6,8 A – jakost struje u krugu do UPS-a sa stabilizatorom.

Dakle, unutarkućna mreža bez stabilizatora doživjet će povećano opterećenje, što možda nije uzeto u obzir pri odabiru poprečnog presjeka ožičenja.

Stoga je s konstantnim niskim naponom bolje instalirati stabilizator. U tom će slučaju opterećenje UPS autotransformatora biti manje, što će produžiti njegov vijek trajanja. Osim toga, uzimajući u obzir izjednačavanje napona, možete kupiti jeftinije besprekidne izvore napajanja.

Besprekidno napajanje DC potrošača

Za neke uređaje potrebno je osigurati neprekidno napajanje s DC 12, 24 ili 48 V. UPS ovog tipa također je dostupan u prodaji. Njihove oznake sadrže kraticu "DC". Postoje i jedinice s naponom napajanja od 60, 110 ili 220 V, ali se koriste u industriji ili energetici.

Razlika između DC besprekidnih izvora napajanja u unutarnjoj strukturi od klasičnih modela je odsutnost pretvarača. Baterije su spojene izravno na izlaz preko kontaktora s mjernim šantom koji ograničava struju kako bi se spriječilo nedopustivo duboko pražnjenje baterija.

Ponekad na izlazu može postojati stabilizirajući pretvarač ako su uređaji koje napaja UPS osjetljivi na male fluktuacije napona.

Zajedno s pretvaračima napona, 48 W DC UPS može napajati sustav video nadzora s perimetrom do 1 km

Ovi rezervni izvori napajanja koriste se za zaštitu sljedeće kućanske opreme koja se napaja istosmjernom strujom:

• CCTV sustavi i sigurnost;
• sve vrste senzora (curenje, dim, požar, kretanje itd.);
• sustavi rasvjete;
• telekomunikacijski uređaji;
• komunikacijski sustavi;
• komponente sustava upravljanja "pametna kuća".

Mnogi DC UPS uređaji imaju mogućnost spajanja vanjskih baterija. U tom slučaju, autonomno funkcioniranje uređaja kojima služe može biti vrlo dugo.

Zaključci i koristan video na tu temu

Ukratko o glavnim karakteristikama kućnog UPS-a:

Raznolikost vrsta UPS-a i njihovih karakteristika posljedica je različitih uvjeta njihove uporabe: snage i vrste priključenih uređaja, parametara i tipičnih problema pojedine električne mreže.Neprekidno napajanje obično nije najskuplji element u sustavu, ali o njemu ovisi stabilnost njegovog rada. Stoga morate odrediti uvjete rada i pažljivo odabrati model.

Još uvijek imate pitanja o temi članka? Ili možete dopuniti ovaj materijal zanimljivim informacijama o UPS-u? Napišite svoje komentare, postavite pitanja i podijelite svoje iskustvo u bloku ispod.