Основные понятия

Источники бесперебойного питания (ИБП)
Устройства, использующие энергию аккумуляторных батарей для питания нагрузки в “аварийном” режиме.
Дизель-генераторные установки (ДГУ)
Устройства, использующие механическую энергию топливных двигателей для питания нагрузки в “аварийном” режиме.
Off-Line (Standby)
Схема построения ИБП, при которой в “нормальном” режиме работы питание нагрузки осуществляется входным сетевым напряжением, а резервное устройство активизируется только при возникновении аварии сетевого напряжения. Отличительной особенностью схемы Off-Line является наличие автоматического переключателя, коммутирующего нагрузку. Преимущества схемы Off-Line заключаются в ее простоте и экономичности, а недостатки - в отсутствии стабилизации входного напряжения при работе в “нормальном” режиме и наличии некоторого времени переключения (~4 мс) при переходе в “аварийный” режим работы. АБП, работающие по схеме Off-Line, используются для питания персональных компьютеров или рабочих станций локальных вычислительных сетей.
Line-Interactive
Схема построения ИБП, аналогичная Off-Line, но имеющая отличие, заключающееся в наличии ступенчатого стабилизатора (“бустера”), построенного на основе автотрансформатора. По сравнению с Off-Line системы, работающие по схеме Line-Interactive, способны выдерживать долговременные глубокие “подсадки” и “проседания” входного сетевого напряжения (одна из наиболее распространенных неполадок отечественных электросетей) без перехода на аккумуляторные батареи. Преимущества режима Line -Interactive заключаются в простоте реализации и экономичности, а недостатки - в наличии некоторого времени переключения (~4 мс) при переходе на “аварийный” режим. Считается, что схема Line-Interactive является удачным компромиссом между дорогостоящими системами On-Line и примитивными Off-Line. ИБП, работающие по схеме Line-Interactive, используют для питания персональных компьютеров, рабочих станций и файловых серверов локальных вычислительных сетей, офисного и другого оборудования, критичного к неполадкам в электросети.
"Бустер" (booster)
Ступенчатый автоматический регулятор напряжения, созданный на основе автотрансформатора. Используется в ИБП, работающих по схеме Line-Interactive. Большинство фирм-производителей применяют только повышающий “бустер”, имеющий одну или несколько ступенек повышения. Однако встречаются модели ИБП, оснащенные универсальным регулятором, работающим как на повышение (boost), так и на понижение (buck) напряжения.
On-Line
Схема построения ИБП, при которой в “нормальном” режиме работы входное переменное напряжение трансформируется в постоянное с помощью выпрямителя, а затем снова в переменное с помощью преобразователя (инвертора). При возникновении аварии сетевого напряжения питание преобразователя осуществляет аккумуляторная батарея, подключенная постоянно к его входу (см. рисунки). Основные преимущества ИБП со схемой On-Line заключаются в полной фильтрации и сглаживании любых колебаний входного напряжения и высоковольтных импульсов на входе ИБП и нулевым временем переключения в “аварийный” режим без каких-либо переходных процессов на выходе. К недостаткам схемы On-Line относятся относительная сложность и более высокая стоимость, а также наличие дополнительных энергозатрат на двойное преобразование, снижающих общее КПД системы. ИБП, работающие по схеме On-Line, используют для питания файловых серверов и рабочих станций локальных вычислительных сетей, а также любого другого оборудования, предъявляющего повышенные требования к качеству сетевого электропитания. Считается, что схема On-Line является самым совершенным на сегодняшний день решением, позволяющим полностью защитить нагрузку от всех существующих неполадок электропитания.
Bypass ("обход")
Дополнительный режим работы, применяемый в ИБП, построенных по схеме On-Line с двойным преобразованием напряжения, и заключающийся в обходе схемы двойного преобразования и питании критичной нагрузки отфильтрованным входным сетевым напряжением. Различают автоматический и ручной режимы Bypass. Автоматический переход в режим Bypass производится устройством управления ИБП в случае перегрузки по его выходу или при неполадках в его жизненно важных узлах. Таким образом, критичная нагрузка защищается не только от неполадок питающего напряжения, но и от неполадок в самом ИБП. Ручное переключение в режим Bypass предусмотрено для возможности проведения сервисного обслуживания ИБП или его замены в “горячем” режиме, т.е. не прерывая питания критичной нагрузки.
Активная мощность
Полезная мощность, отбираемая любой нагрузкой из электросети, в том числе и ИБП, и идущая на дальнейшее преобразование в любой другой вид энергии (механическую, тепловую, электрическую, электромагнитную и др.). Вычисляется как интеграл произведения мгновенных значений входного тока и напряжения, усредненный за период следования. Единица измерения: W (Ватт).
Полная мощность
Кажущаяся суммарная мощность, потребляемая нагрузкой и учитывающая активную и реактивную составляющие мощности, а также отклонение формы тока и напряжения от гармонической. Вычисляется как произведение среднеквадратичных значений входного тока и напряжения. Единица измерения: VA (Вольт * Ампер).
Power Factor (коэффициент мощности)
Комплексный показатель, характеризующий линейные и нелинейные искажения, вносимые нагрузкой (например, ИБП) в электросеть. Вычисляется как отношение активной мощности к полной. Типовыми значениями коэффициента мощности являются: 1 - идеальное значение; 0.95 - хороший показатель; 0.9 - удовлетворительный показатель; 0.8 - плохой показатель; 0.7 - компьютерное оборудование; 0.65 - двухполупериодный выпрямитель. При наличии только гармонических искажений коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига между током и напряжением и бывает двух видов: опережающий и отстающий. А при наличии только нелинейных искажений тока коэффициент мощности равен доле мощности первой гармоники тока в общей активной мощности, потребляемой в нагрузку.
Неполадки в электросети
Любые отклонения параметров питающего напряжения от установленных стандартом значений. На территории России ГОСТ 13109-87 определяет следующие параметры сетевого напряжения: напряжение 220В + 10%; частота 50 Гц + 1 Гц; коэффициент нелинейных искажений формы напряжения < 8% (длительно) и < 12% (кратковременно). К основным неполадкам сетевого питания можно отнести: аварию сетевого напряжения (полное пропадание напряжения); долговременные и кратковременные подсадки и всплески напряжения; высоковольтные импульсные помехи; высокочастотный шум; выбег частоты. Наиболее распространенным видом неполадок в больших городах являются долговременные подсадки напряжения, а в сельской местности еще и аварии сетевого напряжения и высоковольтные импульсные помехи.
Выпрямитель
Устройство, преобразующее переменное напряжение электросети в постоянное. Однофазные ИБП оснащаются одно- или двухполупериодными выпрямителями, а трехфазные ИБП - 6-ти или 12-ти полупериодными выпрямителями.
Преобразователь (инвертор)
Устройство, преобразующее постоянное напряжение в переменное. Различают следующие основные типы преобразователей: инверторы, генерирующие напряжение прямоугольной формы, инверторы с пошаговой аппроксимацией и инвертор с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Наибольшая степень приближения к идеально гармонической форме выходного напряжения достигается при использовании преобразователей с ШИМ. Кроме того, “интеллектуальные” инверторы автоматически корректируют форму выходного напряжения при работе с нелинейной нагрузкой, манипулируя шириной отдельных импульсных составляющих.
Входной изолирующий трансформатор
Трансформатор, стоящий во входной цепи ИБП между электросетью и выпрямителем и осуществляющий гальваническую развязку между входом и выходом, применяется при необходимости полной гальванической изоляции любых силовых цепей ИБП от входной электросети. Рекомендуется к применению при использовании негерметичных аккумуляторных батарей с жидким электролитом, когда существует вероятность его утечки и короткого замыкания на землю.
Выходной изолирующий трансформатор
Трансформатор, стоящий в выходной цепи ИБП между преобразователем и нагрузкой и обеспечивающий гальваническую развязку между входом и выходом. В некоторых ИБП используется выходной изолирующий трансформатор, охватывающий одновременно и основную схему ИБП и цепь Bypass.
КПД
Коэффициент полезного действия, определяемый как отношение выходной мощности устройства к потребляемой им мощности от сети.
Нормальный режим работы
Режим работы ИБП, при котором критичная нагрузка питается энергией напряжения электросети, а аккумуляторные батареи находятся в режиме подзарядки.
“Аварийный” (“автономный”) режим работы
Режим работы ИБП, при котором критичная нагрузка питается энергией аккумуляторных батарей, преобразованной в переменное напряжение.
“Виртуальная” батарея
Технология, при которой основная батарея включается в работу при авариях сетевого напряжения длительностью более 1...2 сек. При кратковременных авариях используется энергия конденсатора большой емкости (“виртуальной” батареи), подключенного параллельно батарее. Это приводит к уменьшению случаев кратковременного использования основной батареи и увеличению срока ее службы.
Критичная нагрузка
Нагрузка, критичная к неполадкам в электросети и требующая использования ИБП. Такой нагрузкой являются файловые серверы, рабочие станции, персональные компьютеры, телекоммуникационное и офисное оборудование и др.
Коэффициент нелинейных искажений (КНИ)
Показатель, характеризующий степень отличия формы напряжения или тока от идеальной синусоидальной формы. Типовыми значениями КНИ являются: 0% - синусоида; 3% - форма, близкая к синусоидальной; 5% - форма, приближенная к синусоидальной (отклонения формы уже заметны на глаз); до 21% - сигнал трапецеидальной или ступенчатой формы; 43% - сигнал прямоугольной формы.
ТНД-фильтр
Устройство, устанавливаемое во входной цепи ИБП и предназначенное для уменьшения коэффициента нелинейных искажений его входного тока. Входным устройством любого мощного ИБП, построенного по схеме On-Line, является выпрямитель (нелинейный элемент), потребляющий большой импульсный ток. Таким образом, мощный ИБП становится источником загрязнения электросети, приводящим к значительным искажениям формы напряжения. Для ослабления данного влияния применяется THD-фильтр.
Cell Saver
Основными компонентами Cell Saver являются: использование плавного стабилизатора с широким диапазоном стабилизации входного напряжения (чем реже ИБП переходит на батареи, тем они дольше служат); автоматический подбор оптимального зарядного тока батарей (герметичные батареи очень чувствительны к величине зарядного тока); технология “виртуальной” батареи (основная батарея включается в работу при авариях сетевого напряжения длительностью более 1...2 сек).
Последовательное резервирование
Схема, состоящая из двух или более модулей ИБП и предназначенная для повышения надежности всей системы в целом. При этом один из ИБП является основным, а все остальные - резервными. Обязательным условием является наличие так называемого раздельного входа Bypass у каждого модуля ИБП. Их подключение осуществляется в соответствии с приведенным рисунком. При нормальной работе основного ИБП он полностью осуществляет питание нагрузки, а при выходе из строя автоматически переключается в режим Bypass, и нагрузку питает резервный ИБП. В схеме последовательного резервирования допускается использование как раздельных, так и единых батарейных комплектов для всех модулей ИБП.
Параллельное резервирование
Схема, состоящая из двух или более модулей ИБП, соединенных параллельно по входу и выходу для повышения надежности всей системы в целом. Обязательным условием является наличие дополнительного блока, осуществляющего синхронизацию фаз выходного напряжения. При исправной работе всех модулей ИБП нагрузка пропорционально распределяется между ними. При выходе из строя одного из ИБП нагрузку питают оставшиеся модули. В схеме параллельного резервирования допускается использование как отдельных, так и единого батарейного комплекта для всех модулей ИБП.
Крест-фактор нагрузки
Показатель, характеризующий способность ИБП питать нелинейную нагрузку, потребляющую импульсный (нелинейный) ток. Данный показатель равен отношению амплитуды импульсного тока в нелинейной нагрузке к амплитуде тока гармонической формы при эквивалентной потребляемой мощности.

Просмотров: 386

Дата: Суббота, 13 Марта 2010