Domáce napájanie sa vyznačuje nízkou spoľahlivosťou a nevyhovujúcou kvalitou elektrickej energie. Dôvodom sú zastarané elektrické siete, opotrebovanie zariadení, nízky výkon meničov energie, prechodné procesy u zdrojov a užívateľov elektriny, prírodné a klimatické faktory. V takýchto podmienkach sú naliehavo potrebné systémy neprerušiteľného napájania, aby sa zabezpečila prevádzka spotrebiteľov prvej aj ostatných kategórií.
Pre majiteľov bytov a domov je dôležitá aj stabilná prevádzka elektrickej siete. Zastavenie práce domácich spotrebičov nie je najväčším problémom. Oveľa dôležitejšie je bezproblémové fungovanie systémov podpory života, najmä vykurovacieho systému, ak je priamo závislý od napájania. Na pomoc prichádza neprerušiteľný zdroj napájania UPS (UPS) - zariadenie, ktoré chráni elektrické prijímače pred vypnutím v dôsledku akumulácie elektriny v batériách (batériách) a zaručujepožadovaná kvalita napájania (PQ) v samostatnom a sieťovom režime prevádzky.
Pred zmapovaním prístupu k bezporuchovému napájaniu záťaží by sme mali vedieť, aké poruchy možno očakávať od domácich energetických sietí.
Výpadky napájania v elektrických sieťach
Pri napájaní sa často vyskytuje podpätie. Ale nijako zvlášť neprevažuje nad zvýšeným, čo je tiež bežné. V noci je napätie stabilné, cez deň klesá a večer, keď je väčšina záťaží vypnutá, stúpa.
Nestabilná frekvencia je tiež zlyhaním, aj keď pomerne zriedkavým. Keď je zaťaženie siete vysoké, môže klesnúť až na 45 Hz, čo vedie k výraznému skresleniu signálu, ktoré negatívne ovplyvňuje činnosť UPS. Niektoré zariadenia považujú podtaktovanie za núdzovú situáciu a môžu rýchlo vybiť batériu.
Úplné výpadky energie nie sú nezvyčajné. Elektrikári sa o elektroniku príliš nestarajú a môžu náhle odstaviť budovu. Na stratu informácií v počítači stačí okamžitý výpadok prúdu. Pri preťažení sietí môže dôjsť k výpadkom prúdu. Preto je dôležité, ako spoľahlivo systém UPS poskytuje neprerušiteľné napájanie.
klasifikácia UPS
Sú zoskupené do troch skupín:
- Nízkoenergetický UPS na pripojenie cez elektrické zásuvky. Prevedenie je stolové alebo podlahové a výkon sa pohybuje od 0,25 do 3 kW.
- Zariadenia stredného výkonu - od 3 do 30 kW - obsahujú blok zásuviek zabudovaný vo vnútri, alebo sa zapínajú aj cez skupinyzásuvky v napájacej sieti spotrebiteľov z ovládacieho panela. Zariadenia sú určené na umiestnenie v kanceláriách aj v oddelených vybavených miestnostiach.
- Vysokovýkonný UPS – od 10 do 800 kW. Sú umiestnené v elektrických miestnostiach. Zhromažďujú sa v skupinách a vytvárajú energetické systémy s vysokým výkonom - až niekoľko tisíc kW.
typy UPS
V súčasnosti existujú 4 typy UPS (UPS). Vlastnosti spoločné pre všetky sú:
- filtrovanie od impulzov a hluku;
- dewarning;
- stabilizácia napätia (nie všetky modely);
- udržiavajte batériu nabitú;
- Keď sa batéria UPS vybije, najprv spustí alarm a potom vypne spotrebič.
Off-line UPS
Princípom činnosti zariadení tejto modifikácie je napájanie spotrebiteľa z existujúcej siete a okamžité prepnutie na autonómne záložné napájanie v núdzových situáciách (4-12 ms). Sú jednoduchšie a lacnejšie ako iné typy.
UPS sa normálne prepne na internú batériu.
Pri prevádzke zo siete zariadenie potláča hluk impulzmi a udržiava napätie na danej úrovni. Časť energie sa minie na dobíjanie batérie. V prípade sieťovej prevádzky v neštandardnom režime sa spotrebiteľ prepne na batériovú prevádzku. Každý model UPS svojim spôsobom určuje potrebu prechodu do tohto režimu. Životnosť batérie závisí od vlastností batérie a spotreby energie záťaže. V prípade vybitia záložného zdrojaje daný príkaz na vypnutie spotrebiča. Ak sieťové napätie dosiahne normálnu úroveň, UPS sa prepne na normálnu sieťovú prevádzku a začne sa nabíjanie batérie.
Line Interactive
Riadkové interaktívne panely sú vybavené stabilizátormi, ktoré pracujú nepretržite a poskytujú občasné pripojenie batérie.
Zariadenie interaguje so sieťou riadením amplitúdy a tvaru sieťového napätia.
Keď sa napätie zníži alebo zvýši, jednotka opraví svoju hodnotu prepnutím odbočiek autotransformátora. Týmto spôsobom je zachovaná jeho nominálna hodnota. Ak je parameter mimo rozsah a rozsah spínania už nestačí, UPS sa prepne na záložnú batériu. Pri príjme skresleného signálu je možné jednotku odpojiť od hlavného napájania. Existujú modely, ktoré korigujú priebeh napätia bez prepnutia na prevádzku z batérie.
Ferrorezonančné UPS
Zariadenie obsahuje ferorezonančný transformátor, ktorý funguje ako regulátor napätia. Jeho výhodou je akumulácia energie v magnetickom poli, ktorá sa pri spínaní uvoľní do 8-16 ms. Toto časové obdobie je dostatočné na to, aby UPS vstúpila do nového režimu prevádzky.
Transformátor plní dodatočnú funkciu filtra šumu. Skreslenie vstupného napätia neovplyvňuje výstupný tvar vlny, ktorý zostáva sínusový.
UPS s dvojitou konverziou
Zariadenie na dvojitú konverziu energiepracuje na princípe usmerňovania sieťového napätia a následne ho opäť mení na stabilizovanú veličinu. Je tu použitý výkonnejší usmerňovač, ktorý nielen dobíja batériu, ale napája menič aj stabilizovaným jednosmerným napätím.
Z výstupu zariadenia sa do záťaže privádza striedavé stabilizované napätie.
Keď dvojitá konverzia nestačí na korekciu sieťového napätia, z batérie sa do meniča privedie dodatočné nabitie. K prepínaniu nedochádza, ale režim je už iný.
Keď menič zlyhá, prepne sa na sieťovú prevádzku cez bypass. Výber UPS s dvojitou konverziou na súkromné použitie je iracionálny z dôvodu veľkých strát energie. Tento typ ochrany používajú organizácie, kde sa vyžaduje vysoká spoľahlivosť zariadení.
Typy systémov
Systémy neprerušiteľného napájania môžu byť centralizované alebo distribuované. V prvom prípade funguje jeden UPS pre celú budovu alebo samostatné poschodie, ktoré zvládne všetky záťaže.
Systémy distribuovaného neprerušiteľného napájania zahŕňajú niekoľko ochranných zariadení, z ktorých každé funguje na jednom počítači alebo inom zariadení. Sú dosť účinné.
Výhody distribuovaného systému sú nasledovné:
- UPS je vybraný špeciálne pre jediné zariadenie, ktoré je najdôležitejšie alebo funguje v drsnom prostredí.
- Systém môžepostupne budovať, počnúc ochranou servera a prechodom na pracovné stanice.
- Zlyhaný UPS je možné nahradiť inými, menej dôležitými prvkami systému.
- Nízkoenergetický UPS nemusí byť inštalovaný a udržiavaný špeciálnym personálom.
- Možnosť pripojenia k bežnej elektrickej zásuvke cez zásuvky.
- UPS sa používajú nezávisle.
Centralizované systémy neprerušiteľného napájania zahŕňajú vysokoúrovňové UPS, ktoré lepšie chránia zariadenia. Napriek ich vysokým nákladom sa dosahujú celkové úspory nákladov, keďže jedno zariadenie je lacnejšie ako viaceré. Ale v prípade jednoduchých počítačov bude systém stáť viac, pretože jeho údržba si vyžaduje vysokokvalifikovaný personál alebo služby špecializovaných firiem, ktoré inštalujú a udržiavajú systémy neprerušiteľného napájania.
Vyžaduje sa v nasledujúcich prípadoch:
- počítače sú hlavnou záťažou siete;
- niektoré organizácie potrebujú veľmi spoľahlivé systémy, ako sú banky;
- spotrebitelia sa výrazne líšia v napájaní: počítačový systém, núdzové osvetlenie, komunikácia, bezpečnostný systém.
Na čo sa zamerať pri výbere UPS?
Pri výbere systému neprerušiteľného napájania je potrebné zvážiť niekoľko dôležitých faktorov. Uvádzame tie hlavné.
Pred čím je zariadenie chránené?
V prvom rade je potrebné zmerať napätie v elektrickej sieti. Minimálne trvanie cyklu bude jeden deň. On je najviacodráža prevádzku elektrickej siete. Ak musíte pracovať cez víkendy, potrebujete získať informácie o týždennom cykle, počas dňa a noci.
Je dôležité určiť maximálne a minimálne napätie, ako aj výkon a frekvenciu impulzov v sieti. Prístroj môže byť digitálny osciloskop alebo záznamník.
Najjednoduchším spôsobom pre užívateľa je meranie napätia, pri ktorom podľa jeho názoru napätie dosiahne maximum a minimum. Neignorujte víkend.
Ak má prenajímateľ výkonné zariadenie, musíte zmerať napätie v domácej sieti pri jej zapnutí a vypnutí. Mali by ste zistiť, ako často sa doma vypína napájanie v sieti a z akých dôvodov. Dôležité je mať v byte uzemňovací vodič. V tomto prípade by ste mali zistiť, ako bezpečne je pripojený k zbernici podlahovej dosky.
Typ chráneného zariadenia
Zostavenie zoznamu zariadení, ktoré vyžadujú použitie UPS. V tomto prípade musíte poznať spotrebu energie jednotlivých zariadení. Stačí určiť jeho nominálnu hodnotu, ktorá je v technických špecifikáciách. Niektoré zariadenia niekedy spotrebujú maximum energie, niekoľkonásobne vyššiu ako je nominálna hodnota. Mali by ste si naň nastaviť výkonovú rezervu.
Obdobie autonómie
Tu je dôležité určiť, na aké obdobie je možné bezpečne ukladať dáta alebo absolvovať potrebné technologické operácie (prenos informácií, ukladanie súborov, príjem správ).
Základný personál
V závislosti od zložitosti požadovaného systémuurčitý personál špecialistov na jeho prevádzku. Toto je potrebné objasniť, aby sa správne vypočítali všetky náklady. Cena ochranného systému by nemala presiahnuť 10 % ceny hlavného zariadenia.
UPS pre domácnosť
Pre priemernú chatu je vhodný UPS systém neprerušiteľného napájania (UPS) s kapacitou asi 15 kW. Na zabezpečenie autonómnej prevádzky po dobu 2-3 hodín potrebujete 4 batérie s celkovou kapacitou 2000 Ah. Umožňujú vám akumulovať elektrinu približne 7 kWh.
V dome sú najdôležitejšie vykurovacie systémy a domáce spotrebiče s počítačom. Cena UPS závisí od výkonu, počtu batérií a výrobcu. Ku kotlu si môžete dokúpiť zdroj 360 W v cene 7 tisíc. Pre celý dom budete potrebovať výkon UPS do 15 kW, ktorého cena je viac ako 70 tisíc rubľov.
Okrem konvertorov sú potrebné batérie, ktoré je potrebné pravidelne meniť. UPS pre domácnosť stojí okrúhlu sumu. Systémy neprerušiteľného napájania sú obzvlášť nákladné.
Napriek tomu môžete ušetriť na opravách iných zariadení. Okrem toho existujú alternatívne možnosti pomocou generátorov. Niekedy vám prejde inštalácia stabilizátorov napätia, ktoré si poradia s mnohými úlohami vrátane správneho vypnutia zariadenia.
Moderné UPS sú vybavené prehľadným rozhraním. Na displeji môžete sledovať činnosť systému, kde hlavnými parametrami sú vstupné a výstupné napätie, spotreba energie, prevádzková schéma, nabitie batérie.
Ktorú UPS si vybrať závisí od potrieb používateľa. Domáce počítač môže mať dostatok energie na dobu svojho vypnutia. Pre nepretržitú prevádzku kotla po dobu 8-9 hodín budete potrebovať 1 kW ochranné zariadenie s tromi batériami 65 Ah.
Záver
Systémy neprerušiteľného napájania sú navrhnuté tak, aby poskytovali autonómnu prevádzku elektrických spotrebičov a elektronických zariadení na krátky čas. Hlavným ukazovateľom je výkon UPS a kapacita batérie. Je vhodné zvoliť zariadenie obsahujúce stabilizátor napätia.
Výdrž batérie závisí od vlastností batérie a energie spotrebovanej záťažou. V prípade vybitia záložného zdroja je vydaný príkaz na vypnutie spotrebiča. Ak sieťové napätie dosiahne normálnu úroveň, UPS sa prepne na normálnu sieťovú prevádzku a začne nabíjať batériu.
