Джерело безперебійного живлення

Джерело безперебійного живлення Ан джерело безперебійного живлення, або ДБЖ, це пристрій або система, що підтримує безперервне подавання електроенергії до певного основного обладнання, яке не повинно бути відключене або позбавлене електричної енергії несподівано через відмову нормального живлення, до якого воно підключене.

Зміст

1 Використовуйте
2 дизайн ДБЖ
3 вихід постійного струму
4 Дев'ять проблем із живленням
5 Технології корекції потужності
- 5.1 Режим очікування
- 5.2 Лінійно-інтерактивний
- 5.3 Дельта-конверсія в Інтернеті
- 5.4 Подвійне перетворення енергії в Інтернеті
6 Див. Також

Використовуйте [редагувати | редагувати джерело]

Обладнання є резервним джерелом, призначеним для автоматичного перемикання за кілька циклів або резервного плаваючого. Це вставляється між первинним джерелом живлення, таким як звичайне джерело живлення на електростанціях або комерційним джерелом живлення в інших галузях промисловості, та первинним введенням енергії обладнання, що захищається, з метою усунення збитків або наслідків тимчасове відключення електроенергії та тимчасові аномалії.

Як правило, вони пов'язані з деякими допоміжними елементами електростанцій, що виробляють електроенергію, телекомунікаційним обладнанням, комп'ютерними системами, морським обладнанням. Інші засоби, що потребують такого резервного постачання, - це системи посадки в аеропорту та системи управління повітряним рухом, де навіть короткі перебої з комерційною енергією можуть призвести до травм або летальних випадків, серйозних перебоїв у роботі або втрати даних. Вони також пов'язані з лікарнями, будинками престарілих та подібними галузями промисловості, що забезпечують медичні заклади для людей та тварин.

Історично ІБП, ймовірно, використовувався в районах, де електропостачання часто переривається (наприклад, у країнах третього світу та деяких сільських районах у країнах першого світу). Однак ця точка зору змінюється протягом останніх років, оскільки кількість випадків відключень електроенергії продовжує зростати. Зокрема, в Північній Америці електрична мережа зазнає значного навантаження, особливо у періоди великих потреб, таких як літо, коли використання кондиціонерів є найвищим. Для запобігання відключення електроенергії час від часу електромережі застосовуватимуть процес, який називається скиданням навантаження. Це зменшує кількість енергії, що надсилається споживачам, але не повністю її усуває. Це падіння напруги також іноді називають спадом напруги або провалом. ДБЖ також захистить обладнання від виникнення пробою, використовуючи свої внутрішні батареї, щоб виправити падіння напруги. Найбільшою подією, яка звернула увагу на необхідність блоків резервного живлення ДБЖ, стало велике відключення електроенергії в 2003 році на північному сході США та східній Канаді.

Дизайн ДБЖ [редагувати | редагувати джерело]

Більшість конструкцій джерел безперебійного живлення для телекомунікаційного обладнання використовують трансформатор разом з одним або кількома випрямлячами для перетворення вхідного комерційного живлення змінного струму в джерело постійного струму низької напруги, як правило, в діапазоні від 12 до 50 вольт. Одна або кілька акумуляторних батарей підключаються паралельно випрямлячам, щоб підтримувати напругу в разі відмови електромережі. Існують різні механізми для забезпечення того, щоб батареї, які працюють безперервно, можна підтримувати відповідну напругу та стан заряду, а також отримувати прискорений заряд, якщо стан заряду стає занадто низьким. Оскільки використовується вихід постійного струму з підтримкою батареї, цей тип джерела безперебійного живлення підходить лише у спеціалізованих телекомунікаційних додатках, де обладнання не вимагає комерційного живлення змінного струму.

Старі конструкції джерел безперебійного живлення, які постачають обладнання комерційною якістю, містять систему двигуна-генератора з великим маховиком, який утримує генератор в обертанні та виробляє електроенергію, коли допоміжний двигун запускається в момент переривання живлення. Іноді для запуску двигуна використовується сам маховик. Ці системи, як правило, можуть перекривати перерву в 30 секунд до моменту запуску допоміжного двигуна.

Сучасні системи безперебійного живлення, що використовуються з наявним у продажу комп'ютерним обладнанням, складаються з: статичного (електронного) випрямляча, статичного (електронного) інвертора, статичного вимикача та системи накопичення енергії. Первинна потужність подає випрямляч, який перетворює потужність від змінного до постійного струму. Постійний струм, що виробляється випрямлячем, підключений до інвертора та до системи накопичення, що складається з батарей або в деяких випадках до системи накопичення енергії на основі маховика. Інвертор підключений до електронного обладнання, що цікавить (навантаження). Коли вхідна лінія електропередач недоступна або непридатна для використання, випрямляч відключається, і система накопичення віддає свою енергію на інвертор. Чим більша накопичена енергосистема або нижчий рівень потужності, що використовується обладнанням, підключеним до інвертора, тим довше ДБЖ може забезпечувати живлення підключеного обладнання. Статичний перемикач може використовуватися для подачі живлення на навантаження, коли випрямляч та інвертор вимкнені, як це відбувається під час технічного обслуговування або коли підключене обладнання вимагає більшої потужності, ніж може забезпечити інвертор.

Системи ДБЖ, які постійно передають потужність, необхідну для підключення обладнання, через випрямляч та інвертор, відомі як системи безперебійного живлення з подвійним перетворенням. Існують альтернативи такому типу конфігурації.

Вихід постійного струму [редагувати | редагувати джерело]

Деякі системи, особливо в телекомунікаціях, використовують для виходу з резервної системи живлення постійний струм (часто 48 В), а не змінний струм. Це економить крок перетворення і майже усуває такі проблеми, як гармоніки та коефіцієнт потужності зі сторони навантаження. Однак це також вимагає, щоб все обладнання для навантаження мало спеціальні джерела живлення, а це означає, що потрібні спеціальні методи проводки.

Дев'ять проблем із живленням [редагувати | редагувати джерело]

Існує дев'ять стандартних проблем із живленням, з якими може зіткнутися ДБЖ. Вони такі:

Збій живлення.
Просідання потужності (низька напруга до декількох секунд).
Стрибок напруги (перенапруга до декількох секунд).
Браунут (тривале зниження напруги на хвилини або дні).
Тривале перенапруження протягом декількох хвилин або днів.
Лінійний шум, накладений на форму сигналу потужності.
Зміна частоти форми сигналу потужності.
Перехідний перехід (перенапруга або перенапруга до декількох наносекунд).
Гармонічні кратні частоти потужності, накладені на форму сигналу потужності.

Деякі виробники класифікують свої ДБЖ на рівні 3, 5 або 9, якщо вони можуть впоратися з першими проблемами живлення 3, 5 або 9. Очевидно, ступінь захисту залежить від виробника.

Загалом вважається, особливо у більших установках, що комерційна потужність, що надходить, ніколи не повинна бути безпосередньо підключена до навантажувального (комп'ютерного) обладнання. Для того, щоб цього не сталося, доступно кілька типів ДБЖ-систем. В одному розташуванні інвертор працює в режимі гарячого режиму, синхронізуючись із мережею змінного струму, але не подаючи навантаження, що дозволяє випрямляч (и), інвертор (и) або акумулятор вивести з експлуатації для технічного обслуговування або у випадку несправності. Ця конфігурація вважається офлайн-типом. Виробничі потужності від 1 кіловата до декількох кіловат комерційно доступні. Хоча більшість обладнання ДБЖ буде працювати лише близько 10 хвилин після відключення, деякі телекомунікаційні системи розроблені для роботи понад 24 години без живлення.

ПРИМІТКА. Не плутайте ДБЖ з резервним генератором, який не забезпечує захист від миттєвого переривання живлення або може призвести до миттєвого переривання живлення при включенні в експлуатацію вручну чи автоматично. Однак такий генератор може бути розміщений перед ДБЖ для забезпечення покриття тривалих відключень.

Технології корекції потужності [редагувати | редагувати джерело]

В режимі очікування [редагувати | редагувати джерело]

Резервне джерело безперебійного живлення бігти офлайн . Це найдешевші різновиди джерел безперебійного живлення і призначені лише для домашнього користувача. (офлайн ДБЖ)

Лінійно-інтерактивний [редагувати | редагувати джерело]

В Line Interactive Конструкція ДБЖ, перетворювач живлення від акумулятора до змінного струму (інвертор) завжди підключений до виходу ДБЖ. Експлуатація інвертора в зворотному режимі під час нормальної вхідної потужності змінного струму забезпечує зарядку акумулятора.

Коли вхідне живлення виходить з ладу, перемикач перемикання відкривається, і потужність надходить від акумулятора на вихід ДБЖ. Якщо інвертор постійно увімкнений і підключений до виходу, ця конструкція забезпечує додаткову фільтрацію та зменшує перехідні перехідні процеси в порівнянні з топологією ДБЖ в режимі очікування.

Крім того, в дизайн Line Interactive зазвичай входить трансформатор, що змінює кран. Це додає регулювання напруги, регулюючи крани трансформатора, оскільки вхідна напруга змінюється. Регулювання напруги є важливою особливістю, коли існують умови низької напруги, інакше ДБЖ виявить збій живлення і перейде в режим живлення від акумулятора. Зрештою акумулятор може розрядитися і не забезпечити живлення навантаження. Крім того, частіше використання акумулятора може зменшити час автономної роботи або призвести до передчасного виходу з ладу.

Можливість корегувати умови низької або високої напруги на лінії робить цей домінуючий тип ДБЖ в діапазоні потужності 0,5-5 кВА.

Дельта-конверсія в Інтернеті [редагувати | редагувати джерело]

Дельта-перетворення це різновид інтерактивної технології Line. У цій конфігурації первинне джерело живлення поєднується з живленням від інвертора. Оскільки первинна потужність варіюється від норми, інвертор оживає, щоб компенсувати різницю. На відміну від технології Off line, час увімкнення не потрібно. На відміну від он-лайн технології, не пропонується постійне розділення навантаження та первинної потужності. Delta Conversion забезпечує захист від усіх аномалій потужності, крім №7. Дельта-перетворення є ефективним, ефективність системи становить до 97% за номінальних умов, коли інвертору не потрібно виконувати жодних робіт для усунення недоліків первинної потужності. Оскільки інвертор робить більше роботи для усунення недоліків первинної потужності, ефективність падає. На практичному рівні ефективність цієї технології може бути меншою, ніж ефективність он-лайн систем.

Подвійне перетворення енергії в Інтернеті [редагувати | редагувати джерело]

Подвійне перетворення джерел безперебійного живлення в Інтернеті перетворіть потужність змінного струму в постійний, а потім перетворіть постійний струм назад в змінний для живлення підключеного обладнання. Акумулятори безпосередньо підключені до рівня постійного струму. Це ефективно фільтрує лінійні шуми та всі інші аномалії від джерела змінного струму для захисту рівня 9. Додатковою перевагою цієї технології є безперервність: за всіх 9 проблемних станів система залишається в тому ж режимі роботи. Порівняно з іншими топологіями ДБЖ існують втрати ефективності через подвійне перетворення всієї потужності, необхідної навантаженню. Технологічні вдосконалення призвели до ефективності на 94%, що надає цій технології певних переваг перед іншими типами, які пропонують менше режимів захисту заради на 1 або 2% більшої ефективності в деяких режимах.

Див. Також [редагувати | редагувати джерело]

Допоміжне живлення
Розподілене покоління
Маховик накопичувач енергії
Імпульсний блок живлення (SMPS)
Мотор-генератор
Акумуляторна кімната

Частина цієї статті спочатку була взята із загальнодоступної статті у Федеральному стандарті 1037C