Gruppo di continuità: scopo e specifiche dell'UPS domestico

Per mantenere l'operatività dei dispositivi in ​​caso di interruzioni di corrente, viene utilizzato un gruppo di continuità. A seconda del tipo di clienti serviti e dei parametri dell'elettricità, devono essere scelti diversi modelli. Questi dispositivi sono richiesti, pertanto non è difficile acquisire il campione desiderato in base alle sue caratteristiche.

Ma prima di acquistare, devi comprenderne indipendentemente le caratteristiche e non fidarti di questa domanda per i gestori interessati alle vendite.

In questo materiale considereremo il dispositivo e le caratteristiche dell'UPS e parleremo anche delle regole per il suo utilizzo.

Circuiti UPS AC

Per uso domestico, vengono utilizzati dispositivi per l'alimentazione ininterrotta, collegati a una rete monofase 220 V, che può per qualche tempo in assenza di alimentazione elettrica i consumatori che richiedono la stessa tensione.

Esistono anche UPS collegati all'ingresso a una rete trifase e l'uscita è a 380 V o 220 V. Tuttavia, sono costosi, vengono utilizzati se necessario per ottenere energia autonoma da 10 kV · A, che non è necessaria per le esigenze domestiche.

Gli UPS CA domestici secondo lo schema operativo sono suddivisi nei seguenti tipi:

• backup (offline);
• interattivo (linearmente interattivo);
• doppia conversione (online).

Differiscono nella qualità della tensione di uscita e nel prezzo. I più economici sono i backup e i più costosi sono la doppia conversione.

I circuiti di alimentazione ridondanti più semplici richiedono un relè di commutazione e un filtro passivo per eliminare le interferenze

Nel caricabatterie viene utilizzato un raddrizzatore per convertire CA in CC. E la trasformazione inversa avviene utilizzando un inverter.

In gruppi di continuità, di norma, sono installati normali relè elettromeccanici per commutare il circuito dalla rete alla batteria. Se questa parte è di alta qualità, la sua risorsa è sufficiente per l'intera durata dell'operazione UPS. Ma molto spesso, quando un'unità si rompe, il problema sta proprio in questo elemento strutturale.

Il circuito interattivo differisce da quello di backup per la presenza di uno stabilizzatore di tensione. È realizzato sotto forma di un tipico autotrasformatore con avvolgimenti collegati direttamente

La stabilizzazione della tensione è presente anche in molti dispositivi domestici, quindi se le deviazioni sono insignificanti, non ha senso acquisire un modello lineare-interattivo più costoso.

La presenza di un trasformatore spesso costringe il produttore a utilizzare il raffreddamento forzato, quindi tali UPS sono dotati di dispositivi di raffreddamento. Emettono un rumore paragonabile in intensità al funzionamento di un'unità di sistema del computer.

La potenza dell'inverter nel circuito online è costante dalle batterie. Pertanto, in caso di interruzione dell'alimentazione, il tempo per passare all'alimentazione di backup è zero

I dispositivi a doppia conversione più complessi e costosi hanno anche la più bassa efficienza. L'elettricità entra nel calore emesso dal dispositivo. Pertanto, il loro uso deve essere giustificato.

Il vantaggio più significativo di questo tipo di gruppo di continuità è una reazione istantanea a un'interruzione di corrente. Ma per la maggior parte degli elettrodomestici, questo non è così importante. Gli stessi computer di solito completano il backup UPS o il tipo interattivo.

I parametri più importanti

Esistono molte offerte sul mercato per la vendita di gruppi di continuità domestici. Al fine di determinare correttamente il loro scopo e non commettere errori nella scelta, è necessario capire a quali parametri prestare attenzione in primo luogo.

Specifiche chiave

La potenza di uscita del dispositivo determina il valore massimo consentito che l'unità può garantire in modo garantito al consumatore. Si misura in volt-ampere (VA). Per comodità degli utenti, questo valore viene spesso citato e in watt.

Per misurare il carico dei dispositivi, è possibile utilizzare un amperometro o calcolarlo utilizzando le letture del contatore installato nell'appartamento.

È possibile misurare l'elettricità consumata utilizzando un amperometro domestico (wattmetro) con una presa. Il dispositivo collegato deve essere impostato alla massima potenza

Quando si determina la potenza reale di un computer, non si deve essere guidati dalla valutazione dell'alimentatore, poiché viene sempre acquistato con un margine.

Se non è presente un amperometro, è necessario eseguire le seguenti operazioni:

1. Scollegare tutti i circuiti nella schermatura, tranne quello da cui è alimentato il computer.
2. Scollegare tutti gli apparecchi in questo circuito.
3. Accendi il computer ed esegui un programma tipico (ad esempio un video di YouTube).
4. Aspetta che il decimo di un chilowatt cambi sul bancone.
5. Prenditi del tempo prima del prossimo cambiamento.

Consumo energetico medio (P, watt) per questo periodo (t, minuti) può essere calcolato con la formula:

P = 100 * (60 / t)

La prossima caratteristica importante è la durata della batteria. Questo indicatore dipende dal carico che l'UPS sta attualmente subendo. Alla massima potenza consentita, le batterie del dispositivo domestico durano 1-3 minuti. E a metà - molto più a lungo (fino a 10 minuti).

Il grafico della dipendenza della durata della batteria dal carico medio mostra che questa dipendenza non è lineare. Ciò è dovuto al metodo di scarica della batteria.

Ne derivano due conclusioni:

• durante un'interruzione di corrente, è necessario ridurre al minimo il carico consumato dai dispositivi;
• Si consiglia di acquistare un UPS con una capacità superiore a quella calcolata di almeno il 30%.

L'intervallo della tensione di ingresso mostra la tensione minima e massima consentita della rete, a cui non verrà commutata l'alimentazione delle batterie. Di norma, tutti gli UPS resistono a un intervallo di 180-260 V.

Alcuni produttori possono soddisfare ottimi indicatori (pubblicitari), ad esempio il valore più basso è 110 V. Qui è necessario assicurarsi che queste cifre vengano prese per il carico massimo e non per la metà.

Un altro importante indicatore tecnico è il livello di rumore. Gli UPS online o interattivi generano molto calore, quindi i produttori installano i fan su di essi. Se i dispositivi di raffreddamento sono economici, nel tempo emetteranno un ronzio, che è indesiderabile per un soggiorno.

Interfaccia e configurazione

L'aspetto dei blocchi può essere molto vario. Di solito hanno una classica forma rettangolare, dove sul lato anteriore sono presenti indicatori o display e sul retro ci sono connettori di alimentazione. Il loro numero non è così importante, poiché all'uscita è possibile collegare una prolunga con una T. Ciò non contraddirà il concetto di UPS.

Il modello può avere un display LCD, sul quale verrà visualizzata la situazione con la fornitura di dispositivi collegati: disponibilità di energia, numero di consumatori, carica della batteria, ecc.

Il sistema di visualizzazione riduce il costo delle apparecchiature. Inoltre, è più pratico. Se hai bisogno di conoscere parametri, molti modelli hanno la funzione di collegarsi a un computer

Per scoprire i parametri dell'alimentazione, le condizioni delle batterie dell'UPS e come funziona, è possibile collegarlo a un computer. Per molti modelli, questa funzione è implementata e il software è sviluppato.

Esistono tre tipi principali di interfaccia:

• USB. La connessione più comune tra un computer e un UPS.
• RS-232 (porta COM). Raramente presente nei modelli domestici.
• Ethernet 10/100. Viene utilizzato per il controllo remoto di un gruppo di continuità.

Il software per ottenere caratteristiche con l'UPS e la sua gestione è sviluppato non solo per varie versioni di Windows. Quindi, ad esempio, il noto produttore Powercom ha una versione Android del software che consente di monitorare in remoto lo stato di alimentazione e, se necessario, regolare il funzionamento dell'alimentatore ininterrotto.

Il software consente di tenere traccia delle principali caratteristiche della rete elettrica, come la tensione di ingresso e di uscita, la frequenza. Puoi anche scoprire la carica della batteria e la temperatura del dispositivo

I gruppi di continuità sono collocati nelle immediate vicinanze dei consumatori protetti di elettricità. Di solito sono posizionati sul pavimento o sugli scaffali. Alcuni modelli sono dotati di elementi di fissaggio che consentono di montarli sulle pareti.

Qualità corrente di uscita

I gruppi di continuità devono produrre corrente di qualità adeguata. Quando funziona a batterie, l'inverter è responsabile di ciò e, in caso di alimentazione dalla rete, i momenti problematici dovrebbero lisciare i filtri e lo stabilizzatore. Le interferenze che si verificano in un circuito elettrico hanno una diversa genesi e conseguenze per l'elettronica. Pertanto, anche questo problema deve essere compreso con attenzione.

Interferenza e protezione della rete

Tutti i moderni UPS sono dotati di protezione contro i problemi associati ai dispositivi sottoposti a manutenzione. Se il carico totale supera il massimo consentito o si verifica un corto circuito, l'alimentazione ininterrotta disattiverà immediatamente l'alimentazione.

Le interferenze di rete possono essere suddivise in frequenza e impulso. I primi non sono così pericolosi, soprattutto per gli alimentatori per computer o televisori, che convertono la corrente alternata in corrente continua. Quest'ultimo può causare un problema in qualsiasi elettronica.

Pertanto, la maggior parte degli UPS è dotata di protezione da sovratensioni e armoniche con varistori e filtri passa-alto.

La rimozione delle interferenze sulla linea avviene in due fasi. Innanzitutto, i varistori interrompono gli impulsi ad alta frequenza, quindi il filtro attenua piccoli salti

Il problema della comparsa di impulsi ad alta tensione è caratteristico non solo per i cavi di alimentazione, ma anche per le reti di trasmissione dati - computer o telefono.Possono verificarsi a causa di esposizione all'elettricità atmosferica, guasti ai cablaggi vicini, interferenze elettriche e altre cause.

Molti produttori producono modelli con la capacità di proteggere la rete locale. Per questo, l'UPS ne ha due Connettore RJ-45 - uno all'ingresso e uno all'uscita. Il segnale passa attraverso un filtro che sopprime le sovratensioni. Il sistema è lo stesso per le linee telefoniche, solo i connettori sono in formato RJ-11.

Bassa e alta tensione

La regolazione della tensione viene eseguita utilizzando un regolatore di tensione automatico (AVR), il cui elemento principale è un autotrasformatore. Il principio del suo funzionamento si basa su una variazione del numero di giri di uno degli avvolgimenti, con conseguente variazione della tensione nella direzione di aumento o diminuzione del suo valore.

La presenza di AVR nell'UPS consente di non attivare la modalità autonoma ogni volta con una leggera deviazione della tensione dagli indicatori standard. Ciò aumenta significativamente la durata della batteria.

I multimetri professionali come il CEM DT 9909 sono in grado di registrare i valori di tensione per lungo tempo. L'uso di un tale dispositivo può aiutare nella scelta di uno stabilizzatore o UPS

Secondo GOST 29322-2014, è consentita una deviazione del 10% della tensione dal valore di riferimento per un periodo non superiore a 1 ora. Tutti i moderni UPS con regolatori devono far fronte a tali fluttuazioni.

Chiarezza di uscita

Il tipo di segnale di uscita dipende dal modello dell'inverter installato nell'UPS. Idealmente, la curva della tensione CA dovrebbe essere un'onda sinusoidale. Ma dopo la conversione attraverso l'inverter, assume una forma graduale.

Maggiore è il numero di passi nella tensione istantanea rispetto alla curva del tempo, migliore è la qualità della corrente alternata. Per alcuni dispositivi, questo è importante.

Le apparecchiature che contengono motori asincroni (frigorifero, aria condizionata), alimentatori per trasformatori (apparecchiature audio di alta qualità), alimentatori APFC (server e potenti computer di elaborazione) richiedono un'onda sinusoidale pulita o ben approssimata.

Non un singolo inverter, quindi l'UPS non emette un'onda sinusoidale pura, in modo che i produttori di apparecchiature non scrivano negli opuscoli pubblicitari. L'approssimazione del segnale di uscita all'onda sinusoidale viene valutata attraverso il coefficiente di distorsione non lineare (THD).

Il segnale proveniente dal blocco può essere considerato sinusoidale con THD <5%. Per alcuni modelli, come IMV NetPro 2000, questa cifra è solo del 2%.

Regole di utilizzo UPS

Quando si acquista un gruppo di continuità per l'organizzazione dell'alimentazione di backup, è necessario comprendere con quali dispositivi può essere utilizzato. A volte è impossibile gestire solo un UPS, quindi è necessario prendere ulteriori misure per fornire elettricità alla casa.

Collegamento di elettrodomestici

Computer, modem, router, apparecchiature audio e video sono dispositivi tipici per la casa o l'ufficio a cui sono collegati gruppi di continuità. Se questa tecnica contiene normali alimentatori a commutazione, sarà sufficiente acquistare modelli relativamente economici che non producono un'onda sinusoidale pura.

I modelli moderni sono compatti e hanno un design accattivante che si fonde armoniosamente con altri elettrodomestici all'interno di un salotto

Per l'illuminazione, inoltre, non è necessario acquistare prodotti costosi. La cosa principale qui è calcolare correttamente la massima potenza e durata della batteria.

Con frequenti blackout, è rilevante il problema dello scongelamento non pianificato dei frigoriferi e del deterioramento degli alimenti. Per proteggere tali apparecchiature con motori a induzione, sarà necessario l'UPS di un dispositivo più complesso, poiché è necessario un segnale sinusoidale "puro".

Inoltre, è necessario tenere conto della presenza di correnti di avviamento che si verificano all'avvio del motore. Semplificato per le apparecchiature di refrigerazione, il loro valore può essere determinato moltiplicando il valore di potenza per 5.

Se, ad esempio, la cucina ha un frigorifero con una potenza totale di 300 watt (all'avvio - 1.500 watt) e un congelatore per 200 watt (all'avvio - 1.000 watt), allora è necessario un alimentatore con un'onda sinusoidale pura e una potenza massima di almeno 1.700 watt. Questo valore si ottiene nel caso in cui il congelatore funzionerà e in questo momento il frigorifero si accenderà. È improbabile l'avvio simultaneo di entrambi i motori e persino un UPS di questo tipo può sopportare un aumento di un secondo di 2,7 kW.

Un blocco di tipi online con una potenza massima di 2000 watt può funzionare per circa mezz'ora con un consumo totale di 500 watt. Poiché la modalità di raffreddamento richiede circa 5 minuti, l'alimentazione ininterrotta è garantita per 6 avviamenti di entrambi i dispositivi.

Nelle case e nei cottage privati, anche l'uso di un UPS per supportare un sistema di riscaldamento a circolazione forzata è rilevante. Le pompe hanno anche bisogno di un seno puro

Gli alimentatori di continuità sono inoltre utilizzati attivamente per il funzionamento di caldaie a gas. Dato il costo delle apparecchiature collegate, in questo caso non è necessario risparmiare sulla qualità dell'UPS.

Riserva e alimentazione aggiuntiva

Per molti elettrodomestici, è impossibile scegliere un UPS economico, poiché sarà necessaria una potenza massima significativa per un lungo periodo di durata della batteria. Lavatrici, forni elettrici, sistemi di condizionamento distribuiti consumano molta elettricità.

Naturalmente, è possibile fare a meno di questi dispositivi durante un'interruzione di corrente. Ciò è consigliabile se tali interruzioni si verificano raramente e per un breve periodo. Ma se, tuttavia, viene presa la decisione di fornire ai consumatori potenti energia autonoma, è meglio utilizzare un generatore di benzina o diesel. Per il loro avvio rapido in assenza di tensione, viene utilizzato un sistema di ingresso di riserva automatico (ATS).

Se si dispone di una fonte di alimentazione aggiuntiva, l'UPS deve comunque essere utilizzato, almeno per i computer. È impossibile avviare immediatamente il generatore e ripristinare l'alimentazione.

Stabilizzazione di minima tensione

Il problema della sottotensione è rilevante per gli oggetti collegati a reti vecchie o a bassa potenza. Se questa situazione si presenta costantemente, è meglio usare l'input stabilizzatore.

In presenza di uno stabilizzatore, la tensione della rete domestica interna verrà ridotta a indicatori standard. Ciò influirà anche sugli apparecchi che non sono collegati all'UPS.

Con una tensione ridotta, aumenta la potenza della corrente che passa attraverso la rete domestica. Ad esempio, lasciare che la potenza totale dei consumatori collegati all'UPS sia di 1,5 kW e la tensione di alimentazione pari a 190 V.

Quindi entro Legge di Ohm:

• io₁ = 1500/190 = 7,9 A - corrente nel circuito verso l'UPS senza stabilizzatore;
• io₂ = 1500/220 = 6,8 A - corrente nel circuito verso l'UPS con uno stabilizzatore.

Pertanto, una rete interna senza stabilizzatore subirà un carico maggiore, che non può essere preso in considerazione quando si sceglie la sezione di cablaggio.

Pertanto, con una bassa tensione costante, è meglio installare uno stabilizzatore. In questo caso, il carico sull'autotrasformatore dell'UPS sarà inferiore, prolungandone la durata. Inoltre, tenendo conto dell'equalizzazione della tensione, è possibile acquistare gruppi di continuità più economici.

Gruppo di continuità per i consumatori di corrente continua

Per alcuni dispositivi, è necessario fornire ininterrottamente alimentazione CC 12, 24 o 48 V. Sono disponibili anche UPS di questo tipo. Nella loro marcatura c'è un'abbreviazione "DC". Esistono anche blocchi con una tensione di alimentazione di 60, 110 o 220 V, ma sono utilizzati nell'industria o nell'energia.

La differenza tra l'alimentazione continua ininterrotta nel dispositivo interno rispetto ai modelli classici è la mancanza di un inverter. Le batterie sono collegate direttamente all'uscita attraverso un contattore con uno shunt di misurazione che limita la corrente per impedire una scarica inaccettabilmente profonda delle batterie.

A volte un convertitore stabilizzatore può essere installato all'uscita se i dispositivi alimentati dall'UPS sono sensibili alle piccole fluttuazioni di tensione.

Insieme ai convertitori di tensione, un UPS da 48 W DC è in grado di fornire un sistema di videosorveglianza con un perimetro fino a 1 km

Tali alimentatori ridondanti vengono utilizzati per proteggere le seguenti apparecchiature domestiche che funzionano dalla corrente continua:

• sistemi di videosorveglianza e sicurezza;
• tutti i tipi di sensori (perdite, fumo, fuoco, movimento, ecc.);
• sistemi di illuminazione;
• dispositivi di telecomunicazione;
• sistemi di comunicazione;
• componenti del sistema di controllo "Casa intelligente".

Molti UPS DC hanno la possibilità di collegare batterie esterne. In questo caso, il funzionamento autonomo dei dispositivi che servono può essere molto lungo.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Brevemente sulle caratteristiche principali degli UPS domestici:

La varietà di tipi di UPS e le loro caratteristiche è una conseguenza di diverse condizioni per il loro utilizzo: potenza e tipo di dispositivi collegati, parametri e problemi tipici di un particolare alimentatore. Un alimentatore ininterrotto di solito non è l'elemento più costoso in un sistema, ma la stabilità del suo funzionamento dipende da esso. Pertanto, è necessario determinare le condizioni operative e avvicinarsi con attenzione alla scelta del modello.

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