Za ohranitev obratovalnosti naprav v primeru izpada električne energije se uporablja neprekinjena napajalna enota. Glede na vrsto odjemalcev in parametre električne energije morate izbrati različne modele. Te naprave so povpraševane, zato ni težko pridobiti želenega primerka glede na njegove značilnosti.
Toda pred nakupom morate neodvisno razumeti njegove značilnosti in ne zaupati tega vprašanja upravljavcem, ki jih zanima prodaja.
V tem gradivu bomo razmislili o napravi in funkcijah UPS-a ter govorili tudi o pravilih njegove uporabe.
AC UPS vezja
Za domačo uporabo se uporabljajo naprave za neprekinjeno napajanje, povezane v enofazno omrežje 220 V, ki lahko nekaj časa, če odjemalci električne energije ne potrebujejo enake napetosti.
Obstajajo tudi UPS-ji, ki so priključeni na vhod v trifazno omrežje in oddajajo 380 V ali 220 V. Kljub temu, da so dragi, se po potrebi uporabljajo za pridobivanje avtonomne moči iz 10 kV · A, kar ni potrebno za domače potrebe.
Gospodinjski napajalniki UPS po operativni shemi so razdeljeni na naslednje vrste:
- varnostno kopiranje (brez povezave);
- interaktivni (linearno interaktivni);
- dvojna pretvorba (na spletu).
Razlikujejo se po kakovosti izhodne napetosti in ceni. Najcenejša so pripravljenost, najdražja pa dvojna pretvorba.
Najpreprostejše odvečno vezje za napajanje zahteva stikalni rele in pasivno filtriranje, da se preprečijo motnje
V polnilniku se usmernik uporablja za pretvorbo izmeničnega toka v enosmerni tok. In obratna transformacija se zgodi z uporabo pretvornika.
V neprekinjenih napajalnikih so praviloma nameščeni navadni elektromehanski releji za preklop vezja iz omrežja v baterijo. Če je ta del kvaliteten, potem je njegov vir dovolj za celotno trajanje delovanja UPS. Toda najpogosteje, ko se enota pokvari, je težava ravno v tem strukturnem elementu.
Interaktivno vezje se od rezervnega razlikuje po prisotnosti stabilizatorja napetosti. Izdelana je v obliki značilnega avtotransformatorja z neposredno povezanimi navitiji
Stabilizacija napetosti je prisotna tudi v mnogih gospodinjskih napravah, tako da če so odstopanja nepomembna, potem ni smiselno pridobiti dražjega linearno-interaktivnega modela.
Prisotnost transformatorja pogosto prisili proizvajalca k uporabi prisilnega hlajenja, zato so takšni UPS-ji opremljeni s hladilniki. Izpuščajo hrup, ki je po intenzivnosti primerljiv z delovanjem računalniške sistemske enote.
Moč pretvornika s spletnim vezjem neprestano izhaja iz baterij. Zato je v primeru izpada električne energije čas za prehod na rezervno napajanje nič
Najbolj zapletene in drage naprave z dvojno pretvorbo imajo tudi najnižjo učinkovitost. Električna energija gre v toploto, ki jo naprava oddaja. Zato mora biti njihova uporaba upravičena.
Najpomembnejši plus te vrste neprekinjenega napajanja je takojšnja reakcija na izpad električne energije. Toda za večino gospodinjskih aparatov to ni tako pomembno. Isti računalniki običajno dokončajo varnostno kopijo ali interaktivno vrsto UPS-a.
Najpomembnejši parametri
Na trgu je veliko ponudb za prodajo gospodinjskih neprekinjenih napajalnikov. Če želite pravilno določiti njihov namen in se ne zmotiti z izbiro, morate najprej razumeti, na katere parametre morate biti pozorni.
Ključne specifikacije
Izhodna moč naprave določa največjo dovoljeno vrednost, ki jo enota zagotovo lahko da potrošniku. Izmeri se v volt amperih (VA). Zaradi lažjega uporabnika je ta vrednost pogosto navedena v vatih.
Za merjenje obremenitve naprav lahko uporabite ampermeter ali pa ga izračunate z odčitki merilnika, nameščenega v stanovanju.
Porabljeno električno energijo lahko merite z gospodinjskim ampermetrom (vatmetrom) z vtičnico. Priključena naprava mora biti nastavljena na največjo moč
Pri določanju resnične moči računalnika ne bi smeli voditi ocene napajalnika, saj se vedno kupuje z maržo.
Če ampermetra ni, morate opraviti naslednje korake:
- Odklopite vsa vezja v ščitu, razen tistega, iz katerega je računalnik napajan.
- Odklopite vse naprave v tem vezju.
- Vklopite računalnik in na njem zaženite značilen program (na primer YouTube video).
- Počakajte, da se deseta kilovata spremeni na pultu.
- Vzemite si čas pred naslednjo spremembo.
Povprečna poraba energije (P, watt) za to obdobje (t, minut) lahko izračunamo po formuli:
P = 100 * (60 / t)
Naslednja pomembna lastnost je življenjska doba baterije. Ta indikator je odvisen od obremenitve UPS-a. Z največjo dovoljeno močjo baterije gospodinjske naprave zdržijo 1-3 minute. In na polovici - veliko dlje (do 10 minut).
Graf odvisnosti življenjske dobe baterije od povprečne obremenitve kaže, da je ta odvisnost nelinearna. To je posledica načina praznjenja akumulatorja.
Iz tega izhajata dva zaključka:
- med izpadom električne energije je treba čim manj zmanjšati obremenitev naprav;
- Priporočljivo je, da kupite UPS z zmogljivostjo, ki presega izračunano za vsaj 30%.
Območje vhodne napetosti prikazuje najmanjšo in največjo dovoljeno napetost omrežja, pri kateri ne bo nobenega preklopa napajanja na baterije. Praviloma vsi UPS zdržijo interval med 180 in 260 V.
Nekateri proizvajalci se lahko srečajo z zelo dobrimi (oglaševalskimi) kazalniki, na primer, nižja vrednost je 110 V. Tu se morate prepričati, ali so te številke sprejete posebej za največjo obremenitev in ne za polovico.
Drug pomemben tehnični kazalnik je raven hrupa. Linearno interaktivni ali spletni UPS ustvarjajo veliko toplote, zato proizvajalci na njih namestijo ventilatorje. Če so hladilniki poceni, potem sčasoma naredijo piskanje, kar je za dnevno sobo nezaželeno.
Vmesnik in nastavitev
Videz blokov je lahko zelo raznolik. Običajno imajo klasično pravokotno obliko, kjer so na sprednji strani indikatorji ali zaslon, na zadnji strani pa so priključki za napajanje. Njihovo število ni tako pomembno, saj na izhodu lahko priključite podaljšek s trikom. To ne bo nasprotovalo konceptu UPS.
Model ima lahko LCD zaslon, na katerem bodo prikazane razmere z oskrbo povezanih naprav: razpoložljivost električne energije, število porabnikov, napolnjenost baterije itd.
Zaslonski sistem zniža stroške opreme. Poleg tega je bolj praktičen. Če morate poznati kakršne koli parametre, imajo številni modeli funkcijo povezovanja z računalnikom
Če želite izvedeti parametre napajanja, stanje baterij UPS in kako deluje, ga lahko povežete z računalnikom. Pri mnogih modelih se ta funkcija izvaja in razvija programska oprema.
Obstajajo tri glavne vrste vmesnika:
- USB Najpogostejša povezava med računalnikom in UPS.
- RS-232 (COM vrata). Redko prisotni v gospodinjskih modelih.
- Ethernet 10/100. Uporablja se za daljinsko upravljanje neprekinjenega napajanja.
Programska oprema za karakterizacijo z UPS in njegovim upravljanjem je razvita ne samo za različne različice sistema Windows. Na primer, znani proizvajalec Powercom ima različico programske opreme za Android, ki omogoča daljinsko spremljanje stanja napajanja in, če je potrebno, prilagoditev delovanja neprekinjenega napajanja.
Programska oprema vam omogoča sledenje glavnih značilnosti električnega omrežja, kot sta vhodna in izhodna napetost, frekvenca. Izvedete lahko tudi napolnjenost baterije in temperaturo naprave
Brezprekinitvene enote so nameščene v neposredni bližini zaščitenih odjemalcev električne energije. Običajno so nameščeni na tleh ali na policah. Nekateri modeli so opremljeni s pritrdilnimi elementi, ki vam omogočajo, da jih pritrdite na stene.
Kakovost izhodnega toka
Neprekinjeni napajalniki morajo proizvajati tok ustrezne kakovosti. Pri delu iz baterij je za to odgovoren pretvornik, pri napajanju iz omrežja pa bi morali problematični trenutki zgladiti filtre in stabilizator. Motnje, ki nastanejo v električnem vezju, imajo različne geneze in posledice za elektroniko. Zato je treba tudi to vprašanje skrbno razumeti.
Motnje in zaščita omrežja
Vsi sodobni UPS so opremljeni z zaščito pred težavami, povezanimi s servisiranimi napravami. Če skupna obremenitev preseže največjo dovoljeno ali pride do kratkega stika, bo neprekinjeno napajanje takoj izklopilo napajanje.
Motnje v omrežju lahko razdelimo na frekvenčne in impulzne. Prvi niso tako nevarni, še posebej pri napajalnikih za računalnike ali televizorje, ki pretvorijo izmenični tok v enosmerni tok. Slednje lahko povzroči težave vsaki elektroniki.
Zato je večina UPS-jev opremljena z impulzno in harmonično zaščito z varistorji in visokoprepustnimi filtri.
Odstranjevanje motenj na liniji poteka v dveh stopnjah. Najprej varistorji odrežejo visokofrekvenčne impulze, nato pa filter zgladi majhne skoke
Problem pojava visokonapetostnih impulzov je značilen ne le za napajalne kable, temveč tudi za omrežja za prenos podatkov - računalnik ali telefon. Pojavijo se lahko zaradi izpostavljenosti atmosferski elektriki, okvare ožičenja v bližini, električnih motenj in drugih vzrokov.
Mnogi proizvajalci proizvajajo modele z možnostjo zaščite lokalnega omrežja. Za to ima UPS dva konektorja RJ-45 - enega za vhod in enega za izhod. Signal prehaja skozi filter, ki zavira napetosti. Sistem je enak za telefonske linije, le priključki so v formatu RJ-11.
Nizka in visoka napetost
Prilagoditev napetosti se izvede s pomočjo avtomatskega regulatorja napetosti (AVR), katerega glavni element je avtotransformator. Načelo njegovega delovanja temelji na spremembi števila obratov enega od navitij, kar ima za posledico spremembo napetosti v smeri povečanja ali zmanjšanja njegove vrednosti.
Prisotnost AVR v UPS-ju vam omogoča, da ne vključite avtonomnega načina vsakič z rahlim odstopanjem napetosti od standardnih indikatorjev. To znatno podaljša življenjsko dobo baterije.
Profesionalni multimetri, kot je CEM DT 9909, lahko dolgo časa snemajo vrednosti napetosti. Uporaba takšne naprave lahko pomaga pri izbiri stabilizatorja ali UPS-a
Po GOST 29322-2014 je dovoljeno 10-odstotno odstopanje napetosti od referenčne vrednosti za obdobje največ 1 uro. Vsi sodobni UPS-ji z regulatorji se spopadajo s takšnimi nihanji.
Izhodna jasnost
Vrsta izhodnega signala je odvisna od modela pretvornika, ki je nameščen v UPS. V idealnem primeru bi morala biti krivulja izmenične napetosti sinusni val. Po pretvorbi skozi pretvornik pa ima stopničko.
Večje kot je število korakov trenutne napetosti v primerjavi s časovno krivuljo, boljša je kakovost izmeničnega toka. Za nekatere naprave je to pomembno.
Oprema, ki vsebuje asinhrone motorje (hladilnik, klimatska naprava), napajalniki transformatorjev (kakovostna zvočna oprema), napajalniki APFC (strežniki in močni računalniški računalniki) potrebujejo čist ali dobro približen sinusni val.
Niti en razsmernik in s tem UPS ne daje čistega sinusnega vala, tako da proizvajalci opreme ne pišejo v reklamnih brošurah. Približek izhodnega signala sinusnemu valu se oceni s koeficientom nelinearnega izkrivljanja (THD).
Signal, ki prihaja iz bloka, se lahko šteje za sinusoiden pri THD <5%. Pri nekaterih modelih, kot je IMV NetPro 2000, je ta številka le 2%.
Pogoji uporabe UPS
Ko kupujete neprekinjeno napajanje za organiziranje rezervnega napajanja, morate skupaj razumeti, s katerimi napravami ga je mogoče uporabiti. Včasih je nemogoče upravljati samo UPS, nato pa je treba sprejeti dodatne ukrepe za oskrbo hiše z električno energijo.
Priključitev gospodinjskih aparatov
Računalniki, modemi, usmerjevalniki, video in avdio oprema so značilne naprave za dom ali pisarno, na katere so priključeni neprekinjeni napajalniki. Če ta tehnika vsebuje navadne stikalne napajalnike, bo to dovolj za nakup relativno poceni modelov, ki ne proizvajajo čistega sinusnega vala.
Sodobni modeli so kompaktni in imajo privlačen dizajn, ki se harmonično ujema z drugimi napravami v notranjosti dnevne sobe
Za osvetlitev vam tudi ni treba kupovati dragih izdelkov. Glavna stvar tukaj je pravilno izračunati največjo moč in življenjsko dobo baterije.
Ob pogostih odkritjih je pomembna težava nenačrtovanega odmrzovanja hladilnikov in kvarjenja hrane. Za zaščito takšne opreme z indukcijskimi motorji bo potreben UPS bolj zapletene naprave, saj je potreben "čisti" sinusoidni signal.
Poleg tega je treba upoštevati prisotnost zagonskih tokov, ki se pojavijo ob zagonu motorja. Poenostavljeno za hladilno opremo lahko njihovo vrednost določimo tako, da pomnožimo vrednost moči s 5.
Če ima na primer kuhinja hladilnik s skupno močjo 300 vatov (pri zagonu - 1.500 vatov) in zamrzovalnik za 200 vatov (pri zagonu - 1.000 vatov), potem potrebujete napajalnik s čistim sinusoidom in največjo močjo najmanj 1.700 vatov. Ta vrednost je dobljena v primeru, ko bo zamrzovalnik deloval in v tem času se bo vklopil hladilnik. Hkratni zagon obeh motorjev je malo verjeten, in celo takšen UPS lahko zdrži en sekundni val 2,7 kW.
Spletni blok z največjo močjo 2000 vatov bo lahko deloval približno pol ure s skupno porabo 500 vatov. Ker način hlajenja traja približno 5 minut, zagotovljeno neprekinjeno napajanje traja 6 zagonov obeh naprav.
V zasebnih domovih in kočah je pomembna tudi uporaba UPS za podporo ogrevalnega sistema s prisilnim obtokom. Črpalke potrebujejo tudi čist sinus
Za delovanje plinskih ogrevalnih kotlov se aktivno uporabljajo tudi neprekinjeni napajalniki. Glede na stroške povezane opreme v tem primeru ne smete varčevati s kakovostjo UPS-a.
Rezerva in dodatno napajanje
Za številne gospodinjske aparate je nemogoče izbrati poceni UPS, saj bo potrebna velika največja moč za dolgo življenjsko dobo baterije. Pralni stroji, električne pečice, distribucijski klimatski sistemi porabijo veliko električne energije.
Med izpadom električne energije lahko seveda storite tudi brez teh naprav. To je priporočljivo, če se takšne prekinitve zgodijo redko in za kratek čas. Če pa se kljub temu sprejme odločitev, kako močnim potrošnikom zagotoviti avtonomno moč, je bolje uporabiti bencinski ali dizelski generator. Če jih ne želite hitro zagnati, uporabite avtomatski rezervni vhodni sistem (ATS).
Če imate dodaten vir napajanja, je treba UPS še vedno uporabljati, vsaj za računalnike. Nemogoče je takoj zagnati generator in obnoviti napajanje.
Stabilizacija podnapetostne napetosti
Problem prenizke napetosti je pomemben za objekte, povezane s starimi ali nizko napajalnimi omrežji. Če se ta situacija stalno pojavlja, je bolje uporabiti vhodni stabilizator.
V prisotnosti stabilizatorja se bo napetost notranjega hišnega omrežja zmanjšala na standardne kazalnike. To bo vplivalo tudi na naprave, ki niso priključene na UPS.
Z zmanjšano napetostjo se poveča moč toka, ki poteka skozi hišno omrežje. Na primer, skupna moč porabnikov, priključenih na UPS, naj bo 1,5 kW, napajalna napetost pa 190 V.
Potem po Ohmovem zakonu:
- jaz1 = 1500/190 = 7,9 A - tok v tokokrogu do UPS brez stabilizatorja;
- jaz2 = 1500/220 = 6,8 A - tok v tokokrogu do UPS s stabilizatorjem.
Tako bo omrežje znotraj stabilizatorja brez stabilizatorja doživelo povečano obremenitev, ki je ni mogoče upoštevati pri izbiri odseka ožičenja.
Zato je s konstantno zmanjšano napetostjo bolje namestiti stabilizator. V tem primeru bo obremenitev avtotransformatorja UPS manjša, kar bo podaljšalo njegovo življenjsko dobo. Poleg tega je ob upoštevanju izenačenja napetosti možno kupiti cenejše neprekinjene napajalnike.
Neprekinjeno napajanje odjemalcev enosmernega toka
Za nekatere naprave morate zagotoviti neprekinjeno enosmerno napajanje 12, 24 ali 48 V. UPS takšne vrste je tudi v prodaji. Na njihovi oznaki je kratica "DC". Obstajajo tudi bloki z napetostjo 60, 110 ali 220 V, vendar se uporabljajo v industriji ali energetiki.
Razlika med neprekinjeno enosmerno močjo v notranji napravi od klasičnih modelov je odsotnost pretvornika. Baterije so priključene neposredno na izhod preko kontaktorja z merilnim ometom, ki omejuje tok, da se prepreči nesprejemljivo globoko praznjenje baterij.
Včasih je na izhodu lahko nameščen stabilizator, če so naprave, ki jih napaja UPS, občutljive na majhna nihanja napetosti.
Skupaj z napetostnimi pretvorniki lahko 48 W DC napajalnik napaja videonadzorni sistem z obodom do 1 km
Takšni odvečni napajalniki se uporabljajo za zaščito naslednje gospodinjske opreme, ki deluje pred enosmernim tokom:
- CCTV in varnostni sistemi;
- vse vrste senzorjev (puščanje, dim, ogenj, gibanje itd.);
- svetlobni sistemi;
- telekomunikacijske naprave;
- komunikacijski sistemi;
- sestavni deli sistema za nadzor pametnega doma.
Mnogi DC UPS imajo možnost priključitve zunanjih baterij. V tem primeru je lahko avtonomno delovanje naprav, ki jih služijo, zelo dolgo.
Na kratko o glavnih značilnostih UPS-a za gospodinjstvo:
Raznolikost vrst UPS in njihove značilnosti so posledica različnih pogojev njihove uporabe: moči in vrste priključenih naprav, parametrov in značilnih težav določenega napajanja. Neprekinjeno napajanje običajno ni najdražji element v sistemu, vendar je od njega odvisna stabilnost njegovega delovanja. Zato je treba določiti pogoje delovanja in skrbno pristopiti k izbiri modela.
Še imate vprašanja o temi članka? Ali lahko to gradivo dopolnite z zanimivimi informacijami o UPS-ju? Napišite svoje komentarje, postavite vprašanja, delite svoje izkušnje v spodnjem bloku.