Avbruddsfri strømforsyningsenhet: formål og spesifikasjoner for innenlandsk UPS

For å opprettholde driften av enheter i tilfelle strømbrudd, brukes en avbruddsfri strømforsyningsenhet. Avhengig av type kunder som serveres og parametrene til strøm, må du velge forskjellige modeller. Disse enhetene er etterspurt, derfor er det ikke vanskelig å skaffe seg det ønskede eksemplet i henhold til dets egenskaper.

Men før du kjøper, må du uavhengig forstå funksjonene, og ikke stole på dette spørsmålet til lederne som er interessert i salg.

I dette materialet vil vi vurdere enheten og funksjonene til UPS, og også snakke om reglene for dets bruk.

AC UPS-kretser

For hjemmebruk brukes enheter for uavbrutt strøm, koblet til et enfase 220 V-nettverk, som kan i noen tid i mangel av strømforsyningskonsumenter som trenger samme spenning.

Det er også UPS-er som er koblet til inngangen til et trefaset nettverk, og utgangen er enten 380 V eller 220 V. Imidlertid er de dyre, de brukes om nødvendig for å få autonom strøm fra 10 kV · A, noe som ikke er nødvendig for hjemlige behov.

Husholdningsstrømforsyningsenheter i henhold til driftsordningen er delt inn i følgende typer:

• sikkerhetskopi (offline);
• interaktiv (lineært interaktiv);
• dobbel konvertering (online).

De avviker i kvaliteten på utgangsspenningen og prisen. De billigste er sikkerhetskopier, og de dyreste er dobbelkonvertering.

De enkleste overflødige strømforsyningskretsene krever koblingsrelé og passiv filtrering for å undertrykke forstyrrelser

En likeretter brukes i laderen for å konvertere vekselstrøm til likestrøm. Og omvendt transformasjon skjer ved hjelp av en inverter.

I avbruddsfri strømforsyning er det som regel installert vanlige elektromekaniske reléer for å skifte krets fra nettverket til batteriet. Hvis denne delen er av høy kvalitet, er ressursen nok for hele UPS-operasjonen. Men som oftest, når en enhet går i stykker, ligger problemet nettopp i dette strukturelle elementet.

Den interaktive kretsen skiller seg fra sikkerhetskopien en ved tilstedeværelsen av en spenningsstabilisator. Den er laget i form av en typisk autotransformator med direkte tilkoblede viklinger

Spenningsstabilisering er også til stede i mange husholdningsapparater, så hvis avvikene er ubetydelige, er det ikke noe poeng i å skaffe seg en dyrere lineær-interaktiv modell.

Tilstedeværelsen av en transformator tvinger ofte produsenten til å bruke tvungen kjøling, slik at slike UPS-er er utstyrt med kjølere. De avgir støy som kan sammenlignes i intensitet med driften av en datasystemenhet.

Kraften til omformeren i nettkretsen løpende kommer fra batteriene. Derfor, i tilfelle strømbrudd, er tiden for å bytte til sikkerhetskopieringskraft null

De mest komplekse og dyre dobbeltkonverteringsenhetene har også den laveste effektiviteten. Elektrisitet går inn i varmen som enheten avgir. Derfor må bruken deres rettferdiggjøres.

Det viktigste plusset med denne typen avbruddsfri strømforsyning er en øyeblikkelig reaksjon på et strømbrudd. Men for de fleste husholdningsapparater er dette ikke så viktig. De samme datamaskinene fullfører vanligvis UPS-sikkerhetskopi eller interaktiv type.

De viktigste parameterne

Det er mange tilbud på markedet for salg av husholdningsavbruddsfrie strømforsyninger. For å kunne bestemme formålet deres riktig og ikke gjøre en feil med valget, må du forstå hvilke parametere du bør ta hensyn til i utgangspunktet.

Viktige spesifikasjoner

Enhetens utgangseffekt bestemmer den maksimalt tillatte verdien som enheten garantert kan gi forbrukeren. Det måles i volt-ampere (VA). For brukernes bekvemmelighet er denne verdien ofte sitert og i watt.

For å måle belastningen på enheter, kan du enten bruke et ammeter eller beregne det ved hjelp av målingene til måleren som er installert i leiligheten.

Du kan måle den forbrukte strømmen ved å bruke et husholdningsammeter (wattmeter) med en stikkontakt. Den tilkoblede enheten må være satt til maksimal effekt

Når du bestemmer den virkelige kraften til en datamaskin, skal en ikke ledes av vurderingen av strømforsyningen, siden den alltid er kjøpt med en margin.

Hvis det ikke er noe ammeter, må du utføre følgende trinn:

1. Koble fra alle kretsene i skjoldet, bortsett fra den datamaskinen drives fra.
2. Koble fra alle apparater i denne kretsen.
3. Slå på datamaskinen og kjør et typisk program på den (for eksempel en YouTube-video).
4. Vent til tiendedelen av en kilowatt skifter på telleren.
5. Ta tid før neste endring.

Gjennomsnittlig strømforbruk (P, watt) for denne perioden (t, minutter) kan beregnes med formelen:

P = 100 * (60 / t)

Den neste viktige egenskapen er batteriets levetid. Denne indikatoren avhenger av belastningen UPS for øyeblikket opplever. Ved maksimal tillatt effekt varer batteriene til husholdningsapparatet 1-3 minutter. Og i halvparten - mye lenger (opptil 10 minutter).

Grafen over batteriets levetid på gjennomsnittlig belastning viser at denne avhengigheten er ikke-lineær. Dette skyldes batteriets utladningsmetode.

To konklusjoner følger av dette:

• under strømbrudd, er det nødvendig å minimere belastningen som forbrukes av enhetene;
• Det anbefales å kjøpe en UPS med en kapasitet som overstiger beregnet med minst 30%.

Inngangsspenningsområdet viser nettverkets minste og maksimale tillatte spenning, hvor det ikke vil skiftes strøm til batteriene. Som regel tåler alle UPS-er et intervall på 180-260 V.

Noen produsenter kan møte veldig gode indikatorer (reklame), for eksempel er den lavere verdien 110 V. Her må du forsikre deg om at disse tallene blir tatt for maksimal belastning, og ikke for halvparten.

En annen viktig teknisk indikator er støynivået. Line-interaktive eller online UPS-er genererer mye varme, slik at produsenter installerer vifter på dem. Hvis kjølere er billige, vil de over tid lage en surr, noe som er uønsket for en stue.

Grensesnitt og oppsett

Blokkenes utseende kan være veldig mangfoldig. Vanligvis har de en klassisk rektangulær form, der på forsiden er det indikatorer eller et display, og på baksiden er det strømtilkoblinger. Antallet er ikke så viktig, siden du kan koble en skjøteledning til en tee ved utgangen. Dette vil ikke være i strid med UPS-konseptet.

Modellen kan ha en LCD-skjerm, der situasjonen med tilførsel av tilkoblede enheter vises: tilgjengeligheten av strøm, antall forbrukere, batterilading, etc.

Skjermsystem reduserer kostnadene for utstyr. I tillegg er det mer praktisk. Hvis du trenger å kjenne noen parametere, har mange modeller en funksjon av å koble til en datamaskin

For å finne ut parametrene for strømforsyning, tilstanden til UPS-batteriene og hvordan det fungerer, kan du koble den til en datamaskin. For mange modeller blir denne funksjonen implementert og programvare utviklet.

Det er tre hovedtyper av grensesnitt:

• USB. Den vanligste forbindelsen mellom en datamaskin og en UPS.
• RS-232 (COM-port). Sjelden tilstede i husholdningsmodeller.
• Ethernet 10/100. Den brukes til fjernkontroll av en avbruddsfri strømforsyning.

Programvaren for å skaffe egenskaper hos UPS og dens administrasjon er utviklet ikke bare for forskjellige versjoner av Windows. Så for eksempel har den kjente produsenten Powercom en Android-versjon av programvaren som lar deg fjernovervåke strømstatusen og om nødvendig justere driften av den avbruddsfri strømforsyningen.

Programvaren lar deg spore hovedegenskapene til strømnettet, for eksempel inngangs- og utgangsspenning, frekvens. Du kan også finne ut batteriets lading og enhetstemperatur

Uavbruttbare kraftenheter plasseres i umiddelbar nærhet av beskyttede strømforbrukere. De plasseres vanligvis på gulvet eller i hyller. Noen modeller er utstyrt med festemidler som lar deg montere dem på veggene.

Utgangsstrømkvalitet

Avbruddsfri strømforsyning må produsere strøm av riktig kvalitet. Ved drift fra batterier er omformeren ansvarlig for dette, og i tilfelle strøm fra nettverket, bør problematiske øyeblikk jevne filtrene og stabilisatoren. Interferenser som oppstår i en elektrisk krets har ulik art og konsekvenser for elektronikk. Derfor må også dette problemet forstås nøye.

Nettverk interferens og beskyttelse

Alle moderne UPS-er er utstyrt med beskyttelse mot problemer forbundet med betjente enheter. Hvis den totale belastningen overstiger det maksimalt tillatte eller det oppstår en kortslutning, vil den avbruddsfrie strømforsyningen umiddelbart slå av strømmen.

Nettverksinterferens kan deles inn i frekvens og puls. De førstnevnte er ikke så farlige, spesielt ikke for strømforsyninger til datamaskiner eller TV-apparater, som konverterer vekselstrøm til likestrøm. Det siste kan forårsake et problem i enhver elektronikk.

Derfor er de fleste UPS-er utstyrt med bølge- og harmonisk beskyttelse med varistorer og høypassfilter.

Fjerning av forstyrrelser på linjen skjer i to trinn. Først kutter varistorene høyfrekvente pulser, og deretter jevner filteret ut små hopp

Problemet med utseendet til høyspenningspulser er karakteristisk ikke bare for strømkabler, men også for dataoverføringsnettverk - datamaskin eller telefon.De kan oppstå på grunn av eksponering for atmosfærisk elektrisitet, sammenbrudd i ledninger i nærheten, elektrisk forstyrrelse og andre årsaker.

Mange produsenter produserer modeller med evnen til å beskytte det lokale nettverket. For dette har UPS to RJ-45-kontakt - en ved inngangen og en ved utgangen. Signalet går gjennom et filter som demper bølger. Systemet er det samme for telefonlinjer, bare kontaktene er i RJ-11-format.

Lav- og høyspenning

Spenningsjusteringen utføres ved hjelp av en automatisk spenningsregulator (AVR), hvis hovedelement er en autotransformator. Prinsippet for dets drift er basert på en endring i antall svinger på en av viklingene, noe som resulterer i en spenningsendring i retning av å øke eller redusere verdien.

Tilstedeværelsen av AVR i UPS lar deg ikke slå på den autonome modusen hver gang med et lite spenningsavvik fra standardindikatorene. Dette øker batteriets levetid betydelig.

Profesjonelle multimetre som CEM DT 9909 er i stand til å registrere spenningsverdier i lang tid. Bruken av en slik enhet kan hjelpe med å velge en stabilisator eller UPS

I henhold til GOST 29322-2014 er et avvik på 10% av spenningen fra referanseverdien i en periode på ikke mer enn 1 time tillatt. Alle moderne UPS-er med regulatorer takler slike svingninger.

Utgangsklarhet

Hvilken type utsignal som er avhengig av modellen til omformeren som er installert i UPS. Ideelt sett bør vekselstrømspenningskurven være en sinusbølge. Men etter konvertering gjennom omformeren, tar det trinnvis.

Jo større antall trinn i øyeblikkelig spenning kontra tidskurve er, jo bedre er kvaliteten på vekselstrømmen. For noen enheter er dette viktig.

Utstyr som inneholder asynkronmotorer (kjøleskap, klimaanlegg), transformatorstrømforsyninger (lydutstyr av høy kvalitet), APFC strømforsyninger (servere og kraftige datamaskiner) trenger en ren eller godt tilnærmet sinusbølge.

Ikke en eneste omformer, og derfor gir UPS ikke en ren sinusbølge, slik at utstyrsprodusentene ikke skriver i reklamebrosjyrer. Tilnærmingen av utgangssignalet til sinusbølgen blir evaluert gjennom koeffisienten for ikke-lineær forvrengning (THD).

Signalet som kommer fra blokken kan betraktes som sinusformet ved THD <5%. For noen modeller, for eksempel IMV NetPro 2000, er dette tallet bare 2%.

UPS-bruksregler

Når du kjøper en avbruddsfri strømforsyning for organisering av sikkerhetskopiering, må du forstå hvilke enheter den kan brukes med. Noen ganger er det umulig å administrere bare en UPS, og da må det iverksettes ytterligere tiltak for å levere strøm til huset.

Tilkobling av husholdningsapparater

Datamaskiner, modemer, rutere, video- og lydutstyr er typiske hjemme- eller kontorapparater som uavbrutt strømforsyning er koblet til. Hvis denne teknikken inneholder vanlige koblingsforsyninger, vil det være nok å kjøpe relativt billige modeller som ikke produserer en ren sinusbølge.

Moderne modeller er kompakte og har en attraktiv design som passer harmonisk med andre apparater i det indre av stuen

For belysning trenger du heller ikke kjøpe dyre produkter. Det viktigste her er å beregne maksimal effekt og batterilevetid riktig.

Ved hyppige avbrytelser er problemet med uplanlagt avriming av kjøleskap og matskjell. For å beskytte slikt utstyr med induksjonsmotorer vil UPS for en mer kompleks enhet være nødvendig, siden det kreves et "rent" sinusformet signal.

I tillegg er det nødvendig å ta hensyn til tilstedeværelsen av startstrømmer som oppstår når motoren startes. Forenklet for kjøleutstyr kan verdien deres bestemmes ved å multiplisere kraftverdien med 5.

Hvis for eksempel kjøkkenet har et kjøleskap med en total effekt på 300 watt (ved oppstart - 1.500 watt) og en fryser for 200 watt (ved oppstart - 1.000 watt), trenger du en strømforsyning med en ren sinusbølge og en maksimal effekt på minst 1700 watt. Denne verdien oppnås i tilfelle når fryseren vil fungere, og på dette tidspunktet vil kjøleskapet slå på. Samtidig start av begge motorene er usannsynlig, og til og med en slik UPS tåler et sekunders bølge på 2,7 kW.

En online typeblokk med en maksimal effekt på 2000 watt kan fungere i omtrent en halv time med et totalforbruk på 500 watt. Siden kjølemodus tar omtrent 5 minutter, garanteres den avbruddsfri strømforsyningen å vare i 6 starter på begge enhetene.

I private hjem og hytter er bruken av en UPS for å støtte oppvarmingsanlegg med tvangssirkulasjon også relevant. Pumper trenger også en ren sinus

Avbruddsfrie strømforsyninger brukes også aktivt til drift av gassvarmekjeler. Gitt kostnadene for det tilkoblede utstyret, bør du ikke spare på UPS-kvaliteten i dette tilfellet.

Reserve- og tilleggsstrømforsyning

For mange husholdningsapparater er det umulig å velge en billig UPS, siden det vil være behov for betydelig maksimal strøm for en lang periode av batterilevetid. Vaskemaskiner, elektriske ovner, distribuerte klimaanlegg bruker mye strøm.

Du kan selvfølgelig klare deg uten disse enhetene under strømbrudd. Dette er tilrådelig hvis slike avbrudd forekommer sjelden og for kort tid. Men hvis det likevel blir tatt en beslutning om å gi kraftige forbrukere autonom kraft, er det bedre å bruke en bensin- eller dieselgenerator. For en hurtig start i fravær av spenning, brukes et automatisk reservinngangssystem (ATS).

Hvis du har en ekstra strømkilde, bør UPSen fortsatt brukes, i det minste for datamaskiner. Det er umulig å starte generatoren umiddelbart og gjenopprette strømforsyningen.

Underspenningsstabilisering

Problemet med undervoltage er relevant for objekter koblet til gamle eller lavt strømnettverk. Hvis denne situasjonen oppstår konstant, er det bedre å bruke innspillet stabilisator.

I nærvær av en stabilisator vil spenningen i det interne husnettet reduseres til standardindikatorer. Dette vil også påvirke apparater som ikke er koblet til UPS.

Med redusert spenning øker styrken til strømmen som går gjennom husnettet. La for eksempel den totale effekten til forbrukerne som er koblet til UPS, være 1,5 kW og forsyningsspenningen lik 190 V.

Så av Ohms lov:

• jeg₁ = 1500/190 = 7,9 A - strøm i kretsen til UPS uten stabilisator;
• jeg₂ = 1500/220 = 6,8 A - strøm i kretsen til UPS med en stabilisator.

Dermed vil et internt nettverk uten stabilisator oppleve en økt belastning, noe som ikke kunne tas med i betraktningen når du velger ledningsdel.

Derfor, med en konstant lavspenning, er det bedre å installere en stabilisator. I dette tilfellet vil belastningen på autotransformatoren til UPS være mindre, noe som vil forlenge levetiden. I tillegg, med hensyn til utjevningen av spenningen, er det mulig å kjøpe billigere avbruddsfri strømforsyning.

Avbruddsfri strømforsyning til likestrøm forbrukere

For noen enheter må du levere uavbrutt likestrøm 12, 24 eller 48 V. UPS av denne typen er også til salgs. I deres markering er det en forkortelse “DC”. Blokker med en spenningsforsyning på 60, ​​110 eller 220 V finnes også, men de brukes i industri eller energi.

Forskjellen mellom uavbrutt likestrøm i den interne enheten fra de klassiske modellene er mangelen på en omformer. Batterier kobles direkte til utgangen gjennom en kontaktor med en strømbegrensende måle shunt for å forhindre en uakseptabelt dyp utladning av batteriene.

Noen ganger kan det installeres en stabiliserende omformer ved utgangen hvis enhetene som drives av UPS, er følsomme for små spenningssvingninger.

Sammen med spenningsomformere er en 48 W DC UPS i stand til å levere et videoovervåkingssystem med en omkrets på opptil 1 km

Slike overflødige strømforsyninger brukes til å beskytte følgende husholdningsutstyr som opererer mot jevn strøm:

• videoovervåkingssystemer og sikkerhet;
• alle slags sensorer (lekkasjer, røyk, brann, bevegelse, etc.);
• belysningssystemer;
• telekommunikasjonsapparater;
• kommunikasjonssystemer;
• kontrollsystemets komponenter “Smart hjem”.

Mange DC UPS-er har muligheten til å koble til eksterne batterier. I dette tilfellet kan den autonome funksjonen til enhetene de bruker være veldig lang.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Kort om de viktigste egenskapene til UPS for husholdninger:

UPS-typene og deres egenskaper er en konsekvens av forskjellige forhold for deres bruk: strøm og type tilkoblede enheter, parametere og typiske problemer med en bestemt strømforsyning. En uavbrutt strømforsyning er vanligvis ikke det dyreste elementet i et system, men stabiliteten i driften avhenger av den. Derfor er det nødvendig å bestemme driftsforholdene og nøye tilnærme valget av modell.

Har du fortsatt spørsmål om emnet for artikkelen? Eller kan du supplere dette materialet med interessant UPS-informasjon? Skriv kommentarer, still spørsmål, del erfaringer i blokken nedenfor.