Voidaan käyttää keskeytymätöntä virtalähdettä. Lyhyt koulutusohjelma APC UPS:n käytöstä

Yksinkertainen invertteri

Muuntaja ilman akkua tekee toimivan invertterin autoon. Kokoonpanoprosessi etenee seuraavan kaavion mukaisesti:

1. keskeytymättömän virtalähteen purkaminen: akun irrottaminen, napojen pureminen, päiden kuoriminen;
2. etsitään liitintä verkkoon liittämistä varten (jos liitin on, se tulee poistaa; jos ei, johdot puretaan irti levystä ja päät kuoritaan);
3. Akun johdot on liitettävä juotosraudalla takapaneelissa olevan liittimen johtimiin, juotoskohtia ei ole eristetty;
4. Tupakansytyttimen pistoke juotetaan laitteeseen napaisuutta huomioiden ja juotoskohdat eristäen;
5. laitteen sisäinen kaiutin on suljettu pois (revitty pihdeillä tai levy poistetaan);
6. kotelon kokoaminen lisäämällä vakiopistorasiat (joissakin UPS:issä ne sisältyvät jo alkuperäiseen suunnitteluun).

Lue myös: Selitämme yksityiskohtaisesti, kuinka UPS kytketään tietokoneeseen.

UPS kaasukattilaan

Tietokone-UPS sopii myös kaasukattilaan. Muunnosprosessi tulee tehdä seuraavasti:

1. viallisen virtalähteen poistaminen;
2. luomalla kosketinpuristimet napaisuuden huomioon ottaen (on parempi tehdä erivärisiä puristimet plus- ja miinusmerkkien osoittamiseksi) tekemällä 2 reikää, kiinnittämällä kosketinpuristimet ja juottamalla niihin aiemmin tietokoneen sisäiseen virtalähteeseen soveltuvat johdot;
3. estääksesi laitteen ennenaikaisen vioittumisen ylikuumenemisen vuoksi, sinun on asennettava sarjaan kytkettyjä puhaltimia kotelolla tai ilman (niiden käynnistämiseksi on suositeltavaa käyttää LEDiä, juottamalla sen johdot pienen releen käämiin, ja yhteen relekoskettimesta joudut juottamaan johtoa tulevasta "+" -akun akusta ja toiseen - vapaa punainen johto tuulettimesta, toinen vapaa musta johto juotetaan akun miinukseen).

12 voltin lähde

Viallinen keskeytymätön virtalähde Voidaan sovittaa 12 voltin lähteeseen. Tämä tehdään hyvin yksinkertaisesti. Ensin sinun on liitettävä pistorasia UPS-johtoon. Tätä varten yksi pää on ensin leikattu pois siitä. Kun olet suorittanut tämän toimenpiteen keskeytymättömällä virtalähteellä Nyt voit ladata puhelimesi. Yllä kuvatuilla yksinkertaisilla muutoksilla voit lisätä tehoa kotitekoinen laite(katso invertteriä koskeva osa).

Noin 3-6 kuukauden käytön jälkeen uuteen työtietokoneeseen tallennetun tiedon hinta alkaa ylittää itse tietokoneen kustannukset. Verkkopalvelimen tapauksessa tämä tilanne voi syntyä muutaman viikon sisällä sen asennuksesta.

50 70 %:ssa tapauksista elektronisten laitteiden toimintahäiriöiden syynä on huonolaatuinen virtalähde. Jos tapahtuu sähkökatkos, yksi virheellinen tietojen kirjoitusistunto voi tuhota koko tiedostojärjestelmän.

Vaikka viat eivät heti johda katastrofaalisiin seurauksiin, jonkin ajan kuluttua tietokoneesi herkkä elektroniikka voi yksinkertaisesti "kapinata" jatkuvien päälle/pois-jaksojen vuoksi.

Venäjällä on tullut tunnetuksi tietoja Bell Labsin ja IBM:n USA:ssa tekemistä tutkimuksista. Bell Labsin ja IBM:n (USA) mukaan jokainen henkilökohtainen tietokone altistuu 120 sähköhäiriölle kuukaudessa.

Miksi sinun pitäisi käyttää UPS:ää?

Jos haluat vastata tähän kysymykseen, sinun on mietittävä seuraavia asioita:

1. Mitä tapahtuu, jos laitoksesi sähköt katkeavat juuri nyt?
2. Oletko ajatellut tietojen korruption tai katoamisen aiheuttamia haittoja?
3. Jos sinulla on yleinen puhe- ja dataverkko, ovatko kaikki tärkeät laitteet suojattuja?
4. Jos olet virtualisoinut palvelimesi, oletko harkinnut sen vaikutuksia UPS:isiisi?
5. Kuinka paljon virtaa UPS-moduulisi kuluttavat? Mikä on niiden tehokkuus?
6. Kuinka usein päivität ja huollat ​​IT-laitteitasi (mukaan lukien palvelimet)? Entä UPS:si?

UPS-laitteita käytetään pääasiassa IT-laitteiden ja muiden kuormien suojaamiseen virranlaatua heikentäviltä ongelmilta. UPS suorittaa seuraavat kolme päätoimintoa:

1. Estää jännitepiikkien ja ylijännitteiden aiheuttamia vaurioita. Monet UPS-mallit luovat jatkuvasti oikean lähtöjännitteen aaltomuodon.
2. Estää tietojen katoamisen ja vahingoittumisen. Ilman UPS:tä tallennuslaitteille tallennetut tiedot joutuvat alttiiksi virheellinen lopetus työ voi vaurioitua tai jopa kadota kokonaan. Yhdessä asianmukaisen ohjelmiston kanssa UPS voi suorittaa järjestelmän sulavan sulkemisen.
3. Varmistaa verkkojen ja muiden sovellusten saatavuuden ja estää seisokkeja. UPS:t voidaan myös yhdistää generaattoreihin, jotta generaattoreille jää riittävästi aikaa käynnistyä tehokatkon sattuessa.

9 virta-ongelmia ja kuinka UPS voi auttaa sinua ratkaisemaan ne

Eatonin UPS-ratkaisut ratkaisevat kaikki yhdeksän suurta virtaongelmaa. Ne on suunniteltu täyttämään toimistojen sähkönsuojan, jakelun ja hallinnan vaatimukset, paikalliset verkot, datakeskuksiin ja televiestintälaitteisiin, lääketieteen ja teollisuuden markkinoille.

Pienille toimisto- ja kotisovelluksille (SOHO) Eaton tarjoaa budjettiratkaisuja, kuten Ellipsen ja Eaton 5110:n perinteisiin pöytäkonejärjestelmiin. Suojatakseen kriittisiä järjestelmiä, kuten verkkopalvelimia ja suuritehoisia korttipalvelimia, Eaton tarjoaa linjainteraktiivisia ja online-UPS-laitteita, kuten Eaton 5125, 9130, Evolution, EX, MX, MX Frame, 9155, 9355, 9390, 9395 ja Blade UPS.

Lähde: EATON OYJ. UPS käsikirja

Tyypillisiä virtalähteen ongelmia

Verkkojännitteen täydellinen menetys(verkossa ei ole jännitettä yli 40 sekuntiin virransyöttölinjojen häiriöiden vuoksi)

Vajoaminen(lyhytaikainen verkkojännitteen lasku alle 80 %:iin nimellisarvosta yli 1 jakson ajaksi (1/50 sekuntia) on seurausta voimakkaiden kuormien sisällyttämisestä, joka ilmenee ulkoisesti valaistuslamput) ja ylijännitepiikit (lyhytaikainen verkkojännitteen nousu yli 110 % nimellisarvosta yli 1 jakson ajan (1/50 sekuntia); ilmestyy, kun suuri kuorma sammutetaan, ulkoisesti ilmentyy mm. valaistuslamppujen välkkyminen) eripituiset jännitteet (tyypillistä suurille kaupungeille)

Korkeataajuinen melu sähkömagneettista tai muuta alkuperää oleva radiotaajuushäiriö, joka on seurausta voimakkaiden korkeataajuisten laitteiden, viestintälaitteiden toiminnasta

Taajuuspoikkeama yli hyväksyttävien rajojen

Korkeajännitepiikit lyhytaikaiset jännitepulssit jopa 6000 V ja kesto jopa 10 ms; seurauksena ukkosmyrskyjen aikana staattinen sähkö, kytkimien kipinöinnin vuoksi, ei ole ulkoisia ilmentymiä

Taajuuden ylitys taajuuden muutos 3 Hz tai enemmän nimellisarvosta (50 Hz), näkyvät, kun virtalähde on epävakaa, mutta se ei välttämättä ole ulkoisesti näkyvissä.

Kaikki nämä tekijät voivat johtaa melko "ohuen" elektroniikan epäonnistumiseen ja, kuten usein tapahtuu, tietojen katoamiseen. Ihmiset ovat kuitenkin jo pitkään oppineet suojelemaan itseään: verkkojännitesuodattimet, jotka "vaimentavat" ylijännitteitä, dieselgeneraattorit, jotka syöttävät virtaa järjestelmiin sähkökatkon aikana "maailmanlaajuisessa mittakaavassa", ja lopuksi keskeytymättömät virtalähteet ovat tärkein työkalu henkilökohtaisten tietokoneiden suojaamiseen. , palvelimet, mini-PBX:t jne.

Virtakatkojen tyypit

ILMOITUKSET

Ennen kuin ostat uuden UPS:n, sinun tulee tutustua joihinkin sen toiminnan "sisäisiin" puoliin. Varmistaaksesi, että keskeytymätön virtalähde palvelee sinua mahdollisimman pitkään ja investointisi on mahdollisimman tehokas, yritä noudattaa alla olevia vinkkejä.

Mitä akkuja UPS:ssä käytetään

Kaikki APC:n (ja muiden tunnettujen suurten UPS-valmistajien) valmistamat UPS-tuotteet käyttävät lyijyakkuja, aivan kuten yleisimmät auton akut. Erona on se, että jos aiomme tehdä tällaisen vertailun, APC:n käyttämät akut on valmistettu samalla tekniikalla kuin kalleimmat nykyään saatavilla olevat autoakut: sisällä oleva elektrolyytti on geelimäisessä tilassa eikä läiky jos kotelo on vaurioitunut; Akku on tiivis, minkä seurauksena se ei vaadi huoltoa, ei päästä haitallisia ja räjähtäviä kaasuja (vetyä) käytön aikana, se voidaan "kääntää" millä tahansa tavalla ilman pelkoa elektrolyytin roiskumisesta.

Kuinka kauan UPS-akut kestävät?

Vaikka eri UPS-järjestelmät näyttävät käyttävän samaa akkutekniikkaa, eri valmistajien UPS-akkujen käyttöikä vaihtelee suuresti. Tämä on varsin tärkeää käyttäjille, koska akkujen vaihtaminen on kallista (jopa 30 % UPS:n alkuperäisestä hinnasta). Akkuvika heikentää järjestelmän tehokkuutta, mikä aiheuttaa seisokkeja ja turhaa päänsärkyä. Lämpötila vaikuttaa merkittävästi akun luotettavuuteen. Tosiasia on, että luonnolliset prosessit, jotka aiheuttavat akun vanhenemisen, riippuvat suurelta osin lämpötilasta. Akun valmistajien toimittamat yksityiskohtaiset testitiedot osoittavat, että akun käyttöikä lyhenee 10 % jokaista 10°C lämpötilan nousua kohti. Tämä tarkoittaa, että UPS on suunniteltava minimoimaan akun kuumeneminen. Kaikki UPS:t, joissa on online-topologia ja hybridi-online-lähteet, lämpenevät enemmän kuin valmiustilassa tai linjainteraktiiviset (siksi ensimmäiset vaativat tuulettimen). Tämä on tärkein syy siihen, miksi valmiustila- ja linjainteraktiiviset UPS-laitteet vaativat akun vaihtoa harvemmin kuin online-topologialla varustetut UPS:t.

Pitäisikö UPS:ää valittaessa kiinnittää huomiota laturin suunnitteluun?

Laturi on tärkeä osa UPS:ää. Olosuhteet, joissa akkuja ladataan, vaikuttavat merkittävästi niiden pitkäikäisyyteen. UPS:n akun käyttöikä on maksimoitu, jos sitä ladataan jatkuvasti vakio- tai kelluvajännitelaturista. Itse asiassa ladattavan akun käyttöikä ylittää huomattavasti yksinkertaisen säilytysajan. Tämä johtuu siitä, että jotkin luonnolliset ikääntymisprosessit pysähtyvät jatkuvalla latauksella. Siksi akku on ladattava, vaikka UPS olisi sammutettu. Monissa tapauksissa UPS sammutetaan säännöllisesti (jos suojattava kuorma kytketään pois päältä, UPS:ää ei tarvitse pitää päällä, koska se voi kompastua ja aiheuttaa akun ei-toivottua kulumista). Monet kaupallisesti saatavilla olevat UPS-laitteet eivät tarjoa jatkuvan latauksen tärkeää ominaisuutta.

Vaikuttaako jännite luotettavuuteen?

Paristot koostuvat yksittäisistä kennoista, joista kukin on noin 2 V. Suuremman jännitteen akun luomiseksi yksittäisiä elementtejä kytketty sarjaan. 12 voltin akussa on kuusi kennoa, 24 voltin akussa 12 kennoa jne. Kun akku on virtalatauksessa, kuten UPS-järjestelmissä, yksittäiset kennot latautuvat samanaikaisesti. Parametrien väistämättömästä hajaantumisesta johtuen jotkin elementit ottavat suuremman osuuden latausjännitteestä kuin toiset. Tämä aiheuttaa tällaisten elementtien ennenaikaista vanhenemista. Sarjaan kytkettyjen elementtien ryhmän luotettavuus määräytyy vähiten luotettavimman elementin luotettavuuden mukaan. Siksi, kun yksi kennoista epäonnistuu, akku kokonaisuudessaan epäonnistuu. On todistettu, että ikääntymisprosessien nopeus on suoraan verrannollinen akun elementtien lukumäärään, joten ikääntymisnopeus kasvaa akun jännitteen kasvaessa. SISÄÄN parhaat tyypit UPS käyttää pienempää määrää tehokkaampia elementtejä suuremman määrän pienempitehoisten elementtien sijaan, mikä parantaa luotettavuutta. Jotkut valmistajat käyttävät suurjänniteakkuja, jotka voivat tietyllä tehotasolla vähentää johtoliitäntöjen ja puolijohteiden määrää, mikä alentaa UPS:n kustannuksia. Tyypillisimpien noin 1 kVA:n tehoisten UPS-laitteiden akkujännite on 24...96 V. Tällä tehotasolla APC-UPS-laitteiden, erityisesti Smart-UPS-perheen, akut eivät ylitä 24 V:ta. alhainen jännite APC:n valmistamien UPS-laitteiden käyttöikä on pidempi verrattuna kilpaileviin laitteisiin. APC-akkujen keskimääräinen käyttöikä on 3-5 vuotta (riippuen lämpötilaolosuhteista ja purkaus-/latausjaksojen tiheydestä), kun taas jotkut valmistajat ilmoittavat käyttöiän vain 1 vuoden. UPS:n 10 vuoden käyttöiän aikana jotkut järjestelmän käyttäjät kuluttavat kaksi kertaa enemmän akkuihin kuin itse yksikköön! Vaikka UPS:n kehittäminen suurjänniteakuilla on valmistajalle helpompaa ja halvempaa, käyttäjälle aiheutuu piilokustannuksia UPS:n lyhyemmän käyttöiän muodossa.

Miksi "sykkivä" virta lyhentää akun käyttöikää

Ihannetapauksessa käyttöajan pidentämiseksi UPS-akku tulisi pitää "kelluvassa" tai jatkuvassa latauksessa. Tässä tilanteessa täyteen ladattu akku ottaa laturista pienen määrän virtaa, jota kutsutaan float- tai itselatautuvaksi virraksi. Akkuvalmistajien suosituksista huolimatta jotkin UPS-järjestelmät altistavat akut lisäksi aaltoilevalle virralle. Aaltoiluvirtoja esiintyy, koska vaihtosuuntaaja, joka tuottaa vaihtovirtaa kuormaan, kuluttaa tasavirtaa tulossaan. Tasasuuntaaja, joka sijaitsee UPS:n tulossa, tuottaa aina sykkivän virran. Kerroin pysyy nollasta poikkeavana jopa nykyaikaisimpia tasasuuntaus- ja aaltoilun vaimennuspiirejä käytettäessä. Siksi tasasuuntaajan lähdön kanssa rinnakkain kytketyn akun on syötettävä jonkin verran virtaa silloin, kun virta tasasuuntaajan lähdössä laskee, ja päinvastoin - latautuva, kun tasasuuntaajan lähdön virta laskee. Tämä aiheuttaa minipurkaus-/latausjaksoja taajuudella, joka on tyypillisesti kaksi kertaa UPS:n käyttötaajuus (50 tai 60 Hz). Nämä syklit kuluttavat akkua, kuumentavat sitä ja aiheuttavat sen ennenaikaisen vanhenemisen.

UPS-laitteessa, jossa on vara-akku, kuten klassinen varmuuskopiointi, ferroresonanssivarmistuslaite tai linjainteraktiivinen UPS, akku ei ole alttiina aaltoileville virroille. Online-UPS-akku vaihtelee eriasteisesti (riippuen suunnitteluominaisuuksista), mutta on kuitenkin aina alttiina niille. Sen määrittämiseksi, esiintyykö aaltoiluvirtoja, on tarpeen analysoida UPS-topologia. Online-UPSissa akku sijoitetaan laturin ja invertterin väliin, ja siellä on aina sykkiviä virtoja. Tämä on klassinen, "historiallisesti" varhaisin "online-kaksoismuunnos"-UPS-tyyppi. Jos on-line UPS:ssä akku on erotettu invertteritulosta jonkin tyyppisellä sulkudiodilla, muuntimella tai kytkimellä, silloin ei pitäisi olla sykkivää virtaa. Luonnollisesti näissä malleissa akkua ei aina ole kytketty piiriin, ja siksi UPS, jolla on samanlainen topologia, luokitellaan yleensä hybridiksi.

Mihin et voi luottaa UPS:ssä

Akku on kaikkein hyvin suunniteltujen UPS-järjestelmien vähiten luotettava osa. UPS-arkkitehtuuri voi kuitenkin vaikuttaa tämän tärkeän komponentin pitkäikäisyyteen. Jos akkua ladataan jatkuvasti, vaikka UPS on sammutettu (kuten kaikissa APC:n valmistamissa UPS-laitteissa), sen käyttöikä pitenee. UPS-laitetta valittaessa tulee välttää topologioita, joissa on korkea akkujännite. Varo UPS-laitteita, jotka altistavat akun aaltoileville virroille tai ylikuumenemiselle. Useimmat UPS-järjestelmät käyttävät samoja akkuja. Silti suunnitteluerot UPS:n välillä erilaisia ​​järjestelmiä aiheuttaa merkittäviä eroja akun käyttöiässä ja sitä kautta käyttökustannuksissa.

Ennen kuin käynnistät uuden UPS:n ensimmäisen kerran, muista ladata akut.

Uuden UPS:n akut menettivät luonnollisesti suurimman osan "tehdaslatauksestaan" kuljetuksen ja varastoinnin aikana. Siksi, jos asetat UPS:n välittömästi kuormitetuksi, akut eivät pysty tarjoamaan riittävää tehotukea. Lisäksi itsetestausrutiini, joka käynnistyy automaattisesti aina, kun UPS (paitsi Back-UPS) käynnistetään, muiden diagnostisten toimintojen ohella tarkistaa, kestääkö akku kuormitusta. Ja koska lataamaton akku ei kestä kuormitusta, järjestelmä voi ilmoittaa akun olevan viallinen ja se on vaihdettava. Tässä tilanteessa sinun tarvitsee vain antaa akkujen latautua. Jätä UPS kytkettynä verkkoon 24 tunniksi. Tämä on ensimmäinen kerta, kun akut ladataan, joten se vaatii enemmän aikaa kuin tavallinen vakiolataus tekninen kuvaus. Itse UPS saattaa olla sammutettu. Jos toit UPS:n kylmästä, anna sen lämmetä huoneenlämmössä muutaman tunnin ajan.

Liitä UPS-laitteeseen vain ne kuormat, jotka todella vaativat keskeytymätöntä virtaa.

UPS:n käyttö on perusteltua vain, jos virran katkeaminen voi johtaa tietojen menetykseen - sisään henkilökohtaiset tietokoneet, palvelimet, keskittimet, reitittimet, ulkoiset modeemit, suoratoistolaitteet, levyasemat jne. Tulostimet, skannerit ja erityisesti valaistuslamput eivät vaadi UPS:ää. Mitä tapahtuu, jos tulostimen virta katkeaa tulostuksen aikana? Paperiarkki vaurioituu – sen arvo ei ole verrattavissa UPS:n hintaan. Lisäksi keskeytymättömään virtalähteeseen kytketty tulostin kuluttaa akkuvirralle siirtyessään niiden energiaa ja vie sen pois sitä todella tarvitsevalta tietokoneelta. Laitteiden suojaamiseksi purkauksilta ja häiriöiltä, ​​jotka eivät siirrä tietoja, jotka voivat kadota sähkökatkon seurauksena, riittää verkkosuodattimen (esimerkiksi APC Surge Arrest) käyttäminen tai huomattavien heilahtelujen sattuessa. verkkojännite, verkon stabilointiaine.

Jos lähde vaihtaa usein akkutilaan, tarkista, että se on määritetty oikein. Saattaa käydä niin, että vastekynnys tai herkkyys on asetettu liian vaativaksi.

Testaa UPS. Suorittamalla säännöllisesti itsetestin voit aina olla varma, että UPS on täysin toimintakunnossa.

Älä irrota UPS-laitetta. Sammuta UPS etupaneelissa olevalla painikkeella, mutta älä irrota UPS:ää, ellet jätä sitä pidemmäksi aikaa. Jopa sammutettuna APC UPS lataa akkuja.

ComputerPress 12"1999

Kun sivilisaatio kehittyy, se alkaa kuluttaa yhä enemmän energiaa, erityisesti sähköenergiaa - koneita, tehtaita, sähköpumppuja, katuvaloja, lamppuja asunnoissa... Radioiden, televisioiden, puhelimien, tietokoneiden tulo antoi ihmiskunnalle mahdollisuuden nopeutua Tietojen vaihtoa se kuitenkin sitoi entistä enemmän sähkön lähteisiin, koska nykyään sähkön menetys on monissa tapauksissa sama kuin jakelukanavan menetys. tietovirta. Tämä tilanne on kriittisin useilla nykyaikaisimmilla teollisuudenaloilla, erityisesti joilla päätuotantoväline on tietokoneverkot.

Jo pitkään on laskettu, että muutaman kuukauden käytön jälkeen tietokoneelle tallennetun tiedon hinta ylittää itse tietokoneen kustannukset. Tiedosta on pitkään tullut eräänlainen hyödyke: sitä luodaan, arvioidaan, myydään, ostetaan, kerätään, muunnetaan... ja joskus se katoaa useista syistä. Tietenkin jopa puolet tiedon menettämiseen liittyvistä ongelmista johtuu tietokoneiden ohjelmisto- tai laitteistovioista. Kaikissa muissa tapauksissa ongelmat liittyvät yleensä tietokoneen huonolaatuiseen virtalähteeseen.

Korkealaatuisen virtalähteen varmistaminen PC-komponenteille on avain minkä tahansa tietokonejärjestelmän vakaaseen toimintaan. Kokonaisten kuukausien työn kohtalo riippuu toisinaan verkkovirtalähteen muodosta ja laatuominaisuuksista sekä tehokomponenttien onnistuneesta valinnasta. Näiden pohdintojen pohjalta kehitettiin alla hahmoteltu tutkimusmetodologia, jonka on tarkoitus myöhemmin tulla pohjaksi keskeytymättömien teholähteiden laatuominaisuuksien testaamiselle.

1. GOST-säännökset
2. UPS-luokitus (kuvaus, kaavio)
   • Offline-tilassa
   • Lineaarinen interaktiivinen
   • verkossa
   • Päätyypit tehon mukaan
3. Fysiikka
   • a. Tehotyypit, laskentakaavat:
     • Välitön
     • Aktiivinen
     • Reaktiivinen
     • Koko
4. Testaus:
   • Testauksen tarkoitus
   • Yleinen suunnitelma
   • Parametrit tarkistettava
5. Testauksessa käytetyt laitteet
6. Bibliografia

Kaikki asiaan liittyvä sähköverkot, Venäjällä sitä säätelevät GOST 13109-97:n määräykset (joka on hyväksynyt Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification korvaamaan GOST 13109-87). Tämän asiakirjan standardit ovat täysin yhdenmukaisia ​​kansainvälisten standardien IEC 861, IEC 1000-3-2, IEC 1000-3-3, IEC 1000-4-1 ja julkaisujen IEC 1000-2-1, IEC 1000-2-2 kanssa. sähkömagneettisen yhteensopivuuden tasot tehonsyöttöjärjestelmissä ja menetelmät sähkömagneettisten häiriöiden mittaamiseksi.

GOST:n vahvistamat Venäjän sähköverkkojen vakioindikaattorit ovat seuraavat ominaisuudet:

• syöttöjännite 220 V±10 %
• taajuus 50±1 Hz
• kerroin epälineaarinen vääristymä Jännite on alle 8 % pitkällä aikavälillä ja 12 % lyhytaikaisesti

Asiakirjassa käsitellään myös tyypillisiä virtalähdeongelmia. Useimmiten kohtaamme seuraavat:

• Täydellinen jännitehäviö verkossa (verkossa ei ole jännitettä yli 40 sekuntiin virransyöttölinjojen häiriöiden vuoksi)
• Lasku (lyhytaikainen verkkojännitteen lasku alle 80 prosenttiin nimellisarvosta yli 1 jakson ajaksi (1/50 sekuntia)) on seurausta voimakkaiden kuormien sisällyttämisestä, joka ilmenee ulkoisesti valolamppujen välkkymisenä) ja ylijännitepiikit (lyhytaikainen verkkojännitteen nousu yli 110 % nimellisarvosta yli 1 jakson (1/50 sekunnin ajan); ilmestyy, kun suuri kuorma kytketään pois päältä, ulkoisesti ilmentyy valolamppujen välkkymisenä) jännite eripituisia (tyypillistä suurille kaupungeille)
• Sähkömagneettista tai muuta alkuperää oleva suurtaajuinen kohina radiotaajuushäiriö, joka johtuu suuritehoisista suurtaajuuslaitteista, viestintälaitteista
• Taajuuspoikkeama hyväksyttävien arvojen ulkopuolella
• Korkeajännitepiikit lyhytaikaiset jännitepulssit jopa 6000 V ja kestävät jopa 10 ms; ilmestyvät ukkosmyrskyjen aikana, staattisen sähkön seurauksena, kipinäkytkimien vuoksi, ei ole ulkoisia ilmentymiä
• Taajuuden loppumisen muutos taajuudessa 3 Hz tai enemmän nimellisarvosta (50 Hz), näkyy, kun virtalähde on epävakaa, mutta ei välttämättä näy ulkoisesti.

Kaikki nämä tekijät voivat johtaa melko "ohuen" elektroniikan epäonnistumiseen ja, kuten usein tapahtuu, tietojen katoamiseen. Ihmiset ovat kuitenkin jo pitkään oppineet suojelemaan itseään: verkkojännitesuodattimet, jotka "vaimentavat" ylijännitteitä, dieselgeneraattorit, jotka syöttävät virtaa järjestelmiin sähkökatkon aikana "maailmanlaajuisessa mittakaavassa", ja lopuksi keskeytymättömät virtalähteet ovat tärkein työkalu henkilökohtaisten tietokoneiden suojaamiseen. , palvelimet, mini-PBX:t jne. Se on viimeinen laitteiden luokka, josta keskustellaan.
UPS-luokitus

UPS voidaan "jakaa" eri kriteerien mukaan, erityisesti tehon (tai käyttöalueen) ja toimintatyypin (arkkitehtuuri/laite) mukaan. Molemmat menetelmät liittyvät läheisesti toisiinsa. Tehon perusteella UPS:t jaetaan

1. Keskeytymättömät virtalähteet virta vähissä(kokonaisteholla 300, 450, 700, 1000, 1500 VA, jopa 3000 VA, mukaan lukien on-line)
2. Pieni ja keskiteho(kokonaisteholla 3-5 kVA)
3. Keskitehoinen(kokonaisteholla 5-10 kVA)
4. Korkeajännite(kokonaisteholla 10-1000 kVA)

Laitteiden toimintaperiaatteen perusteella kirjallisuudessa on tällä hetkellä käytössä kahden tyyppinen keskeytymättömien virtalähteiden luokittelu. Ensimmäisen tyypin mukaan UPS:t jaetaan kahteen luokkaan: verkossa Ja offline-tilassa, jotka puolestaan ​​on jaettu varata Ja lineaarinen-interaktiivinen.

Toisen tyypin mukaan UPS:t jaetaan kolmeen luokkaan: varata (off-line tai valmiustila), lineaarinen-interaktiivinen (linja-interaktiivinen) ja Kaksoismuunnos UPS (on-line).

Käytämme toista luokittelutyyppiä.

Tarkastellaan ensin UPS-tyyppien eroa. Varaustyyppiset lähteet valmistetaan kytkentälaitteella varustetun piirin mukaan, joka normaalikäytössä varmistaa, että kuorma on kytketty suoraan ulkoiseen virransyöttöverkkoon ja hätätilassa kytkee sen akkuvirtaan. Tämän tyyppisen UPS:n etuna voidaan pitää sen yksinkertaisuutta, haittana on nollasta poikkeava kytkentäaika akkuvirtaan (noin 4 ms).

Line-interaktiivinen UPS valmistettu piirin mukaan, jossa on kytkinlaite, täydennettynä stabilisaattorilla tulojännite perustuu automaattimuuntajaan, jossa on kytkettävät käämit. Tällaisten laitteiden tärkein etu on kuorman suojaaminen yli- tai alijännitteeltä siirtymättä hätätilaan. Tällaisten laitteiden haittana on myös nollasta poikkeava (noin 4 ms) kytkentäaika akkuihin.

Kaksoismuunnos UPS jännite eroaa siinä, että siinä tuloon tuleva vaihtojännite muunnetaan ensin tasasuuntaajan avulla vakioksi ja sitten vaihtosuuntaajan avulla jälleen vaihtojänniteksi. Akun paristo kytketty kiinteästi tasasuuntaajan lähtöön ja invertterin tuloon ja antaa sille virran hätätilassa. Näin saavutetaan melko korkea lähtöjännitteen stabiilius tulojännitteen vaihteluista riippumatta. Lisäksi tehonsyöttöverkossa esiintyvät häiriöt ja häiriöt vaimennetaan tehokkaasti.

Käytännössä tämän luokan UPS verkkoon kytkettynä vaihtovirta käyttäytyä kuin lineaarinen kuorma. Tämän rakenteen etuna voidaan pitää nollakytkentäaikaa akkuvirtaan, haittana on tehokkuuden lasku, joka johtuu häviöistä kaksinkertaisen jännitteen muuntamisen aikana.

Kaikissa sähkötekniikan hakukirjoissa erotetaan neljä tehotyyppiä: välitön, aktiivinen, reaktiivinen Ja koko. Välitön teho lasketaan hetkellisen jännitteen arvon ja hetkellisen virran arvon tulona mielivaltaisesti valitulle ajankohdalle, eli

Koska piirissä, jonka resistanssi on r u=ir, niin

Tarkasteltavana olevan piirin keskimääräinen teho P ajanjaksolla on yhtä suuri kuin hetkellisen tehon vakiokomponentti

Keskimääräistä vaihtovirtaa ajanjaksolta kutsutaan aktiivinen . Aktiivisen tehon yksikköä volttiampeeria kutsutaan wattiksi (W).

Vastaavasti vastusta r kutsutaan aktiiviseksi. Koska U = Ir, siis

Loisteho vuonna luotuja kuormia kuvaava arvo sähkölaitteet energian vaihtelut elektromagneettinen kenttä. Sinimuotoiselle virralle se on yhtä suuri kuin tehollisen virran ja jännitteen tulo ja niiden välisen vaihesiirtokulman sini.

Täysi voima kuorman kuluttama kokonaisteho (sekä aktiiviset että loiskomponentit otetaan huomioon). Lasketaan tulovirran ja jännitteen rms-arvojen tulona. Mittayksikkö on VA (volt-ampeper). Sinimuotoiselle virralle se on yhtä suuri kuin

Lähes jokaisessa sähkölaitteessa on tarra, joka kertoo joko laitteen kokonaistehon tai pätötehon.
Testaus

Testauksen päätarkoitus esitellä testatun UPS:n käyttäytymistä todellisissa olosuhteissa, antaa käsityksen lisäominaisuuksia, jotka eivät näy yleinen dokumentaatio laitteissa käytännössä määrittää eri tekijöiden vaikutusta UPS:n toiminta ja ehkä auttaa päättämään tietyn keskeytymättömän virtalähteen valinnasta.

Huolimatta siitä, että tällä hetkellä on olemassa monia suosituksia UPS:n valinnasta, odotamme testauksen aikana ensinnäkin ottavan huomioon useita lisäparametreja, joita kannattaa kysyä ennen laitteiden ostamista, ja toiseksi tarvittaessa säätää valittujen menetelmien joukkoa. ja parametrien testaus ja kehittää pohja järjestelmien koko tehopolun tulevalle analyysille.

Yleinen testaussuunnitelma on seuraava:

• Laiteluokan määrittäminen
• Ilmoitus valmistajan ilmoittamista ominaisuuksista
• Toimituksen sisällön kuvaus (käsikirja, lisäjohdot, ohjelmisto)
• Lyhyt kuvaus ulkomuoto UPS (ohjauspaneelissa sijaitsevat toiminnot ja liitinluettelo)
• Akun tyyppi (ilmoittaa akun kapasiteetin, huollettavissa/ei huollettavissa, nimi, mahdollinen vaihdettavuus, mahdollisuus liittää lisäakkuja)
• Testien "energia"-komponentti

Testauksen aikana on tarkoitus tarkistaa seuraavat parametrit:

• Tulojännitealue, jolla UPS toimii verkosta ilman vaihtoa akkuihin. Suurempi tulojännitealue vähentää UPS-siirtojen määrää akkuun ja pidentää akun käyttöikää
• Aika vaihtaa akkukäyttöön. Mitä lyhyempi kytkentäaika on, sitä pienempi on kuorman (UPS:n kautta kytketty laite) epäonnistumisen riski. Kytkentäprosessin kesto ja luonne määräävät suurelta osin laitteiston normaalin jatkuvan toiminnan mahdollisuuden. Tietokoneen kuormituksella sallittu sähkökatkosaika on 20-40 ms.
• Akkukäyttöön vaihtamisen oskilogrammi
• Vaihtoaika akusta ulkoiseen virtalähteeseen
• Oskillogrammi vaihtamisesta akusta ulkoiseen virtalähteeseen
• Offline-käyttöaika. Tämä parametri määräytyy yksinomaan UPS:ään asennettujen akkujen kapasiteetin mukaan, joka puolestaan ​​kasvaa UPS:n maksimilähtötehon kasvaessa. Jotta kahdelle nykyaikaiselle tyypillisen kokoonpanon mukaiselle SOHO-tietokoneelle saadaan autonomista virtaa 15-20 minuutin ajan, UPS:n maksimilähtötehon tulee olla noin 600-700 VA.
• Lähtöjänniteparametrit käytettäessä akkuja
• Pulssin muoto akun purkauksen alussa
• Pulssin muoto akun purkautumisen lopussa
• UPS:n lähtöjännitealue, kun tulojännite muuttuu. Mitä kapeampi tämä alue, sitä pienempi on tulojännitteen muutosten vaikutus kuormaan.
• Lähtöjännitteen stabilointi
• Lähtöjännitteen suodatus (jos saatavilla)
• UPS:n käyttäytyminen lähdön ylikuormituksen aikana
• UPS:n käyttäytyminen kuormituksen häviämisen aikana
• UPS:n hyötysuhteen laskeminen. Määritetään laitteen lähtötehon ja virtalähteestä tulevan tehon suhteena
• Epälineaarinen vääristymäkerroin, joka kuvaa sitä, missä määrin jännitteen tai virran aaltomuoto eroaa sinimuotoisesta
  • 0 % siniaalto
  • 3 % vääristymä ei ole havaittavissa silmälle
  • 5 % vääristymä, joka näkyy silmällä
  • jopa 21 % puolisuunnikkaan tai askeleen aaltomuoto
  • 43 % signaalista on neliöaalto

Testauksessa emme käytä oikeita työasemia ja palvelimia, vaan vastaavia kuormia, joilla on vakaa kulutuskuvio ja tehonkäyttökerroin lähellä 1. Seuraavaa sarjaa pidetään tällä hetkellä päälaitteistona, jota testattaessa käytetään:

1. GOST 721-77 Sähkönsyöttöjärjestelmät, -verkot, -lähteet, -muuntimet ja -vastaanottimet. Nimellisjännitteet yli 1000 V
2. GOST 19431-84 Energia ja sähköistys. Termit ja määritelmät
3. GOST 21128-83 Sähkönsyöttöjärjestelmät, -verkot, -lähteet, -muuntimet ja -vastaanottimet. Nimellisjännitteet jopa 1000 V
4. GOST 30372-95 -yhteensopivuus teknisiä keinoja sähkömagneettinen Termit ja määritelmät
5. Teoreettinen sähkötekniikka, toim. 9., korjattu, M.-L., kustantamo "Energia", 1965
6. Yrityksen mainosmateriaalit
7. Internet-resurssi

Sähkön laatuvaatimusten nousu tällä hetkellä on täysin luonnollinen prosessi. Mainittujen standardien vaatimukset määräytyvät kahdella komponentilla. Ensimmäinen sisältää kuluttajien halun suojautua mahdollisimman paljon seurauksilta hätätilanteita sähköjärjestelmässä. Toinen komponentti liittyy kuorman käyttöolosuhteisiin. Tähän tulisi sisältyä vaatimukset älykkäiden ja tehokkaiden sähkölaitteiden vakaalle ja jatkuvalle toiminnalle, virransyöttöverkon häviöiden vähentämiselle jne. Yksi tehokkaista vaihtoehdoista virranlaatuongelman teknisissä ratkaisuissa on keskeytymättömät virtalähteet (UPS).

UPS:n päätehtävänä on tarjota kuluttajalle sähköä sillä hetkellä, kun laatuparametrit poikkeavat säänneltyjen standardien rajoista (lasku, jännitteen nousu, merkittävä muodon vääristyminen...). Suorittamalla tämän tehtävän UPS voi:

• irrota virtalähteestä ja siirrä teho kuormaan omalla lähteelläsi;
• syötä kuorma säädetyllä verkkojännitteellä.

Kalliimmissa UPS:issä voidaan toteuttaa kulutetun sähkön laatua parantava toiminto (integroitu tehokertoimen korjain).

"Katkeutumattoman virtalähteen" tyypit

UPS-laitteita on kolme perustyyppiä.

1. Vara-UPS(valmiustila, offline, varmuuskopiot). Yksinkertaisin ja halvin tekninen ratkaisu(esimerkiksi suosittu APC Back-UPS CS 500). Merkittävästi lisääntynyt tai alijännite UPS irrotetaan 220 V verkosta ja siirtyy akkutilaan. Offline-UPS:n pääelementit: akut (akku), laturi, invertteri, porrasmuuntaja, ohjausjärjestelmä, suodatin (kuva 1).
   
   
   A)
   
   
   b)
   Riisi. 1 Normaali käyttötila (a) ja akkukäyttötila (b) Offline-UPS:n etuna on alhainen hinta ja korkea hyötysuhde verkosta käsin. Haitat: korkea lähtöjännitteen vääristymä (korkea harmoninen särö, ≈30 % suorakaiteen muotoisen signaalin tapauksessa), kyvyttömyys säätää tulojänniteparametreja. Lähtöjännitteen ominaisuuksia käsitellään tarkemmin alla.).
2. Interaktiivinen UPS(eng. rivi - interaktiivinen). Se on välityyppi halvan ja yksinkertaisen offline-UPS:n ja kalliin monitoimisen online-UPS:n (esimerkiksi ippon back office 600) välillä. Toisin kuin offline-UPSissa, interaktiivisessa lähteessä on automaattimuuntaja, jonka avulla voit pitää lähtöjännitetason 220 V:n sisällä (+-10 %) verkkojännitteen laskun/nousun aikana (kuva 2). Automaattisen muuntajan jännitetasojen lukumäärä vaihtelee yleensä kahdesta kolmeen.
   
   
   (A)
   
   
   (b)
   
   
   (V)
   
   
   (G)
   Riisi. 2 Vuorovaikutteisen UPS:n toiminta normaalilla verkkojännitteellä (a), verkkojännitteen laskun aikana (b), kohonneella verkkojännitteellä (c), verkkojännitteen katoamisen tai merkittävän nousun aikana (d) Lähtöjännite on säädetään vaihtamalla muuntajan käämin sopivaan hanaan. Jos verkkojännite laskee syvälle tai kun verkkojännite nousee tai katoaa merkittävästi, tämä UPS-luokka toimii samalla tavalla kuin offline-luokka: se irrotetaan verkosta ja tuottaa ulostulojännite käyttämällä akkuenergiaa. Mitä tulee lähtösignaalin muotoon, se voi olla joko sini- tai suorakaiteen muotoinen (tai puolisuunnikkaan muotoinen).
   Linjan edut - interaktiivinen vara-UPS:iin verrattuna: lyhyempi kytkentäaika autonominen toiminta akuista, lähtöjännitetason stabilointi. Haitat: pienempi tehokkuus verkosta toimittaessa, enemmän korkea hinta(verrattuna offline-tyyppiin), huono ylijännitesuodatus (pulssiylijännite).
3. Kaksoismuunnos UPS(englanniksi: double-conversion UPS, online). Toimivin ja kallein UPS-tyyppi. Katkoton virtalähde on aina kytketty verkkoon. Sinitulovirta johdetaan tasasuuntaajan läpi, suodatetaan ja käännetään sitten takaisin vaihtovirtaan. Linkissä tasavirta erillinen DC/DC-muunnin voidaan asentaa. Koska invertteri on aina käynnissä, akkutilaan siirtymisen viive on käytännössä nolla. Lähtöjännitteen stabilointi verkkojännitteen laskun tai putoamisen aikana on laadukkaampaa, toisin kuin linjan stabilointi - interaktiivinen UPS. Tehokkuus voi olla 85 %÷95 %. Lähtöjännitteellä on usein siniaaltomuoto (harmoninen särö<5%).
   
   
   Riisi. 3 Toiminnallinen kaavio yhdestä online-UPS-vaihtoehdosta kuvassa. Kuvassa 3 on lohkokaavio online-UPS-vaihtoehdosta. Verkkojännite tasasuuntautuu tässä puoliohjatulla tasasuuntaajalla. Pulssijännite suodatetaan ja sitten invertoidaan. Online-UPS-järjestelmät voivat sisältää yhden tai useamman niin sanotun ohituksen (bypass-kytkimen). Tällaisen kytkimen toiminta on samanlainen kuin releen: kuorman kytkeminen tehon saamiseksi akusta tai suoraan verkosta.
   Verkkorakenteen perusteella luodaan paitsi pienitehoisia yksivaiheisia myös teollisia kolmivaiheisia UPS-laitteita. Virransyötön jatkuvuus suurille tiedostopalvelimille, lääketieteellisille laitteille ja tietoliikenteelle tapahtuu yksinomaan online-UPS-rakenteen perusteella.
4. Erikoistyypit UPS. Myös muita UPS-tyyppejä käytetään. Esimerkiksi ferroresonoiva keskeytymätön virtalähde. Tässä UPS:ssä erityinen muuntaja kerää energiavarausta, jonka pitäisi riittää kytkemään virtaa verkosta akkuihin. Jotkut UPS:t käyttävät myös supervauhtipyörän mekaanista energiaa energialähteenä.

UPS:n tärkeimmät ominaisuudet.

1. Tehoa. Tehoyksiköt: volttiampeeri (VA), watti (W), volttiampeeri reaktiivinen (VAr). Muista, että on yhteensä S, aktiivinen P ja loisteho Q. Yhtälöön liittyvät tehot
   S2=P2+Q2
   Aktiivinen teho(W) käytetään hyödylliseen työhön, reaktiivinen (VAr) - ei tee hyödyllistä työtä. Näin ollen kokonaisteho on määritelmän mukaan suurin teho, joka lähteellä on oltava, jotta kuorma saadaan tarvittavalla energialla. Pätötehon suhde kokonaistehoon osoittaa sähkön käytön laadun ja sitä kutsutaan tehokertoimeksi (PF):
   (hehkulamput, lämmittimet) on PF=1, kokonaisteho on yhtä suuri kuin aktiivinen. Tietokoneilla, mikroaaltouunilla, ilmastointilaitteilla on laskentaesimerkki.
   Laske tietokoneen keskeytymätön virtalähde (kaksi tietokonetta + kaksi näyttöä). Tietokoneen tehoa on helppo arvioida, jos tietää, kuinka suurelle teholle virtalähde on suunniteltu. Anna PC:n virtalähteet 450 W (aktiivinen teho). Jos PF on tuntematon PC:lle, jossa on virtalähde ilman PFC:tä (Power Factor Corrector), PF:ksi voidaan ottaa 0,65. Samoin otamme näytön PF:ksi yhtä suureksi kuin 0,65. Näytön aktiivinen teho on 50 W. Tämän seurauksena kuluttajan kokonaisaktiivinen teho (kaksi työpaikkaa)
   Р=450+50+450+50=1000 W
   Kokonaisteho (kaavasta 2):
   S = Р/PF = 1000/0,65 = 1538 (VA).
   Jos PC:n ja näytön virtalähteisiin (PSU) on asennettu tehokertoimen korjain (PF=1), kokonaisteho S on yhtä suuri kuin aktiivinen.
   S=P=1000 (VA)
   PC-kuormitukselle voit laskea UPS:n ilman tehoreserviä seuraavien seikkojen perusteella:

• Tietokoneen virtalähteissä on ylikuormitussuoja. Toisin sanoen PC ei pysty kuluttamaan enemmän virtaa kuin virtalähteen ilmoitettu teho.
• Virtalähteen teho – suurin teho. Itse asiassa lataamattomassa tilassa (välittömästi käynnistyksen jälkeen) tietokoneet kuluttavat noin 50% tehostaan.

Tulos.
Vaaditut UPS:n vähimmäisparametrit ovat siis:

• PC-tietokoneille, joissa on virtalähde ilman PFC:tä – 1 kW / 1540 VA.
• PC-tietokoneille, joissa on PFC-virtalähteet – 1kW/1kVA.

Ensimmäiseen vaihtoehtoon sopii keskeytymätön virtalähde apc Smart-UPS C 2000VA (lineaarinen interaktiivinen UPS 2 kVA / 1,3 kW). Toiselle - UPS Ippon Smart Winner 1500 (1,35 kW) tai Eaton 5SC 1500 VA (1,05 kW).
Laskennassa on tärkeää ottaa huomioon lyhytaikaiset tehonlisäykset kuormituksille, kuten sähkömoottoreille. Käynnistyshetkellä nykyinen Istart on viisi, seitsemän kertaa suurempi kuin In:
Istart=(5÷7)*IN

Sovelluksen ominaisuudet.

Lämmityskattiloiden keskeytymättömillä virtalähteillä sekä kaasukattiloiden keskeytymättömillä virtalähteillä on ominaisuus, joka liittyy nollajohtimen toimintatapoihin. Usein kattilaautomaatio vaatii verkkonollan kytkemisen. Tosiasia on, että polttimen liekinohjauspiiri on kytketty maahan ja nelijohtimisessa 220 V verkossa nollajohdin ja kattilan maadoitus suljetaan lopulta fyysisen maan kautta. Jos nolla kuitenkin katkeaa tai kuluttajan nolla on mekaanisesti irrotettu virransyöttöverkon nollasta (offline UPS-käyttö), liekinohjauspiiri katkeaa. Seuraavat ratkaisut ovat mahdollisia tämän ongelman ratkaisemiseksi:

johtopäätöksiä

Katkottoman virtalähteen valinnan lähtökohtana on kuorman luonteen määrittäminen (UPS tietokoneelle, lämmityskattiloihin...). Kriittisille kuluttajille ja vaihtovirtamoottoreita sisältäville laitteille kannattaa valita kallis ja toimiva online-UPS. PC-tietokoneisiin ja toimistolaitteisiin sopivat halvemmat linjainteraktiiviset tai back-UPS-laitteet. Seuraava vaihtoehto on laskea UPS:n teho ja akun käyttöikä. Mahdollisuus käyttää "läpi"nollaa tulisi myös tarjota. Lopullista päätöstä tehtäessä tulee ottaa huomioon tuotemerkkien suosio markkinoilla: johtava APC omistaa noin 50 % myynnistä, seuraavina Ippon, Eaton Powerware ja Powercom merkittävällä marginaalilla.