Neprekidni izvor napajanja: svrha i specifičnosti kućnog UPS-a

Da bi se održala funkcionalnost uređaja u slučaju prekida napajanja, koristi se neprekidna jedinica napajanja. Ovisno o vrsti opskrbljivača i parametrima električne energije, moraju se odabrati različiti modeli. Ti su uređaji potražnje, stoga nije teško nabaviti željeni uzorak u skladu s njegovim karakteristikama.

Ali prije kupnje morate samostalno razumjeti njegove značajke, a ne povjeriti ovo pitanje upraviteljima zainteresiranim za prodaju.

U ovom ćemo materijalu razmotriti uređaj i značajke UPS-a, a također ćemo govoriti o pravilima njegove uporabe.

AC UPS sklopovi

Za kućnu upotrebu koriste se uređaji za neprekidno napajanje, povezani na jednofaznu 220 V mrežu, koja može neko vrijeme u nedostatku potrošača opskrbe električnom energijom zahtijevati isti napon.

Postoje i UPS-ovi koji su na ulaz povezani u trofaznu mrežu, a izlaz je 380 V ili 220 V. Međutim, ako su skupi, koriste se ako je potrebno za dobivanje autonomne snage od 10 kV · A, što nije potrebno za kućne potrebe.

UPS napajanja za domaćinstvo prema režimu rada podijeljena su u sljedeće vrste:

• sigurnosna kopija (offline);
• interaktivni (linearno interaktivni);
• dvostruka konverzija (online).

Razlikuju se u kvaliteti izlaznog napona i cijeni. Najjeftiniji su sigurnosne kopije, a najskuplje dvostruka konverzija.

Najjednostavniji suvišni sklop napajanja zahtijeva prekidački relej i pasivno filtriranje za suzbijanje smetnji

Ispravljač se koristi u punjaču za pretvaranje izmjeničnog napona u istosmjerni. A obrnuta transformacija događa se pomoću pretvarača.

U neprekidnim izvorima napajanja u pravilu se ugrađuju obični elektromehanički releji za prebacivanje kruga s mreže na bateriju. Ako je ovaj dio kvalitetan, tada je njegov resurs dovoljan za cijelo vrijeme rada UPS-a. Ali najčešće, kada se jedinica raspadne, problem leži upravo u tom strukturalnom elementu.

Interaktivni krug se od rezervnog razlikuje po postojanju naponskog stabilizatora. Izrađen je u obliku tipičnog autotransformatora s izravno povezanim namotima

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

Prisutnost transformatora često prisiljava proizvođača da koristi prisilno hlađenje, pa su takvi UPS-ovi opremljeni hladnjacima. Oni emitiraju buku koja je po intenzitetu slična radu računalne jedinice sustava.

Snaga pretvarača u mrežnom krugu neprekidno se napaja iz baterija. Stoga, u slučaju prekida napajanja, vrijeme za prelazak na rezervno napajanje je nula

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

Najznačajniji plus ove vrste neprekidnog napajanja je trenutna reakcija na prekid napajanja. Ali za većinu kućanskih aparata to nije toliko važno. Ista računala obično dovršavaju sigurnosno kopiranje ili interaktivni tip UPS-a.

Najvažniji parametri

Na tržištu postoji mnoštvo ponuda za prodaju kućanskih neprekidnih napajanja. Da biste pravilno odredili njihovu svrhu i ne pogriješili s izborom, prvo morate shvatiti na koje parametre treba obratiti pažnju.

Ključne specifikacije

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

Za mjerenje opterećenja uređaja možete upotrijebiti ampermetar ili izračunati pomoću očitavanja brojila instaliranog u stanu.

Potrošnju električne energije možete izmjeriti pomoću kućnog ampermetra (vatmetra) s utičnicom. Povezani uređaj mora biti postavljen na maksimalnu snagu

Pri određivanju stvarne snage računala ne treba se voditi ocjenom napajanja jer se ono uvijek kupuje s maržom.

Ako nema ampermetar, tada morate izvršiti sljedeće korake:

1. Odspojite sve sklopove u štitu, osim onog iz kojeg se napaja računalo.
2. Isključite sve uređaje iz ovog kruga.
3. Uključite računalo i pokrenite na njemu tipičan program (na primjer, videozapis na YouTubeu).
4. Pričekajte dok se deseti kilovat promijeni na šalteru.
5. Odvojite vrijeme prije sljedeće promjene.

Prosječna potrošnja energije (P, vata) za ovo razdoblje (t, minuta) može se izračunati formulom:

P = 100 * (60 / t)

Sljedeća važna karakteristika je vijek trajanja baterije. Ovaj indikator ovisi o opterećenju koje UPS trenutno doživljava. Na najvećoj dopuštenoj snazi ​​baterije u kućanskom uređaju traju 1-3 minute. I na polovici - puno duže (do 10 minuta).

Graf ovisnosti trajanja baterije od prosječnog opterećenja pokazuje da je ta ovisnost nelinearna. To je zbog metode pražnjenja baterije.

Iz ovoga slijede dva zaključka:

• za vrijeme nestanka struje potrebno je minimizirati opterećenje koje uređaji troše;
• Preporučljivo je kupiti UPS s kapacitetom koji prelazi izračunati za najmanje 30%.

Raspon ulaznog napona pokazuje minimalni i maksimalni dozvoljeni napon mreže pri kojem neće biti prebacivanja napajanja na baterije. U pravilu, svi UPS-ovi podnose interval od 180-260 V.

Neki proizvođači mogu udovoljiti vrlo dobrim (reklamnim) pokazateljima, na primjer, niža vrijednost je 110 V. Ovdje morate osigurati da se te brojke uzimaju za maksimalno opterećenje, a ne za pola.

Drugi važan tehnički pokazatelj je razina buke. Linearno interaktivni ili internetski UPS generiraju puno topline, pa proizvođači na njih ugrađuju ventilatore. Ako su hladnjaci jeftini, tada će s vremenom napraviti zujanje, što je nepoželjno za dnevni boravak.

Sučelje i postavljanje

Izgled blokova može biti vrlo raznolik. Obično imaju klasični pravokutni oblik, gdje se na prednjoj strani nalaze indikatori ili zaslon, a na stražnjoj strani nalaze se priključci za napajanje. Njihov broj i nije toliko bitan, jer na izlazu možete spojiti produžni kabel s trikom. To neće proturječiti konceptu UPS-a.

Model može imati LCD zaslon, na kojem će se prikazivati ​​situacija s opskrbom povezanih uređaja: dostupnost snage, broj potrošača, napunjenost baterije itd.

Prikazni sustav smanjuje troškove opreme. Osim toga, praktičnija je. Ako trebate znati bilo koje parametre, onda mnogi modeli imaju funkciju povezivanja s računalom

Da biste saznali parametre napajanja, stanje UPS baterija i kako radi, možete ga povezati s računalom. 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 priključak). Rijetko su prisutni u kućanskim modelima.
• Ethernet 10/100. Koristi se za daljinsko upravljanje neprekidnim napajanjem.

Softver za dobivanje karakteristika s UPS-om i njegovim upravljanjem razvijen je ne samo za razne verzije sustava Windows. Tako, na primjer, poznati proizvođač Powercom ima Android verziju softvera koja vam omogućuje daljinsko nadziranje statusa napajanja i, ako je potrebno, podešavanje rada neprekidnog napajanja.

Softver vam omogućava praćenje glavnih karakteristika elektroenergetske mreže, poput ulaznog i izlaznog napona, frekvencije. Također možete saznati napunjenost baterije i temperaturu uređaja

Neprekidne jedinice napajanja smještene su u neposrednoj blizini zaštićenih potrošača električne energije. Obično se postavljaju na pod ili na police. Neki su modeli opremljeni zatvaračima koji vam omogućuju da ih montirate na zidove.

Kvaliteta izlazne struje

Neprekidni izvori napajanja moraju proizvoditi struju odgovarajuće kvalitete. Pri radu iz akumulatora, za to je odgovoran pretvarač, a u slučaju napajanja iz mreže, problematični trenuci trebali bi zagladiti filtre i stabilizator. Smetnje koje nastaju u električnom krugu imaju različitu genezu i posljedice za elektroniku. Stoga ovo pitanje također treba pažljivo razumjeti.

Interferencija i zaštita mreže

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

Interferencija mreže može se podijeliti na frekvenciju i impuls. Prvi nisu tako opasni, pogotovo za napajanje računala ili televizora, koji pretvaraju izmjeničnu struju u istosmjernu struju. Ovo potonje može uzrokovati problem u bilo kojoj elektronici.

Stoga je većina UPS-a opremljena prenaponskom i harmoničnom zaštitom s varistorima i visokopropusnim filtrima.

Uklanjanje smetnji na liniji događa se u dvije faze. Prvo, varistori prekidaju visokofrekventne impulse, a zatim filter izglađuje male skokove

Problem pojave visokonaponskih impulsa karakterističan je ne samo za strujne kablove, već i za mreže za prijenos podataka - računalo ili telefon.Do njih može doći zbog izloženosti atmosferskom elektricitetu, kvara u ožičenju u blizini, električnih smetnji i drugih uzroka.

Mnogi proizvođači proizvode modele s mogućnošću zaštite lokalne mreže. Za to UPS ima dva RJ-45 priključak - jedan na ulazu i jedan na izlazu. Signal prolazi kroz filter koji suzbija navale. Sustav je isti za telefonske linije, samo su konektori u RJ-11 formatu.

Nizak i visok napon

Podešavanje napona vrši se pomoću automatskog regulatora napona (AVR), čiji je glavni element autotransformator. Princip rada djeluje na osnovi promjene broja okretaja jednog od namotaja, što rezultira promjenom napona u smjeru povećanja ili smanjenja njegove vrijednosti.

Prisutnost AVR-a u UPS-u omogućuje vam da ne uključite autonomni način svaki put s malim odstupanjem napona od standardnih pokazatelja. To značajno povećava trajanje baterije.

Profesionalni multimetri, poput CEM DT 9909, mogu dugoročno snimati vrijednosti napona. Upotreba takvog uređaja može pomoći u odabiru stabilizatora ili UPS-a

Prema GOST 29322-2014, dopušteno je odstupanje napona od 10% od referentne vrijednosti za razdoblje ne veće od 1 sata. Svi moderni UPS-ovi s regulatorima se nose s takvim fluktuacijama.

Čistoća izlaza

Vrsta izlaznog signala ovisi o modelu pretvarača koji je ugrađen u UPS. U idealnom slučaju, krivulja izmjeničnog napona trebala bi biti sinusni val. Ali nakon pretvaranja putem pretvarača, dolazi u postepenom obliku.

Što je veći broj koraka trenutačnog napona nasuprot krivulji vremena, to će biti bolja kvaliteta izmjenične struje. Za neke uređaje ovo je važno.

Oprema koja sadrži asinhrone motore (hladnjak, klima uređaj), napajanje transformatora (visokokvalitetna audio oprema), APFC napajanja (serveri i moćna računalna računala) trebaju čist ili dobro aproksimiran sinusni val.

Niti jedan pretvarač, te stoga UPS ne daje čisti sinusni val, tako da proizvođači opreme ne pišu u reklamne brošure. Aproksimacija izlaznog signala sinusnom valu procjenjuje se koeficijentom nelinearne distorzije (THD).

Signal koji dolazi iz bloka može se smatrati sinusoidnim pri THD <5%. Za neke modele, kao što je IMV NetPro 2000, ta brojka iznosi samo 2%.

Pravila upotrebe UPS-a

Kada kupujete neprekidni izvor napajanja za organiziranje sigurnosne kopije, morate zajedno razumjeti s kojim se uređajima može koristiti. Ponekad je nemoguće upravljati samo UPS-om, a tada je potrebno poduzeti dodatne mjere za opskrbu kuće električnom energijom.

Spajanje kućanskih aparata

Računala, modemi, usmjerivači, video i audio oprema tipični su kućni ili uredski uređaji na koje su spojena neprekidna napajanja. Ako ova tehnika sadrži obične preklopne napajanje, tada će biti dovoljno kupiti relativno jeftine modele koji ne proizvode čisti sinusni val.

Moderni modeli su kompaktni i imaju atraktivan dizajn koji se skladno stapa s ostalim uređajima u unutrašnjosti dnevnog boravka

Za rasvjetu također ne trebate kupiti skupe proizvode. Glavna stvar ovdje je ispravno izračunati maksimalnu snagu i vijek trajanja baterije.

Uz česta zamračenja, problem neplaniranog odmrzavanja hladnjaka i kvarenje hrane je relevantan. Za zaštitu takve opreme s indukcijskim motorima bit će potreban UPS složenijih uređaja jer je potreban "čisti" sinusoidni signal.

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

Ako, na primjer, kuhinja ima hladnjak ukupne snage 300 vata (pri pokretanju - 1500 vati) i zamrzivač za 200 vata (pri pokretanju - 1.000 vati), tada vam je potrebno napajanje s čistom sinusom i maksimalnom snagom od najmanje 1.700 vata. Ova se vrijednost dobiva u slučaju kada će zamrzivač raditi, a u ovom trenutku hladnjak će se uključiti. Istodobni start oba motora nije vjerojatan, pa čak i takav UPS može izdržati jedan sekundarni val 2,7 kW.

Blok internetskog tipa s maksimalnom snagom od 2000 vata može raditi oko pola sata uz ukupnu potrošnju od 500 vata. Budući da način hlađenja traje oko 5 minuta, zasigurno neprekidno napajanje zajamčeno će trajati 6 uređaja.

U privatnim kućama i vikendicama upotreba UPS-a za podršku sustava grijanja s prisilnom cirkulacijom također je relevantna. Pumpe također trebaju čisti sinus

Neprekidni izvori napajanja također se aktivno koriste za rad kotlova na plinsko grijanje. S obzirom na cijenu povezane opreme, u tom slučaju ne biste trebali štedjeti na kvaliteti UPS-a.

Rezervno i dodatno napajanje

Za mnoge kućanske uređaje nemoguće je odabrati jeftin UPS jer će trebati značajna maksimalna snaga za dugo razdoblje trajanja baterije. Perilice rublja, električne pećnice, distribuirani klimatizacijski sustavi troše puno električne energije.

Naravno, bez ovih uređaja možete i za vrijeme prekida napajanja. To je preporučljivo ako se takvi prekidi događaju rijetko i kratko vrijeme. No ako se ipak donese odluka kojom se snažnim potrošačima omogućuje autonomna snaga, bolje je koristiti benzinski ili dizelski generator. Za njihov brzi start u nedostatku napona, koristi se automatski sustav ulazne rezerve (ATS).

Ako imate dodatni izvor napajanja, UPS se i dalje treba koristiti, barem za računala. Nemoguće je odmah pokrenuti generator i obnoviti napajanje.

Stabilizacija podnapon

Problem podni napona relevantan je za objekte povezane na stare mreže ili male snage. Ako se ova situacija stalno pojavljuje, bolje je koristiti unos stabilizator.

U prisutnosti stabilizatora, napon unutarnje kućne mreže smanjuje se na standardne pokazatelje. To će utjecati i na uređaje koji nisu spojeni na UPS.

S smanjenim naponom, jačina struje koja prolazi kroz kućnu mrežu povećava se. Na primjer, neka ukupna snaga potrošača spojenih na UPS bude 1,5 kW, a napon napajanja jednak 190 V.

Zatim od Ohmov zakon:

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

Tako će unutar kućna mreža bez stabilizatora doživjeti povećano opterećenje, što se ne može uzeti u obzir pri odabiru odjeljka ožičenja.

Stoga je s konstantnim niskim naponom bolje instalirati stabilizator. U tom će slučaju opterećenje autotransformatora UPS-a biti manje, što će mu produžiti vijek trajanja. Uz to, uzimajući u obzir izjednačavanje napona, moguće je kupiti jeftinija neprekidna napajanja.

Neprekidno napajanje napajanjem istosmjernih struja

Za neke uređaje morate osigurati neprekidno jednosmerno napajanje 12, 24 ili 48 V. UPS ove vrste također je u prodaji. U njihovom označavanju nalazi se kratica "DC". Blokovi s naponom od 60, 110 ili 220 V također postoje, ali se koriste u industriji ili energetici.

Razlika između neprekidnog istosmjernog napajanja u unutarnjem uređaju od klasičnih modela je nedostatak pretvarača. Baterije se izravno povezuju s izlazom preko sklopnika pomoću mjernog spojnika koji ograničava struju kako bi se spriječilo neprihvatljivo duboko pražnjenje baterija.

Ponekad se na izlazu može instalirati stabilizirajući pretvarač ako su uređaji koje napaja UPS osjetljivi na mala kolebanja napona.

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

Takva suvišna napajanja koriste se za zaštitu sljedeće kućanske opreme koja djeluje od istosmjerne struje:

• sustavi video nadzora i sigurnost;
• sve vrste senzora (curenja, dim, vatra, kretanje, itd.);
• rasvjetni sustavi;
• telekomunikacijski uređaji;
• komunikacijski sustavi;
• komponente upravljačkog sustava "Pametni dom".

Mnogi DC UPS-ovi imaju mogućnost spajanja vanjskih baterija. U ovom slučaju autonomno funkcioniranje uređaja koje služe može biti vrlo dugo.

Zaključci i korisni video na temu

Ukratko o glavnim karakteristikama UPS-a za kućanstvo:

Raznolikost vrsta UPS-a i njihovih karakteristika posljedica su različitih uvjeta za njihovu upotrebu: snage i vrste spojenih uređaja, parametara i tipičnih problema određenog napajanja. Neprekidno napajanje obično nije najskuplji element u sustavu, ali o njemu ovisi i stabilnost njegovog rada. Stoga je potrebno utvrditi radne uvjete i pažljivo pristupiti odabiru modela.

Još imate pitanja o temi članka? Ili možete nadopuniti ovaj materijal zanimljivim UPS podacima? Napišite svoje komentare, postavite pitanja, podijelite iskustva u bloku ispod.