Как правильно выбрать источник бесперебойного питания

  Это полезно знать - для более глубокого понимания материала, излагаемого далее в статье, рассмотрим вкратце основные технические решения и некоторые моменты, касающиеся вопросов выбора ИБП и его эксплуатации.

 

  Мощность ИБП традиционно указывается в вольт-амперах, а мощность нагрузки — в ваттах (Вт), что не одно и то же. Дело в том, что нагрузка в подавляющем большинстве случаев нелинейна, т. е. потребляемый нагрузкой от ИБП ток и напряжение не совпадают по фазе, что приводит к потерям энергии и снижению эффективности ее доставки. Степень возникающих при этом искажений и равномерность потребления мощности устройством принято характеризовать коэффициентом мощности. Типичная нагрузка для ИБП — импульсные источники вторичного электропитания (блоки питания компьютеров и прочего оборудования), коэффициент мощности которых составляет 0,65—0,7. Поэтому при выборе ИБП следует его мощность в вольт-амперах умножить на эту величину. Например, для защиты современного компьютера с блоком питания мощностью 230 Вт нужно использовать ИБП мощностью не меньше 350 ВА.

  Для подключения оборудования ИБП оснащены стандартными разъемами, но из-за их разнообразия при выборе ИБП не мешает лишний раз проверить совместимость разъемов шнуров электропитания вашего оборудования и выходных разъемов ИБП, в противном случае придется искать подходящие шнуры или переходники. В мощных ИБП подключение осуществляется с помощью специальных клеммных колодок.

Такие устройства, как лазерные принтеры или копировальные аппараты подключать к выходу ИБП не рекомендуется, поскольку при работе они в отдельные моменты потребляют большую пиковую мощность, что может привести к перегрузке инвертора и отключению нагрузки. Поэтому многие производители устанавливают на выходе ИБП дополнительные розетки, обеспечивающие защиту только от перенапряжения и помех. В основном это относится к маломощным устройствам.

  Следует упомянуть о такой дополнительной возможности, как сегментирование нагрузки, что позволяет управлять электропитанием отдельных ее сегментов по заранее заданному расписанию. Это особенно важно при питании от батарей: отключая определенную группу выходных розеток, мы снижаем нагрузку на ИБП, и тем самым увеличиваем время резервирования более ответственного оборудования, питающегося от другой группы розеток.

  Очень полезная дополнительная особенность − «холодный старт», т. е. возможность включения подсоединенного к ИБП оборудование в отсутствие напряжения во внешней электросети. Это бывает необходимо, например, когда нужно срочно принять или отправить письмо по электронной почте.

Каждый ИБП оснащается функциями тестирования — проверки исправности своих внутренних узлов. При этом осуществляется контроль внештатных ситуаций (возникновение перегрузки или короткого замыкания), анализируется состояние батарей, степень их разряда, а также правильность подключения ИБП. При подаче питания на ИБП автоматически запускается процедура тестирования, которая затем повторяется через определенные промежутки времени. Этот процесс можно запустить и вручную, нажав соответствующую кнопку (если таковая у ИБП имеется).

  В устройствах всех производителей установлены батареи со сроком службы 3—5 лет по стандарту Euro Bat. Для ИБП с двойным преобразованием напряжения можно установить батареи с большим сроком службы — 5—8 или 10 лет. Тем не менее, учитывая качество российских электросетей, нужно быть готовым к тому, что менять их придется несколько чаще. На сокращение срока службы батарей влияет также и несоблюдение климатического режима в помещении, где они находятся.

  Во многих ИБП предусмотрена возможность горячей замены батарей (без выключения ИБП и прерывания питания нагрузки). Под этим понимается, что пользователь сам может купить батареи и заменить старые. Если вы не исключаете этого, то следует обратить внимание на наличие у ИБП байпаса — возможности питания нагрузки отфильтрованным напряжением в обход основной схемы ИБП. Переход в этот режим происходит автоматически при возникновении неисправностей в узлах ИБП или вручную для проведения обслуживания, например той же замены батарей. Эта функция имеется у всех ИБП с двойным преобразованием напряжения, а также у некоторых линейно-интерактивных устройств.

  Важно учитывать при выборе ИБП простота их эксплуатации и технического обслуживания. Для конечного пользователя большое значение имеют средства индикации состояния ИБП и подключенной нагрузки. Самые простые средства отображения нужной информации — светодиоды, более информативны − жидкокристаллические дисплеи. Наличие у ИБП интерфейсных разъемов позволяет осуществлять удаленный мониторинг процесса электропитания оборудования, что также значительно упрощает их техническое обслуживание. Практически все устройства обзора стандартно оборудованы последовательным интерфейсом RS-232. Для того чтобы облегчить интеграцию ИБП в какое-либо инженерное окружение, будь то сеть или система интеллектуального здания, они должны быть совместимы с соответствующими протоколами. Физически это реализуется с помощью специальных плат расширения, которые выпускают все производители ИБП. Единственное, что надо учитывать — это наличие у ИБП дополнительных коммуникационных гнезд для установки этих плат. Стоит также сказать несколько слов о программном обеспечении (ПО), поскольку наличие у ИБП интерфейсных разъемов само по себе ничего не дает. Кроме предоставления пользователю информации о состоянии ИБП и подключенной к нему нагрузки в удобном для восприятия виде, специально разрабатываемое ПО позволяет управлять настройками системы, таким образом контролируя процесс электропитания защищаемого оборудования. Важно отметить, что ПО позволяет не только отслеживать аварийные ситуации, но и планировать техническое обслуживание ИБП.

 

  Офф-лайновые (резервные ИБП)

  Слово «резервные» говорит само за себя, — эти ИБП служат для резервирования источника основного электроснабжения (электросети) на случай аварии (отключения или понижения/повышения напряжения выше установленной величины). Если это происходит, срабатывает переключатель, и нагрузка переходит на резервное питание от инвертора, питающегося от батарей. В штатном режиме питание нагрузки осуществляется напрямую от электросети, как правило, через помехоподавляющий фильтр. Хотя в тексте стандарта упоминается только переключатель на резервное питание, тем не менее, нормативные документы допускают наличие узлов, осуществляющих фильтрацию и регулирование выходного напряжения ИБП (например, феррорезонансные трансформаторы или автотрансформаторы с переключающимися обмотками).

Преимущества резервных ИБП: простое техническое решение, а, следовательно, низкая цена и малые размеры. К недостаткам относятся: большое время переключения на питание от батарей (в среднем у современных моделей оно составляет около 4 мс, однако в зависимости от характера нагрузки процесс перехода на резервное питание может затянуться до 10 мс), отсутствие изоляции нагрузки от электросети и невозможность стабилизации частоты выходного напряжения. Кроме того, при работе ИБП в сетях с частыми и значительными отклонениями напряжения от номинального значения батареи эксплуатируются в очень неблагоприятном режиме, вследствие чего срок их службы сокращается.

В целом ИБП этого класса можно характеризовать как компромисс между приемлемым уровнем защиты от неполадок в электросети и ценой. Мощность выпускаемых устройств колеблется от 220 до 2000 В.А.

 

Линейно-интерактивные ИБП

  По принципу работы линейно-интерактивные ИБП схожи с резервными ИБП, — они также служат для резервирования основного источника электроснабжения, "туша" небольшие всплески напряжения и сглаживая помехи. Вместе с тем они обладают рядом существенных различий. Так, описанная в стандарте топология подразумевает, что инвертор ИБП включен параллельно электросети и работает в двустороннем режиме: осуществляет мониторинг линии электропитания и в определенных пределах обеспечивает регулирование и стабилизацию выходного напряжения ИБП, а также производит заряд батарей. Кроме этого многие производители устанавливают в ИБП этого класса дополнительные узлы (феррорезонансные трансформаторы или автотрансформаторы), позволяющие расширить диапазон входного напряжения, при котором напряжение на выходе поддерживается на приемлемом уровне без перехода на питание от батарей. В данном обзоре мы пошли на некоторые допущения, включив в класс линейно-интерактивных устройств и те, которые построены по топологии резервных ИБП, но имеют в своем составе узлы, регулирующие выходное напряжение. В нашем случае под линейно-интерактивным ИБП мы будем подразумевать устройство, реагирующее на изменения во входной сети и регулирующее в соответствии с ним свое выходное напряжение.

  Основное преимущество устройств этого класса − более надежная по сравнению с резервными ИБП защита электропитания подключенной нагрузки. Как показывает статистика, пропадание напряжения в сети — явление достаточно редкое. Однако не менее серьезным по своим последствиям, но гораздо более частым событием бывает понижение или повышение напряжения сети (около 50% всех неполадок в сети электропитания).

  К недостаткам линейно-интерактивных ИБП относится отсутствие изоляции нагрузки от электросети, сложность стабилизации частоты выходного напряжения (для большинства устройств в силу особенностей технического решения реализовать это вообще невозможно), стабилизация выходного напряжения относительно номинального значения довольно посредственна: типовое значение данного параметра для устройств этого класса составляет не менее 5—7%. Кроме того, линейно-интерактивные ИБП неэффективны при работе на нагрузку с высокой степенью нелинейности.

Отдельно стоит сказать о технологии, известной как «дельта-преобразование напряжения». Если строго следовать букве стандарта, устройства, в которых эта технология реализована, следует отнести к классу линейно-интерактивных ИБП, поскольку инверторы (их в этих ИБП два) подключены параллельно источнику основного электроснабжения. Вместе с тем, технология дельта-преобразования напряжения позволяет обеспечить высокий КПД и более надежную защиту подключенного оборудования от неполадок в электросети. Благодаря усовершенствованной обратной связи напряжение на нагрузке регулируется плавно, а не ступенчато, как в обычных линейно-интерактивных ИБП, становится также возможной стабилизация частоты выходного напряжения.

  В целом линейно-интерактивные ИБП обеспечивают приемлемый уровень защиты электропитания и служат дешевой альтернативой более сложным системам, предназначенным для работы с чувствительной к неполадкам в электросети нагрузкой. Как правило, мощность выпускаемых устройств составляет от 250 до 10000 В.А.

  ИБП с двойным преобразованием напряжения. Принцип работы ИБП данного класса, как вытекает из его названия, заключается в следующем: входное переменное напряжение преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем инвертором — обратно в переменное. Даже при больших отклонениях входного напряжения ИБП продолжает питать нагрузку чистым синусоидальным стабилизированным напряжением (как правило, отклонения амплитуды выходного напряжения не превышают 5% устанавливаемого пользователем номинального значения даже при работе на нелинейную нагрузку). Основная отличительная черта ИБП этого класса: инвертор включен последовательно с источником основного электроснабжения и находится всегда во включенном состоянии. При пропадании входного напряжения он переходит на питание от батарей. Благодаря используемой схеме такое понятие как время переключения на резервное питание от батарей для ИБП данного класса просто отсутствует.

Основное преимущество ИБП с двойным преобразованием напряжения — это надежная защита нагрузки практически от любых неполадок в сети электропитания. Кроме того, напряжение на выходе ИБП стабилизируется с высокой степенью точности независимо от состояния электросети или нагрузки.

  Недостатки ИБП с двойным преобразованием напряжения − скорее продолжение их достоинств: относительно низкий КПД (около 88%, а у современных устройств — 92—93%), более высокая по сравнению с ИБП других классов сложность электрических схем, и как следствие, высокая цена.

ИБП данного класса обеспечивают самую надежную защиту подключенного оборудования от неполадок в электросети, что компенсирует затраты на его приобретение и установку. Диапазон мощностей выпускаемых устройств очень широк — от 600 В.А до нескольких сотен киловольт-ампер.

  При всем богатстве выбора — как найти альтернативу?

 

Классификация

  Для того чтобы обосновать приведенную в обзоре ИБП классификацию, обратимся к нормативным документам: стандарту IEC 62040-3 и его европейскому эквиваленту ENV 50091-3. В них определены основные типы ИБП — резервные (passive standby), линейно-интерактивные (line-interactive) и ИБП с двойным преобразованием энергии, а также методы измерения их технических характеристик. Данная классификация отражает то, как внутренние узлы ИБП включены по отношению к источнику электроснабжения.

 

Офф-лайновые (резервные ИБП)

  ИБП данного класса − наиболее простые и дешевые устройства. Они предназначены в первую очередь для защиты такого оборудования, как персональные компьютеры, рабочие станции, офисные АТС, кассовые аппараты, домашняя видео/аудиотехника. Основные параметры, на которые следует обращать внимание при покупке таких устройств, — мощность, диапазон входного напряжения без перехода на питание от батарей, время резервирования и время переключения на работу от батарей.

  Со временем резервирования ясно: чем оно больше, тем лучше. Многие производители указывают время резервирования не для 100% нагрузки, а для какого-то стандартного, с их точки зрения, набора оборудования, например компьютера с процессором типа Pentium и 15-дюйм монитором. В этом есть своя доля истины, поскольку ИБП рекомендуется выбирать с некоторым запасом мощности по отношению к подключаемому к нему оборудованию (20—30%-ный запас в большинстве случаев достаточен). При этом ИБП работает не на полную мощность, и время резервирования увеличивается.

  Следующий параметр — диапазон входного напряжения без перехода на батареи. Чем он шире, тем реже ИБП будет переходить на питание от батарей в случае понижения или повышения напряжения сети. Некоторые производители предусматривают даже возможность расширения диапазона входного напряжения. Это может благоприятно сказаться на сроке службы батарей, но нужно помнить, что у резервных ИБП входное напряжение является и выходным, поскольку питание от электросети подается в нагрузку только через фильтр. В то же время следует отметить, что для большинства устройств существует определенный диапазон входного напряжения, при котором гарантируется их нормальная работа (этот параметр приводится в паспорте устройства), а если напряжение выходит за его рамки, то возможен выход оборудования из строя. При этом известны случаи, когда пользователям, подключающим приборы к некачественной электросети, отказывают в гарантийном ремонте. Подумайте, прежде чем соберетесь расширять диапазон входного напряжения.

  Что касается времени переключения на питание от батарей, отметим, что большинство блоков питания современного оборудования вполне безболезненно переносят перерыв в электропитании до 100 мс. У всех ИБП значение интересующего нас параметра примерно одинаковое (2−4 мс). Правда, для устройств этого класса в зависимости от характера нагрузки оно может достигать 10 мс, поэтому для защиты питания старого или особенно важного (например, медицинского) оборудования резервные ИБП лучше не использовать.

  Еще на что следует обратить внимание, это количество и тип выходных розеток. Если к ИБП подключаются компьютер и монитор, то двух розеток вполне достаточно, если же вы планируете защищать еще какое-нибудь дополнительное оборудование, лучше приобрести ИБП с тремя или четырьмя выходными розетками. У некоторых моделей ИБП —есть розетки, которые можно использовать для защиты только от помех и выбросов в электросети. Их можно применять для подключения лазерного принтера или сканера. При работе по коммутируемому доступу не лишним будет наличие у ИБП розеток для защиты модема от выбросов в телефонной линии.

  Наличие у ИБП интерфейсного разъема в данной категории желательно, но не обязательно. Тем не менее, при использовании соответствующего ПО мягкое свертывание операционной системы с сохранением всех результатов работы в случае пропадания сетевого напряжения и истечении времени резервирования будет совсем не лишним. Что касается самого ПО, то политика его предоставления компаниями-производителями все время меняется: иногда оно поставляется бесплатно вместе с ИБП, а иногда − как отдельный коммерческий продукт.

  Несколько слов нужно сказать о возможностях ИБП по индикации режимов работы и сигнализации при возникновении каких-либо нештатных ситуаций. Обычно устройства данного класса оснащают простой светодиодной индикацией (ИБП в нормальном режиме, работа от батарей, состояние батарей и т. п.). При пропадании сетевого напряжения почти все ИБП издают звуковой сигнал, однократно или прерывисто. Аналогично, ИБП может сообщить, что время резервирования заканчивается или батареи пора заменить. Описанными возможностями в той или иной мере обладают все рассматриваемые устройства.

 

Линейно-интерактивные ИБП

  Для рассмотрения ИБП данного класса разбиваем их на две большие группы по конструктивному исполнению: модели для монтажа в 19-дюйм стойку (Rack Mount — RM), и в так называемом башенном исполнении (условно Tower). Модельный ряд в RM-исполнении по техническим характеристикам в большинстве случаев представляет собой аналоги моделей в башенном варианте.

  Внутри каждой группы ИБП делятся на две подгруппы по форме волны напряжения при питании от батарей: аппроксимированная (или ступенчатая) синусоида и чистая синусоида.

 

Линейно-интерактивные ИБП, башенное исполнение, аппроксимированная синусоида

  Модели этой группы в зависимости от мощности применяются для защиты домашних компьютеров, отдельных рабочих станций в офисе или серверов, для которых не важно качество подаваемого питания.

  Несмотря на ряд технических отличий, ИБП данной группы во многом схожи с ранее рассмотренными резервными устройствами, поэтому и набор наиболее важных параметров, на которые в первую очередь стоит при покупке обращать внимание, остался почти без изменений. Это диапазон входного напряжения без перехода на работу от батарей, диапазон выходного напряжения, время резервирования и время переключения на работу от батарей.

  В тех случаях, когда имеют место значительные и частые колебания напряжения в электросети, широкий диапазон входного напряжения приобретает первостепенное значение. У ИБП этой категории его расширение становится возможным благодаря наличию в схеме ИБП специальных узлов (бустеров и триммеров), позволяющих регулировать выходное напряжение. Бустер (booster) при понижении напряжения на входе ИБП отвечает за повышение напряжения на его выходе. Триммер (trimmer) выполняет противоположную функцию, — при повышенном напряжении в сети − понижает выходное напряжение ИБП. Однако, так же как и для резервных ИБП, при расширении входного диапазона увеличиваются пределы стабилизации напряжения на выходе устройства, поскольку возможности по регулированию довольно ограниченны. Слишком большие колебания выходного напряжения могут отрицательно сказаться на подключенной нагрузке. Поэтому настройку “входного окна” следует выполнять осторожно.

Регулирование выходного напряжения у ИБП этого класса ступенчатое, т. е. при превышении некоторого установленного порога оно изменяется на соответствующую величину. Например, при изменении напряжения на входе в пределах от -30 до +20% номинального значения 220 В, напряжение на выходе ИБП стабилизируется в пределах от -9 до +5%. Это — самое лучшее значение для ИБП данной категории.

  Что еще нужно отметить: бустеры и триммеры нередко бывают многоступенчатыми, т. е. имеется несколько диапазонов стабилизации выходного напряжения в зависимости от состояния электросети.

  По времени резервирования картина достаточно схожа с той, что получилась при рассмотрении резервных ИБП.

Количество выходных розеток колеблется от двух до шести.

  У линейно-интерактивных ИБП данной категории появляется возможность наряду с телефонными линиями защищать от помех и выбросов напряжения линии ЛВС. Некоторые модели оснащены универсальными разъемами типа RJ, что позволяет подключать как разъем RJ-11, так и RJ-45, у некоторых ИБП устанавливается один из этих разъемов.

  Важную роль для данной группы ИБП начинает играть наличие интерфейсного разъема и ПО, позволяющего проводить мониторинг состояния электросети. Практически у всех моделей имеется интерфейс RS-232. Входят ли в комплект поставки ПО и необходимые кабели, пользователю придется выяснять в момент покупки.

  Почти все устройства мощностью выше 750 В.А совместимы с протоколом SNMP (Simple Network Management Protocol) и комплектуются ПО для работы по сети. Кроме того, в связи с увеличением нагрузки широкий диапазон входного напряжения и возможность "горячей" замены батарей приобретают большее значение.

  Важность таких дополнительных особенностей, как автоматическое/ручное тестирование и "холодный" старт также несколько возрастает, поскольку устройства этого класса находятся почти в той же ценовой категории, что и резервные ИБП. Возможность за те же деньги иметь большую функциональность весьма привлекательна.

  Практически у всех ИБП уровень шума в рабочем режиме составляет от 40 до 48 дБ. Индикация и звуковые предупреждения в той или иной мере есть во все моделях, представленных в обзоре. Сигнализация о переходе на работу от батарей или об ошибке предусмотрена в обязательном порядке у всех ИБП.

 

Линейно-интерактивные ИБП, башенное исполнение, чистая синусоида

  Данные модели мощностью 300—7000 В.А предназначены для подключения оборудования, более чувствительного к качеству питания, например серверов, устройств средней мощности или группы рабочих станций. Более высокое качество синусоидального напряжения достигается при использовании более качественного инвертора. Для таких ИБП важны: диапазон входного напряжения без перехода на работу от батарей, диапазон выходного напряжения, способность ИБП выдерживать перегрузки, возможность подключения внешних батарей. Расширены коммуникационные возможности благодаря установке дополнительных гнезд для функциональных плат.

  Вообще, перегрузка на выходе ИБП может возникать каждый раз при включении нагрузки. Дело в том, что в большинстве случаев блоки питания современной аппаратуры имеют на выходе своего выпрямителя емкостной фильтр, потребляющий при включении значительный пиковый ток для заряда своих конденсаторов. При включении всей нагрузки одновременно, в первый момент потребляется большая мощность, чем в нормальном режиме. Если инвертор не рассчитан на такую пиковую нагрузку, ИБП может перейти в режим байпаса, и ваше оборудование в лучшем случае останется без надежной защиты. Если же ИБП не оснащен автоматическим байпасом, то нагрузка и вовсе может остаться без питания. Это важно учитывать при выборе ИБП по мощности или перегрузочной способности инвертора. Как уже говорилось, лучше использовать устройство с 30%-ным запасом относительно мощности.

  Наличие ручного или автоматического байпаса — это еще одна новая черта рассматриваемых ИБП. Первый в основном используется в для проведения технического обслуживания ИБП, переключение на второй осуществляется при возникновении неисправностей в самом ИБП. Главное их назначение — дать нагрузке возможность получать электропитание даже в случае выхода ИБП из строя.

  Нужно отметить, что подключение многих ИБП производится не с помощью стандартных розеток, а посредством клеммных колодок. Это характерно для более мощных устройств.

  В ИБП данного класса предусмотрена возможность подключения дополнительных батарейных модулей, что позволяет увеличить время резервирования до нескольких часов.

  Чем важнее подключаемое к ИБП оборудование, тем больше мер для обеспечения его исправного функционирования может понадобиться. У всех ИБП данной группы имеется коммуникационный порт RS-232 для связи с ПК. В моделях некоторых производителей существуют гнезда расширения для установки функциональных плат (например, для контроля параметров окружающей среды помещения), причем в ряде моделей они установлены по умолчанию. Ряд ИБП оснащен входом дистанционного отключения EPO (Emergency Power Off) на случай возникновения аварии.

Акустический шум у ИБП данной группы может достигать 60 дБ, поэтому в помещении, где постоянно находятся люди, их лучше не устанавливать. Практически все устройства этого класса оснащены расширенной настраиваемой индикацией, что поможет не беспокоить лишний раз персонал при незначительном сбое или наоборот выдать исчерпывающую информацию о состоянии сети. Очень широкими возможностями по настройке звуковой и световой индикации обладают модели фирмы APC.

 

Линейно-интерактивные ИБП для монтажа в стойку

  Все линейно-интерактивные ИБП, предназначенные для монтажа в стойку, по большинству параметров, как правило, соответствуют своим аналогам, выполненным в башенном варианте. Обычно распознать их можно по аббревиатуре RM (rack mount) или просто Rack. Из-за того, что ИБП этого класса занимают меньшее пространство, стоят они немного дороже. RM ИБП также можно разделить на две группы: с аппроксимированной или чистой синусоидой. Моделей со ступенчатой аппроксимацией в RM исполнении гораздо меньше.

  Для RM-моделей очень важны некоторые параметры, в частности, размер, а точнее, высота ИБП, указываемая в условных единицах — U. Производители всеми способами пытаются сделать свои ИБП как можно “тоньше”.

  В основном ИБП мощностью до 1 кВ.А занимают в стойке 2U, хотя есть модели высотой 3U.

  Если с ИБП в башенном исполнении можно довольно легко произвести какие-то манипуляции, то для RM очень важным становится фактор удобства эксплуатации, например простота замены батарей. Ко многим ИБП доступ осуществляется с лицевой панели. Также стоит обратить внимание на наличие встроенного кабеля питания, благодаря ему можно избежать неожиданных отключений ИБП от электросети при проведении работ с оборудованием в стойке.

 

ИБП с двойным преобразованием напряжения

  ИБП с двойным преобразованием напряжения обеспечивают самую надежную защиту нагрузки, но из-за высоких цен этот класс ИБП малодоступен индивидуальному пользователю.

  Для ИБП данного класса первостепенное значение имеют следующие параметры: диапазон входного напряжения без перехода на работу от батарей, коэффициент полезного действия (КПД), коэффициент мощности (КМ), перегрузочная способность и стабильность выходного напряжения.

Еще раз о коэффициенте мощности: он характеризует, насколько устройство равномерно потребляет мощность из сети или степень сдвига фаз между сетевым напряжением и потребляемым током. Чем она больше, тем сильнее нелинейные искажения на входе ИБП и меньше КМ, таким образом ИБП может не только защищать от неполадок в сети, но и быть источником гармонических искажений, что может отрицательно сказаться на прочем оборудовании, подключенном к этой же электросети. Приемлемые показатели получаются при значении КМ не меньше 0,95. Добавим, что это достигается в основном путем активной коррекции КМ, что в свою очередь позволяет при построении системы гарантированного электропитания выбирать дизель-генератор с меньшим запасом по мощности, чем обычно. Как правило, для нормальной работы вполне достаточен запас 15—25%.

 

ИБП с двойным преобразованием напряжения в башенном исполнении

  Для удобства можно условно разбить все ИБП этого класса на две группы: мощностью до 3 кВ.А и выше. Первые в большинстве случаев могут быть установлены пользователем самостоятельно, вторые требуют вмешательства специалистов.

Характерная черта ИБП первой группы − сравнительно низкий КПД, — почти у всех моделей он не превышает 88%.

Такой параметр, как перегрузочная способность для данной категории мощностей не имеет столь большого значения, как для более мощных устройств.

  Мы не случайно говорим о КПД, данный параметр отражает эффективность работы устройства. Энергия, которая не поступает в нагрузку, рассеивается в виде тепла. Чем больше тепла рассеивается устройством, тем хуже температурный режим работы полупроводниковых компонентов и батарей. Для увеличения КПД системы в целом и более эффективного потребления энергии были разработаны технологии, позволяющие ИБП работать в экономичном режиме. Такой режим применяется для питания менее чувствительных устройств-потребителей и в регионах с хорошим качеством электросетей. В этом режиме функционирование ИБП схоже с принципом, реализованным в линейно-интерактивных устройствах. К сожалению, для российских электросетей такой режим, как правило, малоприменим.

  Специфика ИБП данного класса такова, что время резервирования при выборе устройства не играет особой роли. Если вы задумались о приобретении ИБП с двойным преобразованием энергии, значит вам придется обеспечить защиту ответственного оборудования, а это, скорее всего, приведет к установке дополнительных батарейных модулей для увеличения времени бесперебойной работы. Поэтому в таких ИБП предусмотрена возможность подключения внешних батарей. Напомним, что нелишне поинтересоваться у вашего поставщика ИБП временем заряда батарей или мощностью зарядного устройства. Полезна будет и возможность "горячей" замены батарей.

  Для ИБП мощностью выше 3 кВ.А в целом характерен более высокий КПД. У моделей, появившихся год−два назад КПД достигает 91−93 %.

Можно отметить и еще одну особенность — параллельная работа устройств для ИБП мощностью менее 10 кВА не всегда востребована. Однако при построении высоконадежной отказоустойчивой системы эта возможность − очень важна. Благодаря технологии избыточной параллельной архитектуры (RPA —Redundancy Parallel Architecture) ИБП позволяет строить системы, не имеющие единой точки отказа, реализуя, таким образом, избыточность N+1.

  Подводя итог разговору об ИБП с двойным преобразованием напряжения (в башенном исполнении), нужно подчеркнуть следующее: эти устройства предназначены для защиты особенно важного дорогого оборудования, а поэтому подразумевается наличие у пользователя определенной системы контроля и мониторинга. Отсюда следует, что ИБП данного класса должны иметь возможность легко интегрироваться в любое инженерное окружение. Для этого производители предлагают очень широкий спектр различных аксессуаров, начиная от плат расширения и заканчивая различными гармоническими фильтрами и трансформаторами гальванической развязки. Наш совет: выбирая ИБП, подходите к этому вопросу комплексно, поскольку защита не заканчивается на покупке ИБП.

  Отдельно стоит упомянуть в этой группе модульные резервируемые системы. Это своего рода массивы электропитания, состоящие из отдельных модулей: силовых, батарейных и управляющих. Набирая определенное их число можно построить систему, отвечающую вашим нынешним запросам, а затем при необходимости, нарастить ее простым добавлением дополнительных модулей. Благодаря модульной конструкции легко обеспечивается аппаратная избыточность отдельных узлов ИБП, а, следовательно, и высокий уровень надежности всей системы электропитания. Здесь следует обращать внимание на то, каким образом это реализуется (это относится к управляющему модулю), т. е. обладает ли резервный модуль той же функциональностью, что и основной.

  При рассмотрении характеристик этих ИБП следует обращать внимание на те же характеристики, что и для обычных ИБП с двойным преобразованием. Далее можно говорить о том, как систему можно расширить.

 

ИБП с двойным преобразованием напряжения для установки в стойку

  ИБП данной категории по техническим характеристикам, как правило, соответствуют своим аналогам в башенном исполнении.

Очень важный параметр таких ИБП — рассеиваемая устройством тепловая мощность. Поскольку планируется устанавливать их в стойку, выделяемое ими тепло должно учитываться при размещении прочего оборудования, от этого зависит надежность его функционирования. Этот параметр напрямую связан с КПД: чем больше КПД, тем меньше энергии превращается в тепло.

 

Статья написана по материалам публикации журнала «IT-рынки. Бестселлеры: компьютеры и периферия», СК Пресс, Осень 2001.

Публикуется с разрешения экспертно-аналитического центра издательства СК Пресс