Η οικιακή παροχή ρεύματος χαρακτηρίζεται από χαμηλή αξιοπιστία και μη ικανοποιητική ποιότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό οφείλεται σε απαρχαιωμένα ηλεκτρικά δίκτυα, φθορά εξοπλισμού, χαμηλή απόδοση μετατροπέων ενέργειας, παροδικές διεργασίες σε πηγές και χρήστες ηλεκτρικής ενέργειας, φυσικούς και κλιματικούς παράγοντες. Σε τέτοιες συνθήκες, απαιτούνται επειγόντως συστήματα αδιάλειπτης ισχύος για τη διασφάλιση της λειτουργίας των καταναλωτών τόσο της πρώτης όσο και των άλλων κατηγοριών.
Για τους ιδιοκτήτες διαμερισμάτων και κατοικιών, η σταθερή λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου είναι επίσης σημαντική. Η διακοπή της εργασίας των οικιακών συσκευών δεν είναι το μεγαλύτερο πρόβλημα. Πολύ πιο σημαντική είναι η απρόσκοπτη λειτουργία των συστημάτων υποστήριξης ζωής, ιδίως του συστήματος θέρμανσης, εάν εξαρτάται άμεσα από την παροχή ρεύματος. Αδιάλειπτη παροχή ρεύματος UPS (UPS) έρχεται στη διάσωση - μια συσκευή που προστατεύει τους ηλεκτρικούς δέκτες από το κλείσιμο λόγω της συσσώρευσης ηλεκτρικής ενέργειας στις μπαταρίες (μπαταρίες) και εγγυάταιτην απαιτούμενη ποιότητα ισχύος (PQ) σε αυτόνομους τρόπους λειτουργίας και σε λειτουργίες δικτύου.
Πριν χαράξουμε μια προσέγγιση για την τροφοδοσία φορτίων χωρίς αστοχία, θα πρέπει να γνωρίζουμε τι είδους αστοχίες μπορούν να αναμένονται από τα οικιακά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας.
Βλάβες ρεύματος σε ηλεκτρικά δίκτυα
Η υποτάση είναι συχνό φαινόμενο στην παροχή ρεύματος. Δεν υπερισχύει όμως ιδιαίτερα του αυξημένου, που είναι και σύνηθες. Τη νύχτα, η τάση είναι σταθερή, κατά τη διάρκεια της ημέρας μειώνεται και το βράδυ, όταν τα περισσότερα φορτία είναι απενεργοποιημένα, αυξάνεται.
Η ασταθής συχνότητα είναι επίσης μια αποτυχία, αν και αρκετά σπάνια. Όταν το φορτίο δικτύου είναι υψηλό, μπορεί να πέσει στα 45 Hz, γεγονός που οδηγεί σε σημαντική παραμόρφωση του σήματος που επηρεάζει αρνητικά τη λειτουργία του UPS. Ορισμένες συσκευές αντιμετωπίζουν το underclocking ως έκτακτη ανάγκη και μπορεί να εξαντλήσουν γρήγορα την μπαταρία.
Οι πλήρεις διακοπές ρεύματος δεν είναι ασυνήθιστες. Οι ηλεκτρολόγοι δεν ενδιαφέρονται πολύ για τα ηλεκτρονικά και μπορούν ξαφνικά να κλείσουν ένα κτίριο. Μια στιγμιαία διακοπή ρεύματος είναι αρκετή για να χαθούν πληροφορίες σε έναν υπολογιστή. Διακοπές ρεύματος μπορεί να προκύψουν όταν τα δίκτυα είναι υπερφορτωμένα. Επομένως, είναι σημαντικό πόσο αξιόπιστα το σύστημα UPS παρέχει αδιάλειπτη ισχύ.
Ταξινόμηση UPS
Ομαδοποιούνται σε τρεις ομάδες:
- UPS χαμηλής κατανάλωσης για σύνδεση μέσω ηλεκτρικών πριζών. Η εκτέλεση είναι επιτραπέζιος ή επιδαπέδιος και η ισχύς κυμαίνεται από 0,25 έως 3 kW.
- Συσκευές μέσης ισχύος - από 3 έως 30 kW - περιέχουν ένα μπλοκ πριζών ενσωματωμένο στο εσωτερικό ή ενεργοποιούνται επίσης μέσω ομάδωνπρίζες στο δίκτυο τροφοδοσίας των καταναλωτών από τον πίνακα ελέγχου. Οι συσκευές κατασκευάζονται για τοποθέτηση τόσο σε γραφεία όσο και σε ξεχωριστούς εξοπλισμένους χώρους.
- UPS υψηλής ισχύος - από 10 έως 800 kW. Βρίσκονται σε ηλεκτρικά δωμάτια. Συλλέγονται σε ομάδες και δημιουργούν ενεργειακά συστήματα υψηλής ισχύος - έως και αρκετές χιλιάδες kW.
τύποι UPS
Υπάρχουν επί του παρόντος 4 τύποι UPS (UPS). Οι κοινές ιδιότητες σε όλους είναι:
- φιλτράρισμα από παρορμήσεις και θόρυβο;
- παραμόρφωση κυματομορφής;
- σταθεροποίηση τάσης (όχι όλα τα μοντέλα);
- κρατήστε την μπαταρία φορτισμένη;
- Όταν τελειώσει η μπαταρία του UPS, θα ειδοποιήσει πρώτα και μετά θα απενεργοποιήσει τον καταναλωτή.
UPS εκτός σύνδεσης
Η αρχή λειτουργίας των συσκευών αυτής της τροποποίησης είναι η τροφοδοσία του καταναλωτή από το υπάρχον δίκτυο και η άμεση μετάβαση σε αυτόνομη εφεδρική ισχύ σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης (4-12 ms). Είναι απλούστερα και φθηνότερα από άλλους τύπους.
Το UPS αλλάζει συνήθως σε εσωτερική μπαταρία.
Όταν λειτουργεί από το δίκτυο, η συσκευή καταστέλλει τον θόρυβο με παλμούς και διατηρεί την τάση σε ένα δεδομένο επίπεδο. Μέρος της ενέργειας δαπανάται για την επαναφόρτιση της μπαταρίας. Σε περίπτωση λειτουργίας δικτύου σε μη τυπική λειτουργία, ο καταναλωτής μεταβαίνει σε λειτουργία μπαταρίας. Κάθε μοντέλο UPS καθορίζει με τον δικό του τρόπο την ανάγκη μετάβασης σε αυτή τη λειτουργία. Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά της μπαταρίας και την κατανάλωση ενέργειας του φορτίου. Σε περίπτωση αποφόρτισης του εφεδρικού τροφοδοτικούδίνεται μια εντολή για να απενεργοποιήσετε τον καταναλωτή. Εάν η τάση δικτύου φτάσει σε κανονικό επίπεδο, το UPS μεταβαίνει σε κανονική λειτουργία δικτύου και ξεκινά η φόρτιση της μπαταρίας.
Line Interactive
Τα διαδραστικά up της γραμμής είναι εξοπλισμένα με σταθεροποιητές, οι οποίοι λειτουργούν συνεχώς και παρέχουν σπάνια σύνδεση μπαταρίας.
Η συσκευή αλληλεπιδρά με το δίκτυο ελέγχοντας το πλάτος και το σχήμα της τάσης δικτύου.
Όταν η τάση μειώνεται ή αυξάνεται, η μονάδα διορθώνει την τιμή της αλλάζοντας τις βρύσες του αυτομετασχηματιστή. Με αυτόν τον τρόπο διατηρείται η ονομαστική του αξία. Εάν η παράμετρος είναι εκτός εμβέλειας και το εύρος μεταγωγής δεν επαρκεί πλέον, το UPS μεταβαίνει σε εφεδρική μπαταρία. Η μονάδα μπορεί να αποσυνδεθεί από την κύρια τροφοδοσία όταν ληφθεί ένα παραμορφωμένο σήμα. Υπάρχουν μοντέλα που διορθώνουν την κυματομορφή τάσης χωρίς να αλλάζουν σε λειτουργία μπαταρίας.
Ferroresonant UPS
Η συσκευή περιέχει έναν μετασχηματιστή σιδηροσυντονισμού που λειτουργεί ως ρυθμιστής τάσης. Το πλεονέκτημά του είναι η συσσώρευση ενέργειας στο μαγνητικό πεδίο, η οποία απελευθερώνεται κατά τη μεταγωγή εντός 8-16 ms. Αυτή η χρονική περίοδος είναι επαρκής ώστε το UPS να εισέλθει σε νέο τρόπο λειτουργίας.
Ο μετασχηματιστής εκτελεί την πρόσθετη λειτουργία ενός φίλτρου θορύβου. Η παραμόρφωση της τάσης εισόδου δεν επηρεάζει την κυματομορφή εξόδου, η οποία παραμένει ημιτονοειδής.
Διπλή μετατροπή UPS
Συσκευή μετατροπής διπλής ενέργειαςλειτουργεί με βάση την αρχή της διόρθωσης της τάσης δικτύου και στη συνέχεια τη μετατρέπει ξανά σε σταθεροποιημένη μεταβλητή. Εδώ χρησιμοποιείται ένας πιο ισχυρός ανορθωτής, ο οποίος όχι μόνο επαναφορτίζει την μπαταρία, αλλά και τροφοδοτεί τον μετατροπέα με σταθεροποιημένη τάση DC.
Από την έξοδο της συσκευής, τροφοδοτείται μια εναλλασσόμενη σταθεροποιημένη τάση στο φορτίο.
Όταν η διπλή μετατροπή δεν είναι αρκετή για τη διόρθωση της τάσης δικτύου, παρέχεται πρόσθετη φόρτιση από την μπαταρία στον μετατροπέα. Δεν πραγματοποιείται εναλλαγή, αλλά η λειτουργία είναι ήδη διαφορετική.
Όταν ο μετατροπέας αποτύχει, μεταβαίνει σε λειτουργία δικτύου μέσω bypass. Η επιλογή ενός UPS διπλής μετατροπής για ιδιωτική χρήση είναι παράλογη λόγω μεγάλων απωλειών ενέργειας. Αυτός ο τύπος προστασίας χρησιμοποιείται από οργανισμούς όπου απαιτείται υψηλή αξιοπιστία εξοπλισμού.
Τύποι συστημάτων
Τα συστήματα αδιάλειπτης παροχής ρεύματος μπορούν να είναι κεντρικά ή διανεμημένα. Στην πρώτη περίπτωση, ένα UPS λειτουργεί για ολόκληρο το κτίριο ή έναν ξεχωριστό όροφο, ο οποίος μπορεί να αντεπεξέλθει σε όλα τα φορτία.
Τα κατανεμημένα συστήματα αδιάλειπτης ισχύος περιλαμβάνουν πολλές συσκευές προστασίας, καθεμία από τις οποίες λειτουργεί σε έναν υπολογιστή ή άλλον εξοπλισμό. Είναι αρκετά αποτελεσματικά.
Τα πλεονεκτήματα ενός κατανεμημένου συστήματος είναι τα εξής:
- Το UPS επιλέγεται ειδικά για μία μεμονωμένη συσκευή που είναι η πιο σημαντική ή που λειτουργεί σε σκληρά περιβάλλοντα.
- Το σύστημα μπορείσταδιακά, ξεκινώντας με την προστασία διακομιστή και μεταβαίνοντας σε σταθμούς εργασίας.
- Το αποτυχημένο UPS μπορεί να αντικατασταθεί με άλλα, λιγότερο σημαντικά στοιχεία του συστήματος.
- Το UPS χαμηλής κατανάλωσης δεν χρειάζεται να εγκατασταθεί και να συντηρηθεί από ειδικό προσωπικό.
- Δυνατότητα σύνδεσης σε συμβατική πρίζα μέσω πριζών.
- Το UPS εφαρμόζεται ανεξάρτητα.
Τα κεντρικά συστήματα αδιάλειπτης ισχύος περιλαμβάνουν UPS υψηλού επιπέδου, τα οποία προστατεύουν καλύτερα τον εξοπλισμό. Παρά το υψηλό κόστος τους, επιτυγχάνεται συνολική εξοικονόμηση κόστους, καθώς μία συσκευή είναι φθηνότερη από πολλές. Αλλά για απλούς υπολογιστές, το σύστημα θα κοστίσει περισσότερο, καθώς η συντήρησή του απαιτεί υψηλά καταρτισμένο προσωπικό ή υπηρεσίες εξειδικευμένων εταιρειών που εγκαθιστούν και συντηρούν συστήματα αδιάλειπτης ισχύος.
Απαιτείται στις ακόλουθες περιπτώσεις:
- οι υπολογιστές είναι το κύριο φορτίο του δικτύου;
- ορισμένοι οργανισμοί χρειάζονται πολύ αξιόπιστα συστήματα όπως οι τράπεζες.
- οι καταναλωτές διαφέρουν σημαντικά ως προς την ισχύ: σύστημα υπολογιστή, φωτισμός έκτακτης ανάγκης, επικοινωνίες, σύστημα ασφαλείας.
Τι να προσέξετε όταν επιλέγετε ένα UPS;
Όταν επιλέγετε ένα σύστημα αδιάλειπτης παροχής ρεύματος, υπάρχουν αρκετοί σημαντικοί παράγοντες που πρέπει να λάβετε υπόψη. Παραθέτουμε τα κυριότερα.
Από τι προστατεύεται ο εξοπλισμός;
Πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να μετρήσετε την τάση στο ηλεκτρικό δίκτυο. Ο ελάχιστος κύκλος σε διάρκεια θα είναι μια ημέρα. Είναι ο πιο πολύςαντικατοπτρίζει τη λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου. Εάν πρέπει να εργάζεστε τα Σαββατοκύριακα, πρέπει να λαμβάνετε πληροφορίες για τον εβδομαδιαίο κύκλο, κατά τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας.
Είναι σημαντικό να προσδιορίσετε τη μέγιστη και την ελάχιστη τάση, καθώς και την ισχύ και τη συχνότητα παλμού στο δίκτυο. Το όργανο μπορεί να είναι ψηφιακός παλμογράφος ή συσκευή εγγραφής.
Ο ευκολότερος τρόπος για τον χρήστη είναι να μετρήσει την τάση, κατά την οποία, κατά τη γνώμη του, η τάση φτάνει στο μέγιστο και στο ελάχιστο. Μην αγνοήσετε το Σαββατοκύριακο.
Εάν ο ιδιοκτήτης διαθέτει ισχυρό εξοπλισμό, πρέπει να μετρήσετε την τάση στο οικιακό δίκτυο όταν είναι ενεργοποιημένο και απενεργοποιημένο. Θα πρέπει να μάθετε πόσο συχνά διακόπτεται η παροχή ρεύματος στο δίκτυο στο σπίτι και για ποιους λόγους. Είναι σημαντικό να έχετε ένα καλώδιο γείωσης στο διαμέρισμα. Σε αυτήν την περίπτωση, θα πρέπει να μάθετε πόσο ασφαλώς είναι συνδεδεμένο με το δάπεδο σανίδας.
Τύπος προστατευμένου εξοπλισμού
Σύνταξη λίστας εξοπλισμού που απαιτεί τη χρήση UPS. Σε αυτήν την περίπτωση, πρέπει να γνωρίζετε την ισχύ που καταναλώνει κάθε συσκευή. Αρκεί να προσδιοριστεί η ονομαστική του αξία, η οποία βρίσκεται στις τεχνικές προδιαγραφές. Ορισμένος εξοπλισμός μερικές φορές καταναλώνει μέγιστη ενέργεια, αρκετές φορές υψηλότερη από την ονομαστική τιμή. Θα πρέπει να ορίσετε ένα απόθεμα ισχύος για αυτό.
Περίοδος αυτονομίας
Εδώ είναι σημαντικό να καθοριστεί για ποια περίοδο είναι δυνατή η ασφαλής αποθήκευση δεδομένων ή η ολοκλήρωση των απαραίτητων τεχνολογικών λειτουργιών (μεταφορά πληροφοριών, αποθήκευση αρχείων, λήψη μηνυμάτων).
Απαραίτητο Προσωπικό
Ανάλογα με την πολυπλοκότητα του συστήματος που απαιτείταιορισμένο επιτελείο ειδικών για τη λειτουργία του. Αυτό πρέπει να διευκρινιστεί για να υπολογιστούν σωστά όλα τα κόστη. Η τιμή του συστήματος προστασίας δεν πρέπει να υπερβαίνει το 10% του κόστους του κύριου εξοπλισμού.
UPS για το σπίτι
Για μια μέση εξοχική κατοικία, είναι βολικό ένα σύστημα αδιάλειπτης παροχής ρεύματος UPS (UPS) με χωρητικότητα περίπου 15 kW. Για να εξασφαλίσετε αυτόνομη λειτουργία για 2-3 ώρες, χρειάζεστε 4 μπαταρίες συνολικής χωρητικότητας 2000 Ah. Σας επιτρέπουν να συγκεντρώσετε ηλεκτρική ενέργεια περίπου 7 kWh.
Στο σπίτι, τα πιο σημαντικά είναι η θέρμανση και οι οικιακές συσκευές με υπολογιστή. Το κόστος του UPS εξαρτάται από την ισχύ, τον αριθμό των μπαταριών και τον κατασκευαστή. Για τον λέβητα, μπορείτε να αγοράσετε μια πηγή 360 W στην τιμή των 7 χιλιάδων. Για ολόκληρο το σπίτι, θα χρειαστείτε ισχύ UPS έως 15 kW, η τιμή του οποίου είναι μεγαλύτερη από 70 χιλιάδες ρούβλια.
Εκτός από τους μετατροπείς χρειάζονται και μπαταρίες, οι οποίες πρέπει να αλλάζουν περιοδικά. Το UPS για το σπίτι κοστίζει ένα στρογγυλό ποσό. Τα συστήματα αδιάλειπτης παροχής ρεύματος είναι ιδιαίτερα δαπανηρά.
Παρόλα αυτά, μπορείτε να εξοικονομήσετε χρήματα για την επισκευή άλλου εξοπλισμού. Επιπλέον, υπάρχουν εναλλακτικές επιλογές με χρήση γεννητριών. Μερικές φορές μπορείτε να ξεφύγετε με την εγκατάσταση σταθεροποιητών τάσης, οι οποίοι αντιμετωπίζουν πολλές εργασίες, συμπεριλαμβανομένου του σωστού τερματισμού λειτουργίας του εξοπλισμού.
Τα σύγχρονα UPS είναι εξοπλισμένα με σαφή διεπαφή. Στην οθόνη, μπορείτε να παρακολουθείτε τη λειτουργία του συστήματος, όπου οι κύριες παράμετροι είναι η τάση εισόδου και εξόδου, η κατανάλωση ενέργειας, ο τρόπος λειτουργίας, η φόρτιση της μπαταρίας.
Ποιο UPS να επιλέξετε εξαρτάται από τις ανάγκες του χρήστη. Ένας οικιακός υπολογιστής μπορεί να έχει αρκετή ισχύ για τη διάρκεια του τερματισμού λειτουργίας του. Για αδιάλειπτη λειτουργία του λέβητα για 8-9 ώρες, θα χρειαστείτε μια προστατευτική συσκευή 1 kW με τρεις μπαταρίες των 65 Ah.
Συμπέρασμα
Τα συστήματα αδιάλειπτης παροχής ρεύματος έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν αυτόνομη λειτουργία ηλεκτρικών συσκευών και ηλεκτρονικού εξοπλισμού για σύντομο χρονικό διάστημα. Ο κύριος δείκτης είναι η ισχύς του UPS και η χωρητικότητα της μπαταρίας. Συνιστάται να επιλέξετε εξοπλισμό που περιέχει σταθεροποιητή τάσης.
Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά της μπαταρίας και την ισχύ που καταναλώνεται από το φορτίο. Σε περίπτωση εκφόρτισης της εφεδρικής πηγής τροφοδοσίας, δίνεται εντολή απενεργοποίησης του καταναλωτή. Εάν η τάση του δικτύου φτάσει σε ένα κανονικό επίπεδο, το UPS μεταβαίνει σε κανονική λειτουργία δικτύου και ξεκινά τη φόρτιση της μπαταρίας.
