Непрекидно напајање: сврха и специфичности рада кућног УПС-а

Да би се одржала функционалност уређаја током кварова на мрежи, користи се беспрекидно напајање.У зависности од врсте потрошача који се опслужују и параметара снаге, потребно је да изаберете различите моделе. Ови уређаји су тражени, тако да није тешко купити копију са потребним карактеристикама.

Али пре куповине, морате сами да разумете његове карактеристике, а не да верујете ово питање менаџерима заинтересованим за продају.

У овом материјалу ћемо погледати дизајн и радне карактеристике УПС-а, а такође ћемо говорити о правилима за његову употребу.

АЦ УПС кола

За кућне потребе користе се уређаји за беспрекидно напајање, прикључени на једнофазну мрежу од 220 В, који могу да напајају потрошаче који захтевају исти напон неко време у недостатку електричне енергије.

Постоје и УПС-ови који су повезани на улаз у трофазну мрежу, а на излазу су или 380 В или 220 В. Међутим, они су скупи, користе се када је потребно добити аутономну снагу од 10 кВА А, што није потребно за домаће потребе.

УПС-ови за кућну наизменичну струју су подељени у следеће типове према шеми рада:

• резервна копија (оффлине);
• интерактивно (линеарно-интерактивно);
• двострука конверзија (онлине).

Разликују се по квалитету излазног напона и цени.Најјефтиније су оне у приправности, а најскупље оне са двоструком конверзијом.

Најједноставнији дизајн резервног напајања укључује прекидачки релеј и пасивно филтрирање за сузбијање сметњи.

За претварање наизменичне струје у једносмерну струју, у пуњачу се користи исправљач. А обрнута трансформација се дешава помоћу претварача.

У системима непрекидног напајања обично се уграђују обични електромеханички релеји за пребацивање кола са мреже на батерију. Ако је овај део квалитетан, онда је његов ресурс довољан за цео рад УПС-а. Али најчешће, када се блок поквари, проблем лежи управо у овом структурном елементу.

Интерактивно коло се разликује од резервног кола у присуству стабилизатора напона. Дизајниран је као типичан аутотрансформатор са директно повезаним намотајима

Стабилизација напона је такође присутна у многим уређајима за домаћинство, па ако су одступања безначајна, онда нема смисла куповати скупљи линеарно-интерактивни модел.

Присуство трансформатора често приморава произвођача да користи присилно хлађење, због чега су такви УПС-ови опремљени хладњацима. Они емитују буку упоредиву по интензитету са радом јединице рачунарског система.

У онлајн шеми, претварач се непрекидно напаја из батерија. Стога, ако дође до нестанка струје, време пребацивања на резервно напајање је нула

Најсложенији и најскупљи уређаји са двоструком конверзијом такође имају најмању ефикасност. Електрична енергија се губи у топлоту, коју уређај емитује. Стога, њихова употреба мора бити оправдана.

Најзначајнија предност овог типа непрекидног напајања је тренутни одговор на нестанак струје. Али за већину кућних апарата то није толико важно. Исти рачунари су обично опремљени резервним или интерактивним УПС-ом.

Најважнији параметри

Сада на тржишту постоји много понуда за продају кућних извора непрекидног напајања. Да бисте правилно одредили њихову сврху и не погрешили са избором, морате разумети на које параметре прво треба обратити пажњу.

Главне техничке карактеристике

Излазна снага уређаја одређује максималну дозвољену вредност коју јединица може поуздано пружити потрошачу. Мери се у волт-амперима (ВА). За удобност корисника, ова вредност се често даје и у ватима.

Да бисте измерили оптерећење уређаја, можете користити амперметар или га израчунати помоћу очитавања мерача инсталираног у стану.

Можете мерити потрошњу електричне енергије помоћу кућног амперметра (ватметра) са утичницом. Повезани уређај мора бити пребачен у режим максималне потрошње

Приликом одређивања стварне снаге рачунара, не би требало да се водите оценом напајања, јер се увек купује са резервом.

Ако немате амперметар, потребно је да урадите следеће:

1. Искључите сва кола на плочи осим оног који напаја рачунар.
2. Искључите све уређаје у овом колу.
3. Укључите рачунар и покрените на њему типичан програм (на пример, видео снимак са ИоуТубе-а).
4. Сачекајте док мерач не промени вредност за десетину киловата.
5. Време до следеће промене.

Просечна потрошња енергије (П, ват) за овај период (т, минути) може се израчунати помоћу формуле:

П = 100 * (60 / т)

Следећа важна карактеристика је трајање батерије. Овај индикатор зависи од оптерећења које УПС доживљава у том тренутку. На максималној дозвољеној снази, батерије кућног уређаја раде 1-3 минута. А на пола - много дуже (до 10 минута).

График зависности трајања батерије од просечног оптерећења показује да је ова зависност нелинеарна. То је због начина на који се батерије испразне.

Ово доводи до два закључка:

• током нестанка струје, потребно је што је више могуће смањити оптерећење које троше уређаји;
• Препоручљиво је купити УПС са снагом која премашује израчунату за најмање 30%.

Опсег улазног напона показује минимални и максимални дозвољени мрежни напон при којем се напајање неће пребацивати на батерије. По правилу, сви УПС-ови могу издржати опсег од 180-260 В.

Неки произвођачи имају веома добре (рекламне) индикаторе, на пример, доња вредност је 110 В. Овде морате бити сигурни да су ови бројеви узети посебно за максимално оптерећење, а не за половину.

Још један важан технички индикатор је ниво буке. УПС-ови направљени коришћењем лине-интерактивне или онлајн технологије генеришу много топлоте, па произвођачи на њих инсталирају вентилаторе. Ако су хладњаци јефтини, онда ће временом стварати буку, што је непожељно за животни простор.

Интерфејс и подешавање

Изглед блокова може бити веома разнолик. Обично су класичног правоугаоног облика, са индикаторима или дисплејом на предњој страни и конекторима за напајање на задњој страни. Њихов број није толико важан, јер се на излаз може прикључити продужни кабл са Т-ом.Ово ни на који начин неће бити у супротности са концептом УПС-а.

Модел може имати ЛЦД дисплеј, који ће приказати ситуацију са напајањем повезаних уређаја: доступност струје, број потрошача, напуњеност батерије итд.

Систем дисплеја смањује цену опреме. Поред тога, практичније је. Ако треба да знате неке параметре, многи модели имају функцију повезивања са рачунаром

Да бисте сазнали параметре напајања, стање УПС батерија и како ради, можете га повезати са рачунаром. За многе моделе ова функција је имплементирана и софтвер је развијен.

Постоје три главна типа интерфејса:

• УСБ. Најчешћа веза између рачунара и УПС-а.
• РС-232 (ЦОМ порт). Ретко присутан у моделима за домаћинство.
• Етхернет 10/100. Користи се за даљинско управљање беспрекидним напајањем.

Софтвер за добијање карактеристика од УПС-а и његово управљање развијен је не само за различите верзије Виндовс-а. На пример, познати произвођач Поверцом има Андроид верзију софтвера која вам омогућава да даљински пратите стање напајања и, ако је потребно, прилагодите рад беспрекидног напајања.

Софтвер вам омогућава да пратите главне карактеристике електричне мреже, као што су улазни и излазни напон, фреквенција. Такође можете сазнати напуњеност батерије и температуру уређаја

У непосредној близини заштићених потрошача електричне енергије постављена су беспрекидна напајања. Обично се постављају на под или на полице. Неки модели су опремљени причвршћивачима који им омогућавају да се монтирају на зидове.

Квалитет излазне струје

Непрекидна напајања морају да обезбеде струју одговарајућег квалитета.Приликом рада на батерије, за то је одговоран инвертер, а у случају напајања из мреже, проблематична подручја треба изгладити филтерима и стабилизатором. Сметње које се јављају у електричном колу имају различито порекло и последице по електронику. Стога, ово питање такође треба пажљиво испитати.

Мрежне сметње и заштита

Сви савремени УПС-ови су опремљени заштитом од проблема повезаних са уређајима који се сервисирају. Ако укупно оптерећење премашује максимално дозвољено или дође до кратког споја, непрекидно напајање ће одмах искључити напајање.

Сметње у мрежи могу се поделити на фреквенцијске и импулсне. Први нису толико опасни, посебно за рачунарске или ТВ изворе напајања који претварају наизменичну струју у једносмерну. Ово последње може изазвати проблеме са било којом електроником.

Због тога је већина УПС-ова опремљена заштитом од пренапона и хармоника помоћу варистора и високофреквентних филтера.

Уклањање сметњи на линији се одвија у две фазе. Прво, варистори прекидају високофреквентне импулсе, а затим филтер изглађује мале скокове

Проблем појаве високонапонских импулса типичан је не само за каблове за напајање, већ и за мреже за пренос података - рачунарске или телефонске. Могу настати због изложености атмосферском електрицитету, кварова оближњих ожичења, електричних сметњи и других разлога.

Многи произвођачи производе моделе са могућношћу заштите локалне мреже. За ово, УПС има два РЈ-45 конектор - један за улазак и један за излаз. Сигнал пролази кроз филтер који потискује пренапоне. За телефонске линије систем је исти, само су конектори у РЈ-11 формату.

Ниски и високи напон

Подешавање напона се дешава помоћу аутоматског регулатора напона (АВР), чији је главни елемент аутотрансформатор. Принцип његовог рада заснива се на промени броја завоја једног од намотаја, услед чега се напон мења ка повећању или смањењу његове вредности.

Присуство АВР-а у УПС-у омогућава вам да не укључујете аутономни режим сваки пут ако напон мало одступи од стандардних вредности. Ово значајно продужава век трајања батерије.

Професионални мултиметри као што је ЦЕМ ДТ 9909 су способни да снимају вредност напона дуго времена. Употреба таквог уређаја може помоћи у избору стабилизатора или УПС-а

Према ГОСТ 29322-2014, одступање напона од 10 процената од референтне вредности је дозвољено у периоду од највише 1 сата. Сви савремени УПС са регулаторима се носе са таквим флуктуацијама.

Оутпут Пурити

Врста излазног сигнала зависи од модела претварача који је уграђен у беспрекидно напајање. У идеалном случају, таласни облик наизменичног напона треба да буде синусни талас. Али након конверзије преко претварача, поприма степенасти облик.

Што је већи број корака на кривуљи тренутног напона у односу на време, бољи је квалитет наизменичне струје. Ово је важно за неке уређаје

За опрему која садржи асинхроне електромоторе (фрижидер, клима уређај), трансформаторска напајања (висококвалитетна аудио опрема), АПФЦ напајања (сервери и моћни рачунарски рачунари) потребан вам је чист или добро апроксимиран синусни талас.

Ни један инвертор, а самим тим ни УПС, не производи чисти синусни талас, без обзира на то шта произвођачи опреме пишу у рекламним брошурама. Апроксимација излазног сигнала синусоиди се процењује преко укупне хармонијске дисторзије (ТХД).

Излазни сигнал из јединице се може сматрати синусоидним при ТХД<5%. За неке моделе, као што је ИМВ НетПро 2000, ова цифра је само 2%.

Правила за коришћење УПС-а

Када купујете беспрекидно напајање да бисте организовали резервно напајање, морате да разумете са којим уређајима се може користити. Понекад је немогуће проћи само са УПС-ом и тада морате предузети додатне мере како бисте свој дом обезбедили струјом.

Повезивање кућних апарата

Рачунари, модеми, рутери, видео и аудио опрема су типични кућни или канцеларијски уређаји на које је прикључено непрекидно напајање. Ако ова техника садржи обичне прекидачке напајања, онда ће бити довољно купити релативно јефтине моделе који не производе чисти синусни талас.

Модерни модели су компактни и атрактивног дизајна који се хармонично уклапа са другом опремом у унутрашњост дневне собе.

Такође нема потребе за куповином скупих производа за осветљење. Овде је главна ствар правилно израчунати максималну снагу и трајање батерије.

Уз честе прекиде, актуелан је проблем непланираног одмрзавања фрижидера и кварења хране. Приликом заштите такве опреме асинхроним моторима биће потребни УПС-ови сложенијег дизајна, јер ће бити потребан "чист" синусоидни сигнал.

Поред тога, потребно је узети у обзир присуство стартних струја које настају приликом покретања мотора.Поједностављено за расхладну опрему, њихова вредност се може одредити множењем вредности снаге са 5.

Ако, на пример, кухиња има фрижидер укупне снаге 300 В (при покретању - 1500 В) и замрзивач од 200 В (при покретању - 1000 В), онда вам је потребно напајање са чистим синусним таласом и максимална снага од најмање 1700 В. Ова вредност је добијена за случај када замрзивач ради, а у овом тренутку је фрижидер укључен. Истовремени старт оба мотора је мало вероватан, а такав УПС ће издржати скок од 2,7 кВ од једне секунде.

Јединица онлајн типа са максималном снагом од 2000 В може радити око пола сата са укупном потрошњом од 500 В. Пошто режим хлађења траје око 5 минута, непрекидно напајање је гарантовано довољно за 6 покретања оба уређаја.

У приватним кућама и викендицама такође је важно користити УПС за подршку система грејања са принудном циркулацијом. Пумпе такође требају чист синус

Системи непрекидног напајања такође се активно користе за рад котлови за грејање на гас. С обзиром на цену прикључене опреме, у овом случају не би требало да штедите на квалитету УПС-а.

Резервно и додатно напајање

За многе кућне апарате немогуће је изабрати јефтин УПС, јер ће бити потребна значајна максимална снага уз дуг период аутономног рада. Машине за прање веша, електричне пећи и дистрибуирани системи за климатизацију троше много електричне енергије.

Можете, наравно, без ових уређаја током нестанка струје. Ово је препоручљиво ако се такви прекиди дешавају ретко и на кратко.Али ако се донесе одлука да се моћни потрошачи обезбеде аутономном снагом, онда је боље користити бензински или дизел генератор. Да би се брзо покренули у одсуству напона, користи се систем аутоматског преноса (АТС).

Ако имате додатни извор напајања, УПС и даље вреди користити, барем за рачунаре. Немогуће је постићи тренутни старт генератора и обнављање напајања.

Стабилизација ниског напона

Проблем ниског напона је актуелан за објекте прикључене на старе или електричне мреже мале снаге. Ако се ова ситуација стално јавља, онда је боље користити улаз стабилизатор.

Ако постоји стабилизатор, напон унутар-кућне мреже биће доведен на стандардне вредности. Ово ће такође утицати на уређаје који нису повезани на УПС.

Када се напон смањи, струја која тече кроз мрежу унутар куће се повећава. На пример, нека укупна снага потрошача прикључених на УПС буде 1,5 кВ, а напојни напон 190 В.

Онда по Омов закон:

• И₁ = 1500 / 190 = 7,9 А – струја у колу до УПС-а без стабилизатора;
• И₂ = 1500 / 220 = 6,8 А – јачина струје у колу до УПС-а са стабилизатором.

Дакле, мрежа унутар куће без стабилизатора ће доживети повећано оптерећење, што можда није узето у обзир при избору попречног пресека ожичења.

Стога, са константним ниским напоном, боље је уградити стабилизатор. У овом случају, оптерећење на УПС аутотрансформатору ће бити мање, што ће продужити његов радни век. Поред тога, узимајући у обзир изједначавање напона, можете купити јефтиније непрекидно напајање.

Непрекидно напајање потрошача једносмерне струје

За неке уређаје је потребно обезбедити непрекидно напајање са ДЦ 12, 24 или 48 В. У продаји је и УПС овог типа. Њихове ознаке садрже скраћеницу „ДЦ“. Постоје и јединице са напоном од 60, 110 или 220 В, али се користе у индустрији или енергетици.

Разлика између ДЦ непрекидног напајања у унутрашњој структури од класичних модела је одсуство претварача. Батерије су директно повезане на излаз преко контактора са мерним шантом који ограничава струју како би се спречило неприхватљиво дубоко пражњење батерија.

Понекад на излазу може бити стабилизујући претварач ако су уређаји које напаја УПС осетљив на мале флуктуације напона.

Заједно са претварачима напона, 48 В ДЦ УПС може да напаја систем видео надзора са периметром до 1 км

Ови резервни извори напајања се користе за заштиту следеће кућне опреме на ДЦ:

• ЦЦТВ системи и безбедност;
• све врсте сензора (цурење, дим, ватра, кретање итд.);
• системи осветљења;
• телекомуникациони уређаји;
• комуникациони системи;
• компоненте система управљања "паметна кућа".

Многи ДЦ УПС-ови имају опцију повезивања екстерних батерија. У овом случају, аутономно функционисање уређаја којима служе може бити веома дуго.

Закључци и користан видео на тему

Укратко о главним карактеристикама кућног УПС-а:

Разноврсност типова УПС-а и њихових карактеристика последица је различитих услова њихове употребе: снаге и врсте прикључених уређаја, параметара и типичних проблема одређене електричне мреже.Непрекидно напајање обично није најскупљи елемент у систему, али од њега зависи стабилност његовог рада. Због тога морате одредити услове рада и пажљиво одабрати модел.

Имате још питања о теми чланка? Или можете да допуните овај материјал занимљивим информацијама о УПС-у? Напишите своје коментаре, постављајте питања и поделите своје искуство у блоку испод.