Термины и основные понятия ИБП переменного тока

А

Аварийное отключение или функция EPO (англ. Emergency Power Off) – функция аварийного отключения питания, которая экстренно обесточивает всю подключенную к ИБП нагрузку. EPO необходим в случае форс-мажорных обстоятельств, таких как пожар, затопление, поражение человека электрическим током. При включении EPO источник питания переходит в режим ожидания до тех пор, пока переключатель EPO не будет разомкнут.

Особенности онлайн ИБП «Штиль»

В онлайн ИБП «Штиль» функция EPO присутствует в напольных, стоечных и универсальных (напольных/стоечных) моделях мощностью от 1 кВА. Аварийный выключатель цепи EPO подключается к клеммам соответствующего разъема, расположенного на задней панели устройства.

Автоматический ввод резерва (АВР) – оборудование, обеспечивающее быстрое автоматическое переключение электропитания потребителей на резерв, например, на генератор, после отключения основного электропитающего ввода.

Автономный режим ИБП – резервное электропитание потребителей от аккумуляторных батарей после пропадания сети электропитания 220/380 В или фиксации критических значений входного напряжения.

Аккумуляторные батареи (АБ) – устройства, накапливающие электроэнергию в процессе заряда и отдающие электроэнергию для питания потребителей в автономном режиме ИБП. Как правило, в источниках бесперебойного питания переменного тока используются свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, выполненные по технологии AGM или GEL (более подробная информация в статье «Какие аккумуляторы выбрать для ИБП?»).

Активная выходная мощность – это полезная электрическая мощность, которую ИБП передает от электросети подключенным потребителям. Измеряется в ваттах (Вт).

Аппроксимированная синусоида – это форма переменного напряжения, которая приближается к чистой синусоиде и представлена в виде импульсов прямоугольной или трапецеидальной формы разной полярности.

Аппроксимированная синусоида вредит работе нагрузки, особо чувствительной к качеству электропитания, например, электроники газового котла, приборам с электродвигателями и различным электронным системам управления электромоторами.

Данный вид сигнала в некоторых случаях может быть использован для электропитания потребителей, имеющих в своем составе блоки питания, например, компьютерной техники, серверного оборудования, телевизионной аппаратуры и др.

Б

Байпас (англ. bypass – обход) – функция ИБП, позволяющая осуществлять электропитание потребителей напрямую от сети в обход основной схемы ИБП. Переключение на байпас применяется для поддержания работоспособности питаемого оборудования при нештатных ситуациях с узлами ИБП, его перегрузке или перегреве, выполнении сервисных и ремонтных работ, замене отдельных блоков. Переход на байпас может выполняться автоматически или вручную. Более подробную информацию о работе байпаса можно найти в статье «Байпас ИБП: принцип работы, функции и виды».

Бустер – устройство автоматической регулировки напряжения линейно-интерактивных ИБП, реализованное на базе автотрансформатора. Ступенчатая регулировка входного напряжения в большую или меньшую сторону осуществляется за счет переключения секций обмоток автотрансформатора.

В

Время автономной работы ИБП – параметр, определяющий длительность электропитания потребителей в автономном режиме ИБП. Время автономной работы ИБП рассчитывается, исходя из общей мощности потребителей и емкости аккумуляторных батарей.

Время заряда встроенных АБ – это время, которое потребуется для заряда на 90% встроенных аккумуляторных батарей ИБП, разряженных до уровня отключения.

Время переключения ИБП – параметр, характеризующий длительность переключения ИБП в автономный режим и обратно. Для резервных и линейно-интерактивных ИБП время варьируется в пределах 5-20 миллисекунд, а в онлайн ИБП равно 0.

Выпрямитель – устройство для преобразования входного переменного напряжения в постоянное напряжение, используемое в онлайн ИБП.

Выходная мощность – максимальная мощность источника бесперебойного питания, отдаваемая в нагрузку. В зависимости от типа нагрузки для подбора ИБП необходимо учитывать полную и/или только активную выходную мощность.

Выходной коэффициент мощности – величина, которая основывается на соотношении полной и активной мощности на выходе инвертора ИБП. Она определяет максимальный коэффициент мощности подключаемой к источнику питания нагрузки, при котором будет обеспечена максимальная эффективность потребления электроэнергии от ИБП.

Г

Гальваническая изоляция – разделение входа и выхода ИБП с помощью трансформатора, разрывающего электрическую связь и передающего электроэнергию за счет наведенного магнитного поля. Наличие гальванически изолированной выходной цепи позволяет избавиться от сетевых помех.

«Горячая» замена – замена отдельных элементов ИБП и аккумуляторных батарей без выключения электропитания, что очень важно для обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей.

«Горячая» замена АБ – это функционал, который позволяет отключать встроенные аккумуляторные батареи и выполнять их замену в режиме on-line, без прерывания электропитания подключенных к источнику питания потребителей. При «горячей» замене батарей нагрузка безразрывно обеспечивается стабилизированным напряжением. Наличие у ИБП функции «горячей» замены аккумуляторов необходимо при электропитании критически важного оборудования, которое должно работать непрерывно, например, серверов.

Д

Дельта-преобразование – это способ коррекции сетевого напряжения ИБП, который выполняется с помощью входного трансформатора, основного и дельта-инвертора. Входной трансформатор преобразовывает поступающее из сети напряжение только до определенного значения, а инверторы доводят его до номинала, подавая на трансформатор скорректированное противоположное по фазе напряжение, пропорциональное отклонению входного напряжения от номинального значения. То есть в этом случае двойному преобразованию подвергается не вся поступающая из сети энергия, а лишь ее часть, как правило, 15-20%.

Дельта-преобразование позволяет снизить потери энергии на элементах ИБП, а также уменьшить тепловыделение прибора и, соответственно, затраты на систему его охлаждения. Однако из-за такой схемы работы подключенная к ИБП нагрузка имеет прямую связь с электросетью. Поэтому не может быть обеспечена её эффективная защита от сетевых помех и высоковольтных импульсов.

Кроме того, из-за инерционности схемы обратной связи устройства имеют низкую степень защиты нагрузки в нормальном режиме работы от резких изменений напряжения в сети. Также отметим, что ИБП с дельта-преобразованием содержит больше сложных узлов, чем классический онлайн ИБП, что неминуемо снижает его надежность (особенно в условиях отечественной энергосистемы) и повышает стоимость ремонта.

Е

Емкость аккумуляторной батареи – параметр, определяющий количество электроэнергии, накапливаемой полностью заряженной аккумуляторной батареей и измеряемый в А/час. С учетом емкости АКБ и мощности нагрузки можно рассчитать время работы аккумуляторной батареи до полного разряда.

З

Заземление – операция, необходимая для выравнивания потенциала корпуса оборудования и земли. Реализуется за счет присоединения заземляющих выводов оборудования к контуру заземления. Благодаря заземлению обеспечивается безопасность персонала от поражения электрическим током, а также подавление синфазных сетевых помех.

Зарядное устройство ИБП – блок в составе ИБП, обеспечивающий подзарядку аккумуляторных батарей в соответствии с заданным алгоритмом.

Защита от импульсных перенапряжений – это способность ИБП рассеивать энергию электрических импульсов высокого напряжения, которые могут возникнуть в электросети вследствие удара молнии в линию электропередач, сварочных работ, аварий на подстанции и т. п. Чем больше максимальная величина поглощаемой энергии импульса, тем надежнее будет защита от высоковольтных импульсов.

И

Источник бесперебойного питания (ИБП) – специализированное оборудование, используемое в качестве источника непрерывного энергоснабжения потребителей. При отключении/аварии основного ввода электропитания происходит плавный переход на питание от аккумуляторов без разрыва цепи нагрузки.

Инвертор – устройство, преобразующее напряжение постоянного тока от аккумуляторных батарей в напряжение переменного тока. Применяется в резервных ИБП (автономный режим) и онлайн ИБП (все режимы за исключением байпас).

К

Коэффициент полезного действия (КПД) – параметр, характеризующий эффективность работы источника бесперебойного питания. Величина КПД показывает соотношение полезной мощности (полезная выходная мощность здесь и далее – мощность, передаваемая в нагрузку) и потребляемой мощности. КПД не может превышать единицу, достигая в современных ИБП значений равных 0,96.

Крест-фактор – характеризует способность ИБП питать нагрузку, потребляющую импульсный ток, например, оборудование ЦОД, светодиодное освещение или специализированную промышленную/производственную технику. Крест-фактор определяется как отношение амплитудного значения тока в нелинейной нагрузке к действующему значению тока линейной нагрузки при эквивалентной потребляемой мощности.

Л

Линейно-интерактивные ИБП (line-interactive) – оборудование средней ценовой категории со встроенными стабилизаторами напряжения, позволяющими ИБП работать без сбоев при небольших отклонениях сетевого напряжения от нормальных показателей. Время переключения в автономный режим обычно не превышает 4 мс. Подробнее о линейно-интерактивных ИБП можно узнать в статье «Типы источников бесперебойного питания».

М

Модель ИБП – это устройство с определенными конструктивными и техническими характеристиками. Модели источников бесперебойного питания различаются по числу фаз, выходной мощности, исполнению, наличию встроенных аккумуляторов и времени автономной работы. Как правило, в названии модели указываются её основные характеристики. Например, ИБП переменного тока с названием SW300L, где SW означает настенное исполнение, 300 – номинальную выходную мощность, L – отсутствие встроенных АКБ, но возможность подключения внешних аккумуляторных батарей. Расшифровка названия указывается в инструкции по эксплуатации.

Мониторинг ИБП – возможность локального или удаленного контроля состояния оборудования, реализуемая подключением компьютера непосредственно к интерфейсам USB/RS-232 или к Ethernet/IP через локальную сеть.

Мощность нагрузки – суммарная потребляемая мощность подключенных к ИБП электроприборов с учетом пусковых токов оборудования, в составе которого присутствуют электромоторы.

Н

Нагрузка – совокупность электроприборов, которые подключены к ИБП и обеспечиваются резервным питанием в случае блэкаута.

Номинальная выходная частота – частота напряжения на выходе ИБП при работе от сети (в режиме on-line) и от аккумуляторных батарей (в автономном режиме).

Нормальный режим работы ИБП – энергоснабжение потребителей энергией электросети переменного тока.

Настенный ИБП – источник бесперебойного питания, установка которого предназначена на ровной вертикальной поверхности (стене). Имеет компактный размер и минимальный вес. Подходит для применения с такой нагрузкой, как система отопления, холодильник, компьютерная техника, аудио- и видеооборудование, система безопасности и видеонаблюдения.

О

Однофазные ИБП – разновидность оборудования, работающего от однофазной сети с тремя проводами (L, N, PE) и номинальным переменным напряжением 220/230 В и питающего потребителей однофазным переменным напряжением. Мощность однофазных ИБП варьируется в пределах 1-20 кВА.

Онлайн ИБП (двойного преобразования) – наиболее эффективное оборудование с нулевым временем перехода в автономный режим. Технология строится на непрерывном преобразовании входного переменного напряжения в постоянное и последующем его инвертировании в переменное с «чистой синусоидой» для подачи потребителям. Качество выходного напряжения остается стабильно высоким, несмотря на отклонения электропитания на входе. Аккумуляторные батареи подключены к выходной цепи выпрямителя и входной цепи инвертора. Они мгновенно начинают отдавать свою энергию при отключении сетевого электропитания. Онлайн ИБП могут использоваться для энергоснабжения любого оборудования, например, котлов и бойлеров.

П

Первоочередное отключение неприоритетной нагрузки – это функционал, позволяющий ИБП в автономном режиме при разряде аккумуляторов автоматически отключать сначала неприоритетную нагрузку, а затем основную.

Особенности онлайн ИБП «Штиль»

Функционал по первоочередному отключению неприоритетной нагрузки присутствует только в моделях ИБП «Штиль» серии STR напольного/стоечного исполнения мощностью 1-3 кВА.

Неприоритетная и основная нагрузка подключаются в предусмотренные для этого блоки выходных разъемов ИБП. Неприоритетная нагрузка обесточится при снижении уровня заряда аккумуляторов до 20% (это значение можно установить в настройках меню в диапазоне от 10 до 90% с шагом 5%), основная нагрузка будет работать максимальное количество времени вплоть до «глубокого» разряда АБ.

Плавный пуск ИБП (мягкий старт) – функция, оптимизирующая переходные процессы, для подавления пускового тока в момент его включения. При этом питание на выходе ИБП появляется не сразу, а только после зарядки внутренних емкостей бесперебойника.

Полная выходная мощность – это вся мощность ИБП, которая может передаваться на подключенные электроприборы с учетом потерь. Измеряется в вольт-амперах (ВА) и состоит из активной и реактивной составляющей. При подборе ИБП необходимо, чтобы его полная мощность превышала полную потребляемую мощность нагрузки.

Платы расширения интерфейсов – модули, устанавливаемые в ИБП для обеспечения локального/удаленного мониторинга, управления и настройки параметров по интерфейсам: RS-232, RS-485, USB/mini-USB, Ethernet/IP, «сухим» контактам. Производители выпускают специализированное программное обеспечение, при помощи которого можно локально взаимодействовать с ИБП. Удаленный доступ осуществляется через WEB-интерфейс.

Предельный диапазон входного напряжения – диапазон входного напряжения, при котором ИБП функционирует в режиме on-line, без перехода на питание от аккумуляторов, в том числе со снижением выходной мощности. При большой ширине диапазона критических напряжений снижается количество переходов в автономный режим, что положительно сказывается на сроке службы аккумуляторных батарей.

Р

Режим работы – это порядок функционирования источника питания, необходимый для обеспечения заявленных производителем характеристик.

Резервный тип ИБП (off-line) – простейший вариант оборудования бесперебойного электропитания без стабилизации входного напряжения. Недорогая цена в сочетании с удовлетворительными параметрами способствуют популярности этого типа ИБП для гарантированного электроснабжения домашних и офисных компьютеров. Подробнее о резервных ИБП можно узнать в статье «Типы источников бесперебойного питания».

Рекуперация – это режим работы асинхронного электромотора, при котором он выбрасывает часть электроэнергии обратно в питающую сеть. Эффект рекуперации характерен для некоторых электроприводов на основе асинхронных двигателей, например, приводов лифтового оборудования. Если работающий с рекуперацией электропривод подключить к ИБП без частотного преобразователя (другого устройства способного «погасить» сбрасываемую в сеть энергию), то в момент рекуперации ИБП отключится или выйдет из строя.

С

Стабилизация напряжения – функция, реализованная в линейно-интерактивных и онлайн ИБП и позволяющая выравнивать входное переменное напряжение до нормативного значения, благодаря встроенной электронной схеме.

Степень защиты от пыли и влаги – это уровень защиты источника бесперебойного питания от попадания внутрь корпуса твердых частиц (пыли, грязи) и влаги. Для обозначения степени защиты используется сокращение IPXY (IP - Ingress Protection), где «X» показывает степень защиты от попадания пыли и твердых частиц, а «Y» – степень защиты от попадания влаги (влагозащищенность).

Т

Телекоммуникационные шкафы для ИБП – это закрытые металлические контейнеры с одной или несколькими дверцами. Они служат для компактной и безопасной инсталляции бесперебойников стоечного исполнения стандарта 19 дюймов и дополнительных аксессуаров, включая батарейные модули, зарядные устройства, блоки розеток, модули защиты батарей, внешние байпасы и модули распределения.

Российский производитель «Штиль» выпускает телекоммуникационные шкафы серии «TC» и «RTC», которые применяются для размещения ИБП переменного тока серии «SR» и «STR» и дополнительного оборудования. Они рассчитаны на нагрузку до 1000 кг, имеют габариты основания 60х60 см и высоту от 12U до 48U.

Тип выходного напряжения – это тип переменного напряжения, которое ИБП подает на нагрузку. Если оно однофазное, то к устройству можно подключить электроприборы, работающие только от сети 220/230 В. Если трехфазное, то допускается подключение как трехфазных электроприборов, работающих от сети 380/400 В, так и однофазных электроприборов, работающих от сети 220/230 В.

Топология или тип ИБП – это разновидность ИБП переменного тока по способу обеспечения резервного электропитания подключенного оборудования. Устройства делятся на три типа: резервные (off-line), линейно-интерактивные (line-interactive) и двойного преобразования (on-line).

Трехфазные ИБП – наиболее мощное (10-500 кВА) оборудование бесперебойного питания, работающее от трехфазной сети с пятью проводами (L1, L2, L3, N, PE) и номинальным напряжением 380/400 В. Как правило, данный тип входной сети встречается в частных домах, коттеджах, офисах, учреждениях и на промышленных объектах.

Точность стабилизации – максимально возможное отклонение выходного напряжения стабилизатора от установленного номинального значения, измеряется в процентах. Большинство современных стабилизаторов имеют показатели точности от 3% до 8%. Выделяются инверторные модели, их точность составляет 2%.

Ф

Форм-фактор – способ инсталляции ИБП. На электротехническом рынке представлены настенные, напольные/настольные, стоечные, шкафные и универсальные (напольные/стоечные) модели источников питания.

Форма выходного напряжения – различают две формы выходного напряжения ИБП: аппроксимированная (ступенчатая) синусоида и чистая синусоида.

Аппроксимированная синусоида – это форма переменного напряжения, которая приближается к чистой синусоиде и представлена в виде импульсов прямоугольной или трапецеидальной формы разной полярности.

Данный вид сигнала может быть использован для электропитания потребителей с импульсными блоками питания, например, компьютерной техники, серверного оборудования, телевизионной аппаратуры. Однако он повредит работе нагрузки, особо чувствительной к качеству электропитания, например, электроники газового котла, приборам с электродвигателями и различным автоматизированным системам управления электромоторами.

Корректное и устойчивое функционирование большей части современного электрооборудования может гарантировать только электропитание с формой напряжения максимально приближенной к идеальной синусоиде.

Х

Холодный старт – способность ИБП запускаться без подключения к электросети или при отсутствии входного напряжения. Включение и последующая работа источника питания осуществляется за счет энергии аккумуляторных батарей.