Огляди та публікації

17.09.2010

Джерела безперебійного живлення (ДБЖ)

Джерело безперебійного живлення (ДБЖ) (англ. UPS-Uninterruptible Power Supply) — автоматичний пристрій, що дає можливість підключеному обладнанню деякий час працювати від акумуляторів ДБЖ при зникненні електричного струму в мережі або при виході його параметрів за допустимі норми. Крім того, ДБЖ здатне коригувати параметри (напругу, частоту) електроживлення. Часто застосовується для забезпечення безперебійної роботи комп'ютерів. Може поєднуватися з різними видами генераторів електроенергії.

Існує три схеми побудови ДБЖ:

резервне ДБЖ використовується для живлення персональних комп'ютерів або робочих станцій локальних обчислювальних мереж. Практично усі недорогі малопотужні ДБЖ, що пропонуються на вітчизняному ринку, побудовані за резервною схемою. При виході електроживлення за нормовані значення напруги (або за його відсутності) ДБЖ автоматично перемикає підключене навантаження до живлення від акумуляторів (за допомогою простого інвертора). Після відновлення нормальної напруги ДБЖ знову перемикає навантаження на живлення від мережі. Недоліком цього виду ДБЖ є несинусоїдальний вихід і відносно довгий час перемикання на живлення від батарей. За рахунок ККД близько 99 % практично безшумні та з мінімальним виділенням тепла. Не можуть коригувати ні напругу, ні частоту (VFD по класифікації МЕК.).
інтерактивне ДБЖ — те ж саме, що й резервне, але, крім того, у нього на вході присутній ступінчастий стабілізатор напруги, що дає змогу отримати регульовану вихідну напругу. (VI по класифікації МЕК.) Інвертори деяких моделей лінійно-інтерактивних ДБЖ видають напругу як прямокутної або трапецеїдальної форми (як у попереднього варіанту), так і синусоїдальної форми. Час перемикання менший, ніж в попередньому варіанті, оскільки здійснюється синхронізація інвертора з вхідною напругою. ККД нижче, ніж у резервних. Асортимент інтерактивних ДБЖ ТМ Sven дивіться тут.

Лінійно-інтерактивне ДБЖ SVEN Pro+ 1000
оn-line або подвійного перетворення (он-лайн, неавтономний режим) — використовується для живлення файлових серверів і робочих станцій локальних обчислювальних мереж, а також будь-якого іншого обладнання, до якого пред'являються підвищені вимоги щодо якості мережевого електроживлення. Принцип роботи полягає в подвійному перетворенні (double conversion) роду струму. Спочатку вхідна змінна напруга перетворюється в постійну, потім назад у змінну напругу за допомогою зворотного перетворювача (інвертора). Час перемикання тотожний нулю. ДБЖ подвійного перетворення мають невисокий ККД (від 80 % до 94 %), через що відрізняються підвищеним виділенням тепла і рівнем шуму. На відміну від двох попередніх схем, здатні коригувати не лише напругу, а й частоту. (VFI по класифікації МЕК.). Асортимент інтерактивних ДБЖ ТМ Sven дивіться тут.

Частина 1 (вступна)

Неякісне електроживлення вкрай негативно впливає на техніку: сильні сплески напруги здатні вивести з ладу блоки живлення і мікросхеми, а систематичні проблеми з електроенергією викликають передчасне старіння апаратури. А згідно з дослідженнями американської консалтингової компанії Contingency Planning причиною втрати даних в 45 % випадках є неякісне електроживлення. Уникнути таких прикростей допоможе джерело безперебійного живлення (ДБЖ).

Отже, установка джерела безперебійного живлення потрібна для запобігання пошкодженню обладнання і збоїв у роботі систем. Першочерговим завданням ДБЖ передусім вважається забезпечення нормального, коректного завершення роботи при неочікуваному відключенні електроенергії. Проте, в ідеалі, ДБЖ повинен захистити техніку від усіх типів перебоїв в електричних мережах, основні з яких наведено нижче.

Види електроперешкод

Давайте розберемося, які неполадки в електромережі відбуваються найчастіше і чим вони зазвичай бувають викликані:

Імпульс напруги – різка зміна напруги, за якою йде відновлення до звичайного рівня за проміжок часу до 10 мсек. Причина імпульсів – ліфти, кондиціонери, промислове устаткування, блискавки тощо. Амплітуда імпульсів може досягати 2000 В.
Провал напруги – раптове значне пониження напруги з відновленням за проміжок часу від декількох періодів до десятків секунд. Причина – обмежена потужність підстанції (особливо в зимовий час), пуск і робота потужного устаткування. Типовий прояв – мерехтіння електролампочок.
Короткочасне пропадання напруги – зникнення напруги тривалістю менше 20 мсек. Причина – пускові струми ксероксів, лазерних принтерів, потужних електродвигунів тощо. Такі пропадання напруги непомітні для ока.
Радіочастотний шум – високочастотна складова напруги, викликана підключенням навантаження, генераторами, промисловим устаткуванням і радіопередавачами.
Довготривале пропадання напруги – зникнення напруги тривалістю від 20 мсек до декількох годин. Причина – відключення ліній від підстанції із-за перевантаження, несприятливих погодних умов, фізичних пошкоджень.
Вибіг частоти – короткочасні зміни частоти при підключенні потужного обладнання.

Для довідки: згідно з результатами дослідження, проведеного компаніями Bell Labs і IBM, кожен ПК щомісячно піддається дії близько 120 нештатних ситуацій, пов'язаних з проблемами електроживлення.

Функції ДБЖ

Основні функції ДБЖ:

Поглинання порівняно малих і короткочасних викидів напpуги;
Фільтpація напpуги живлення, зниження рівня шумів;
Забезпечення pезеpвного електpоживлення навантаження протягом певного вpемени після зникнення напpуги в мережі;
Захист від пеpевантаження і коpоткого замикання.

Додатково до цього чимало моделей UPS під упpавлінням спеціалізованого пpогpамного забезпечення можуть виконувати такі функції:

Автоматичний shutdown обслуговуваного обладнання під час тривалої відсутності напpуги в мережі, а також пеpезапуск обладнання пpи відновленні мережевого живлення;
Монітоpинг і запис у log-файлі стану джерела живлення (темпеpатуpа, рівень заpяду батаpей та інші паpаметpи);
Відобpаження рівня напpуги і частоти змінного струму в живлячій електpомережі, вихідного живлячого напpуги живлення і потужності, яка споживається навантаженням;
Відстежування аваpійних ситуацій і видача попеpеджувальних сигналів (звукові сигнали, запуск зовнішніх пpогpамм тощо);
Вмикання і вимикання навантаження внутрішнім таймеpом у заданий час.

Типи ДБЖ

За своїм принципом дії ДБЖ діляться на три основні типи:
Резервні ДБЖ (off-line) – ці ДБЖ служать для резервування джерела основного електропостачання (електромережі) на випадок аварії (відключення або пониження/підвищення напруги вище встановленої величини). Якщо це відбувається, то спрацьовує перемикач і навантаження переходить на резервне живлення від інвертора, що живиться від батарей. У штатному режимі живлення навантаження здійснюється безпосередньо від електромережі, як правило, через перешкодоподавляючий фільтр. Інші назви резервних ДБЖ: stand-by, backup, in-line.
Переваги резервних ДБЖ: простота і, отже, дешевизна; високий ККД і, отже, низькі експлуатаційні витрати. Недоліки резервних ДБЖ: відсутність стабілізації напруги і частоти в штатному режимі; великий час перемикання на живлення від батарей (декілька мсек) і, отже, короткочасне зникнення або викид напруги на навантаженні; втрата фази при перемиканні.
У цілому ДБЖ цього класу можна характеризувати як компроміс між прийнятним рівнем захисту від неполадок в електромережі та ціною. Потужність пристроїв, що випускаються, коливається від 220 до 2000 VA (ВА).
Лінійно-інтерактивні ДБЖ (line-interactive) у штатному режимі забезпечують навантаження напругою від основної електромережі, в деякій мірі регулюючи напругу (автотрансформатор), а при аварії в основній електромережі навантаження синхронно перемикаються на інвертор.
За принципом роботи лінійно-інтерактивні ДБЖ схожі з резервними ДБЖ: вони також служать для резервування основного джерела електропостачання, «гасячи» невеликі сплески напруги і згладжуючи перешкоди. Водночас вони мають низку істотних відмінностей. Так, інвертор ДБЖ включається паралельно електромережі і працює в двосторонньому режимі: здійснює моніторинг лінії електроживлення і в певних межах забезпечує регулювання та стабілізацію вихідної напруги ДБЖ, а також поновлює заряд батарей. Окрім цього, багато виробників встановлюють у ДБЖ цього класу додаткові вузли (ферорезонансні трансформатори або автотрансформатори), що дають змогу розширити діапазон вхідної напруги, завдяки чому напруга на виході підтримується на прийнятному рівні без переходу на живлення від батарей.
Переваги лінійно-інтерактивних ДБЖ: досить високий ККД і надійніший порівняно з резервними ДБЖ захист електроживлення підключеного навантаження.
Недоліки лінійно-інтерактивних ДБЖ: нестабільність вихідної напруги в штатному режимі, залежність від діапазону вхідної напруги; відсутність стабілізації частоти в штатному режимі; відсутність ізоляції навантаження від електромережі; неефективність при роботі на навантаження з високою мірою нелінійності; проникнення імпульсів і шумів з основної мережі на навантаження; низька інформаційна безпека (можливість несанкціонованого доступу до обладнання через лінії живлення).

Лінійно-інтерактивне ДБЖ SVEN Pro+ 400

Лінійно-інтерактивне ДБЖ SVEN Pro+ 800

Постійно включені ДБЖ або ДБЖ з подвійним перетворенням (on-line, double-conversion)

Характеристики ДБЖ

Перелічимо коротко головні характеристики ДБЖ:

Діапазон вхідної напруги, при якому ДБЖ працюють від мережі і не перемикаються на роботу від вмонтованих батарей. Як відомо, більший діапазон вхідної напруги зменшує кількість переходів на батарею і збільшує термін її експлуатації. Крім того, ДБЖ з ширшим діапазоном вхідної напруги продовжують працювати від мережі і живити навантаження, тоді як ДБЖ з меншим діапазоном вже перейшли на батарею і, розрядивши її, знеструмлюють навантаження. Це особливо актуально для наших електромереж, де нерідкі тривалі «просідання» напруги.
Зміна вихідної напруги при зміні вхідної. «Обов'язок» ДБЖ – забезпечити вихідну напругу, при якій може нормально функціонувати устаткування, що захищається ним. Знижений вольтаж на виході ДБЖ здатний викликати збої в роботі обладнання і втрату даних, значне підвищення напруги призводить до тих же результатів плюс вихід обладнання з ладу. Підвищення напруги відбуваються рідше, але їх наслідки носять сумніший характер. Off-line ДБЖ напругу ніяк не коригують, моделі line-interactive виробляють «зрушення» напруга фіксованої величини (яка може набувати декілька значень).
Параметри вихідної напруги при роботі від батарей – напруга, частота, форма сигналу. Ці параметри визначають якість генерації, забезпечувану ДБЖ, від чого залежить сфера застосування конкретного пристрою.
Процес перемикання ДБЖ на батарею і назад. Для нормальної роботи приєднаного до ДБЖ обладнання усі перемикання і перехідні процеси мають бути «непомітні». Це означає, що вони повинні виконуватися за мінімальний час і проходити коректно – зокрема, супроводжуватися правильною синхронізацією частоти ДБЖ із зовнішньою частотою живлячої мережі.
Поведінка ДБЖ при виникненні перевантаження на виході. При перевантаженні в режимі роботи від батарей ДБЖ вимикається (для запобігання виходу з ладу). Якщо в процесі роботи від мережі виникло перевантаження (наприклад, до ДБЖ було підключено додаткове обладнання), користувач повинен знати про це, щоб вчасно зменшити навантаження. Інакше при пропаданні напруги в мережі підключене устаткування буде вмить знеструмлено. Найбільш ефективним є поєднання звукової і світлової індикації, тоді як деякі ДБЖ забезпечують лише світлову або не мають взагалі жодної індикації.
Наявність «холодного» старту, тобто можливість включити ДБЖ за відсутності напруги в електроживлячій мережі. Така функція може бути корисною, наприклад, якщо під час тривалого зникнення живлення потрібно увімкнути комп'ютер або прийняти/відправити факс.
Можливість стабілізації частоти (для on-line ДБЖ). Деяке обладнання може бути критичним до частоти живлячої напруги. Наприклад, у двигунів змінного струму (магнітофон, вініловий програвач тощо) при зміні частоти живлячої напруги змінюється швидкість обертання.

Частина 2 (практична)

У цій статті ми зупинимося на темі вибору джерела безперебійного живлення.

Отже, ви наважилися придбати ДБЖ. Передусім, необхідно чітко зрозуміти, які з перерахованих проблем електроживлення (описаних в частині 1 статті) стосуються вас безпосередньо, щоб вибрати відповідну в усіх відношеннях модель ДБЖ.

Для будинку і малого офісу. Якщо ви проживаєте в нових районах великих міст, мережа у ваших будинках досить стабільна і ви не відлучаєтеся від включеного комп'ютера надовго, кращим вибором стане простий Off-line ДБЖ достатньої потужності.
Стандартний ПК дуже «лояльний» до трапецієвидної напруги, тому немає сенсу витрачати зайві гроші на непотрібні для вас функції. Можна вибрати модель без видаленого управління і навіть без моніторингу (звуку вмонтованого біпера в умовах малогабаритних приміщень цілком достатньо для того, щоб вирішити, які заходи потрібно застосовувати). Хорошим доповненням до простого ДБЖ може бути звичайний мережевий фільтр. Тільки запам'ятайте: в жодному разі не можна підключати мережеві фільтри до виходів ДБЖ, це істотно спотворює характеристики і так не дуже синусоїдальної хвилі.

Для офісів і локальних мереж. Тут існує як мінімум три рішення проблеми електроживлення. Перше і найпростіше – захистити сервер і зберігати на ньому більшість інформації. Для цього підійде Line-іnteractive ДБЖ середньої і великої потужності або, якщо у вас дуже цінна інформація, On-line ДБЖ. Тут не слід бути дріб'язковим, підтримка моніторингу та інші корисні можливості програмного забезпечення практично обов'язкові.
Друге рішення: на додаток до захисту сервера захистити робочі станції простими ДБЖ, такими ж, як для домашнього користування. Є непогана можливість заощадити – живити близько розташовані комп'ютери на один ДБЖ. Пам'ятайте тільки про максимальну потужність і не користуйтеся моніторами з великою діагоналлю.
Третє рішення, найоптимальніше, але й найдорожче: живити усю електромережу через On-line ДБЖ великої потужності. Застосування цих систем виправдовується тільки у випадках дуже цінної інформації і за наявності постійного спостерігача, здатного у відведений час коректно знеструмити усі увімкнені агрегати електромережі або перевести їх на альтернативне живлення (аварійний генератор).

Вибір ДБЖ

Після того, як Ви визначилися з типом ДБЖ, слід звернути увагу на такі його характеристики:

вихідна потужність, вимірюється у вольт-амперах (VA) або ватах (W);
час перемикання, тобто час переходу ДБЖ на живлення від акумуляторів (вимірюється в мілісекундах, мсек);
час автономної роботи, визначається ємністю батарей і потужністю підключеного до ДБЖ обладнання (вимірюється в хвилинах);
ширина діапазону вхідної (мережевої) напруги, при якому ДБЖ в змозі стабілізувати живлення без переходу на акумуляторні батареї (вимірюється у вольтах, V);
термін служби акумуляторних батарей (вимірюється роками, зазвичай 5–10 років).

Основною характеристикою джерел безперебійного живлення є потужність. Для ДБЖ вона вимірюється у вольт-амперах (скорочено VA). В більшості випадків для того, щоб перевести вольт-ампери в звичніші вати, необхідно потужність в VA розділити на 1,4 або помножити на 0,7.
Потужність, що споживається навантаженням, визначається як добуток вихідної потужності ДБЖ (у вольт-амперах, VA) на коефіцієнт потужності навантаження (Power Factor, PF).
Слід вибирати такий ДБЖ, для якого виконується така умова:

P = Wн x PF, де

Для розрахунку сумарної споживаної потужності додайте потужності усіх пристроїв. Виберіть з лінійки моделей ДБЖ таку, щоб отримана сумарна потужність складала не більше 80% від вихідної потужності ДБЖ. Деякі фахівці рекомендують вибирати ДБЖ з потужністю, яка мінімум в 1,5 рази перевершує сумарне навантаження. В цьому випадку можна говорити про нормальну роботу джерела безперебійного живлення.
Зазвичай, величина споживаної потужності вказана на наклейці, розміщеній на задній панелі пристроїв. Для прикладу, типова споживана потужність для системного блоку ATX складає 250–350 VA (180–250 Вт), для моніторів 15–17" – 140–170 VA (100–122 Вт). Таким чином, для ПК у стандартній домашній конфігурації (мультимедійна станція з монітором діагоналлю 15'') достатньо ДБЖ на 500-600 VA.
Одним з важливих критеріїв також є час автономної роботи комп'ютера від батареї ДБЖ, тобто час, протягом якого джерело може підтримувати нормальне живлення комп'ютера за відсутності напруги в домашній електромережі. Цей час безпосередньо залежить від енергетичної ємності акумуляторної батареї ДБЖ. Оптимальний час автономної роботи ПК будинку повинен складати близько 10–15 хвилин – цього цілком достатньо для завершення роботи і збереження будь-якого документа.
Дуже корисна додаткова особливість – «холодний старт», тобто можливість вмикання приєднаного до ДБЖ обладнання, коли напруга в зовнішній електромережі відсутня. Це буває необхідно, наприклад, коли потрібно терміново прийняти або відправити лист електронною поштою.
Під час купівлі слід звернути увагу і на середній термін служби акумуляторів в конкретному ДБЖ – вартість заміни батареї може доходити до третини від загальної ціни джерела безперебійного живлення. В принципі, типовий термін служби акумуляторів складає від 3 до 5 років, хоча, звичайно, цей показник дуже сильно залежить від частоти їх використання.

Підключення ДБЖ

Підключення джерела безперебійного живлення ненабагато складніше за підключення електроподовжувача. У ДБЖ є декілька однакових роз'ємів для підключення кабелів електроживлення. Єдине «але»: ПК і джерело не можна з'єднати комп'ютерним кабелем, що закінчується звичайною вилкою: вона просто не підійде до роз'єму ДБЖ. Тому якщо в комплекті ДБЖ немає спеціальних кабелів, то їх доведеться придбати окремо. У потужних ДБЖ підключення здійснюється за допомогою спеціальних клемних колодок.
Такі пристрої, як лазерні принтери або копіювальні апарати підключати до виходу ДБЖ не рекомендується, оскільки при роботі вони в окремі моменти споживають велику пікову потужність, що може привести до перевантаження інвертора і відключення навантаження. Тому багато виробників встановлюють на виході ДБЖ додаткові розетки, що забезпечують захист тільки від перенапруження і перешкод. В основному це відноситься до малопотужних пристроїв.
Після першого включення ДБЖ в електромережу вимагається зазвичай від чотирьох до шести годин для повної зарядки акумулятора. Після цього джерело повністю готове до роботи. У штатних ситуаціях – при нормальній живлячій напрузі в домашній електромережі – ДБЖ ніяк себе не проявляє. Але, як тільки джерелу доведеться перемкнутися на роботу від своєї батареї, він тут же оповістить вас про це, причому відразу декількома способами. Перше – це сигнальні індикатори на корпусі ДБЖ. Друге – пронизливе «пищання» джерела. І, нарешті, третє – це сповіщення програмним способом (на екран виводиться спеціальне попередження).

Експлуатація ДБЖ

При виборі ДБЖ важливо враховувати простоту експлуатації та їх технічного обслуговування. Для кінцевого користувача велике значення мають засоби індикації стану ДБЖ і підключеного навантаження. Найпростіші засоби відображення потрібної інформації – світлодіоди, більш інформативні – рідкокристалічні (РК) дисплеї.
Кожен ДБЖ оснащено функціями тестування – перевірки справності своїх внутрішніх вузлів. При цьому здійснюється контроль позаштатних ситуацій (виникнення перевантаження або короткого замикання), аналізується стан батарей, міра їх розряджання, а також правильність підключення ДБЖ. Під час подачі живлення на ДБЖ автоматично запускається процедура тестування, яка потім повторюється через певні проміжки часу. Цей процес можна запустити і вручну, натиснувши відповідну кнопку (якщо така у ДБЖ є).
За наявності у ДБЖ інтерфейсних роз'ємів можна здійснювати віддалений моніторинг процесу електроживлення обладнання, що також значно спрощує їхнє технічне обслуговування. Для контролю за станом електромережі та акумуляторних батарей, а також інших блоків пристрою за допомогою спеціального програмного забезпечення ДБЖ може з'єднуватися з ПК додатковим інтерфейсним кабелем. Зазвичай ПО для контролю входить до комплекту постачання ДБЖ, якщо ні, то його можна безкоштовно викачати через інтернет із сайту виробника. Практично усі пристрої стандартно обладнані послідовним інтерфейсом RS-232.
У багатьох ДБЖ передбачена можливість гарячої заміни батарей (без вимикання ДБЖ і переривання живлення навантаження). Тобто користувач сам може купити батареї і замінити старі. При цьому слід звернути увагу на наявність у ДБЖ байпаса – можливості живлення навантаження відфільтрованою напругою в обхід основної схеми ДБЖ. Переходження в цей режим відбувається автоматично при виникненні несправностей у вузлах ДБЖ або вручну для проведення обслуговування, наприклад, тієї ж заміни батарей. Ця функція є у усіх ДБЖ з подвійним перетворенням напруги, а також у деяких лінійно-інтерактивних пристроїв.

Заземлення комп'ютера

Заземляти комп'ютер важливо не лише для його стійкої роботи, а й для вас самих, точніше, для збереження вашого здоров'я. Відомо, що на корпусі комп'ютера існує потенціал близько 100-110 В – напруга немаленька. Потрапити під неї можна, наприклад, випадково доторкнувшись до незафарбованих металевих частин корпусу комп'ютера і одночасно до батареї опалювання. Якщо комп'ютер заземлено, удару струмом не буде – розряд піде в землю через відповідний дріт з низьким опором, а не через вас.
Крім того, виробники обчислювальної техніки, приводячи свої вироби у відповідність з жорсткими сучасними нормами безпеки, постійно зменшують рівень їх електромагнітних випромінювань. Проте багато хто з цих зусиль зводиться до нуля через банальну відсутність заземлення.
Проблема заземлення стане особливо актуальною, якщо ви побудуєте домашню мережу. Окремі комп'ютери в ній, природно, підключатимуться до різних джерел живлення, мережевий же кабель почне грати роль своєрідного моста для вирівнювання потенціалів. Струми, що виникають при цьому, здатні вивести обладнання, підключене мережі, з ладу.
Отже, заземлення потрібне, щоб: 1) виключити ураження людини струмом; 2) зменшити несприятливу дію електромагнітних випромінювань; 3) знизити вплив зовнішніх наведень на комп'ютерну систему; 4) забезпечити нормальну роботу апаратури в мережі.

Про мережеві фільтри

Через низку обставин не усім користувачам потрібний ДБЖ для захисту від електроперешкод. У цьому випадку від деяких прикростей їх зможе захистити мережевий фільтр-подовжувач.
Сучасні мережеві фільтри зовні дуже схожі на звичайні електроподовжувачі з трьома і більше розетками. Вони забезпечуються вимикачем і сигнальним індикатором. Довжина кабелю подовжувача коливається від 1,5 до 5 і більше метрів. Такі фільтри призначені для захисту комп'ютерної техніки від короткочасного збільшення напруги (surge), високовольтних сплесків (spike), а також від різних електромагнітних перешкод. Але ці пристрої, на жаль, абсолютно безсилі перед такими прикростями, як провали напруги (sag) і, тим більше, його повне зникнення (blackout): усі ваші незбережені дані будуть безслідно втрачені.
Підключається мережевий фільтр точно так, як і звичайний електроподовжувач: кабелі живлення від комп'ютера і монітора – до мережевого фільтра, а електрокабель від фільтра – до звичайної розетки.
За наявності ДБЖ застосування мережевого фільтра також бажане: пікові імпульси в подібних електромережах іноді досягають попросту жахливих величин. Мережевий фільтр коштує значно дешевше ДБЖ, і, якщо він згорить, буде його не так шкода, як при втраті зовсім не дешевого ДБЖ.

ДБЖ (UPS) On-line (безперервної дії з подвійним перетворенням)

Джерела безперебійного живлення ДБЖ, діючі за схемою «on-line», на відміну від систем «off-line» і «line-interactive», дають вам упевненість, що у вас не буде перерв у постачанні електроживлення, навіть у разі його відсутності в мережі.
Для цього використовується технологія подвійного перетворення живлення, яка дає змогу безперервно перетворювати змінний струм основної мережі в постійний струм (який використовується для заряджання батареї) перш, ніж бути поданим через інвертор для перетворення назад в змінний струм для живлення комп'ютера.
Це гарантує відсутність часу перемикання при виникненні проблем з живленням від основної мережі, а також забезпечує компенсацію «просідання»(зниження напруги на лінії) – проблеми, з якою не можуть впоратися системи типу «off-line».
У більшості випадків живлення основної мережі пропадає не водночас, а протягом декількох періодів. У міру падіння напруги « просідання » компенсується батареєю ДБЖ типу «on-line». Інвертор не виявляє відмінностей навіть у разі змішування напруги батареї і постійного струму, отриманої від основної мережі.
Якщо повністю припинилася подача живлення від основної мережі, усе навантаження перемикається на роботу від батареї. Що стосується комп'ютера, то для нього не відбувається жодних змін у подачі напруги і синусоїдальний сигнал на виході постійно синхронізований з основною мережею.
У ДБЖ з дійсним подвійним перетворенням (технологія «on-line») батарея постійно підключена до шини постійного струму через діод або аналогічний електронний пристрій.
Визначення того, що конкретно є джерелом безперебійного живлення (ДБЖ) типу «on-line», широко поширене в промисловості. Проте багато виробників не дотримуються цієї тенденції і, хоча вони можуть застосовувати подвійне перетворення, але для зв'язку батареї з блоком постійного струму ДБЖ використовують перемикач або реле. У разі втрати напруги потрібно декілька мілісекунд для реле при замиканні батареї на інвертор і це може викликати значні перепади вихідної напруги.
Джерела безперебійного живлення ДБЖ, побудовані за схемою On-Line, мають додатковий режим роботи By-pass («обхід»). Байпас (By-pass) є режимом, при якому навантаження живиться безпосередньо від зовнішньої мережі через фільтр, в деяких моделях ще й через трансформатор гальванічної розв'язки, вмонтований у ДБЖ. Розрізняють By-pass автоматичний і ручний (технічний).
Автоматичний By-pass включається при перевантаженні ДБЖ, наприклад, при включенні навантаження, пускова потужність якого в 3–7 разів вища за номінальну, при виникаючих усередині джерела відмовах, при перегріванні і т. п. Без автоматичного By-pass неможлива побудова деяких резервних систем безперебійного живлення. При резервуванні входи ДБЖ і By-pass мають бути роздільними. Вхід основного ДБЖ живиться від мережі, а вхід By-pass від того резервного, що перебуває в гарячому режимі. У разі відмови основного ДБЖ він автоматично перемикається в By-pass і навантаження отримує живлення від резервного. Існує й інша архітектура систем безперебійного живлення, в яких потрібна наявність автоматичного By-pass.
Ручний By-pass потрібний під час ремонту, регламентних робіт, здійснюваних з ДБЖ, для забезпечення безперервності в живленні навантаження.
Вартість акумуляторів складає 40-50% від вартості джерела безперебійного живлення ДБЖ класу On-line. Ресурс акумуляторів, як відомо, визначається кількістю циклів заряджань-розряджань, температурою довкілля, оптимальністю зарядного і розрядного струму та їх періодичними «тренуваннями».
Важливою перевагою якісних джерел безперебійного живлення – On-line ДБЖ – є інтелектуальне управління акумуляторними батареями. Відомо, що в акумуляторній батареї постійно протікають процеси саморазряджання. Для їх компенсації зазвичай в джерелах безперебійного живлення ДБЖ здійснюють безперервну підзарядку батареї малим струмом. Слабкий струм, що постійно проходить через батарею, викликає зміни хімічного складу активних речовин, корозію решітки та осипання активної маси позитивних пластин. Це призводить до безповоротного падіння ємності батарей, їх термін служби скорочується, і реальний час батарейної підтримки зменшується. У різних моделях ДБЖ реалізуються алгоритми управління заряджанням батарей різної міри складності. Наявність интелектуального режиму управління акумуляторними батареями гарантує максимально щадну їх експлуатацію і відповідно продовження терміну їх служби.
Навантаження, що живиться через джерело безперебійного живлення ДБЖ класу On-line, не може бути виведено з ладу або пошкоджено шляхом «електродиверсії» (цілеспрямованої дії на електроприлад або групу приладів через внесення спеціально підібраної послідовності збурень в електромережі, що живить їх). ДБЖ On-line є також єдиним абсолютно надійним захистом від спроб зчитування інформації з комп'ютера шляхом аналізу його зворотної дії на електромережу.

Переваги джерел безперебійного живлення з подвійним перетворенням (технологія «on-line») :
- максимальна фільтрація мережевої напруги від перешкод і викидів; перешкоди, генеровані навантаженням, не пропускаються назад в мережу;
- повна стабілізація форми і величини вихідної напруги як під час роботи від мережі, так і під час роботи від батарей, а також синусоїдальна форма вихідної напруги;
- відсутні час перемикання на батареї і будь-які перехідні процеси при перемиканні.

Режими роботи ДБЖ з подвійним перетворенням:
Мережевий режим – режим живлення навантаження енергією мережі. За наявності мережевої напруги в межах допустимого відхилення і навантаження, що не перевищує максимально допустимого, ДБЖ працює в мережевому режимі. У цьому режимі здійснюється:
& • фільтрація імпульсних і високочастотних мережевих перешкод;
& • перетворення енергії змінного струму мережі в енергію постійного струму за допомогою випрямляча і схеми корекції коефіцієнта потужності;
& • перетворення за допомогою інвертора енергії постійного струму в енергію змінного струму із стабільними параметрами;
& • підзарядка АБ за допомогою зарядного пристрою.
Автономний режим – режим живлення навантаження енергією акумуляторної батареї. При відхиленні параметрів мережевої напруги за допустимі межі або при повному вимиканні мережі ДБЖ миттєво переходитиме на автономний режим живлення навантаження енергією акумуляторної батареї (АБ) через підвищуючий перетворювач DC/DC та інвертор. При відновленні напруги мережі ДБЖ автоматично перейде в мережевий режим.
Режим Байпас – живлення навантаження безпосередньо від мережі. Якщо в мережевому режимі відбувається перевантаження або перегрівання ДБЖ, а також, якщо один з вузлів ДБЖ виходить з ладу, то навантаження автоматично перемикається з виходу інвертора безпосередньо на мережу живлення. При усуненніі причин переходу в Байпас (перевантаження або перегрівання) ДБЖ автоматично повертається в нормальний мережевий режим з подвійним перетворенням енергії. Відзначимо, що в режимі Байпас навантаження не захищене від неякісної напруги мережі.

Схема режиму роботи By-pass

Режим холодного старту

Словничок ДБЖ

Аварійне джерело живлення – незалежне резервне джерело електричної енергії (ДБЖ або ДГУ), яке при несправності або відключенні основного джерела забезпечує електроживлення необхідної якості і необхідної потужності для продовження роботи обладнання користувача.

Аварійний (автономний) режим роботи ДБЖ (UPS) – режим, в якому електропостачання обладнання забезпечується за рахунок енергії, запасеної в акумуляторній батареї ДБЖ.

Автоматичний вимикач – захисний відключаючий компонент, що розмикає ланцюг протікання струму при заздалегідь заданій величині.

Автономний генератор – локальний перетворювач механічної або якій-небудь іншій енергії в електричну, наприклад, дизель-електрогенератор (ДГУ), вітроелектрогенератор тощо.

Активна потужність (діюча потужність) – термін, що використовується для опису добутку ефективного значення струму, напруги й коефіцієнта потужності. Виражається у Ватах (Вт) або Кіловатах (кВт). Фізично є потужністю, реально споживаною обладнанням.

Активне навантаження – навантаження, у якого вхідний коефіцієнт потужності дорівнює «1», прикладом може послужити лампочка розжарювання або ДБЖ з корекцією вхідного коефіцієнта потужності. Потужність такого навантаження, виміряна у Ватах (Вт), співпадає з потужністю у Вольт-амперах (ВА).

Акумуляторна батарея ДБЖ (UPS) – джерело енергії для ДБЖ (UPS) на випадок відсутності або незадовільної якості живлячої мережі. Напруга акумуляторної батареї залежить від рішень схемотехнік, вибраних виробником ДБЖ при його проектуванні. Зазвичай акумуляторна батарея складається з необслуговуваних свинцево-кислотних герметичних акумуляторів, у разі особливих вимог використовуються нікель-кадмієві акумулятори. При тривалому часі роботи вартість батареї ДБЖ починає займати значну долю у вартості системи, і тоді застосовують ДГУ в комплекті з ДБЖ на нетривалий час роботи. Термін служби батареї коливається від 3 до 10 років залежно від типу застосованих батарей та умов їх експлуатації.

Ампер (А) або кіловольтампер (кА) – одиниця виміру сили електричного струму. Струм дорівнює одному Амперу при його протіканні через провідник опором 1 Ом при прикладеній напрузі 1 Вольт.

Байпас (By-pass) – поняття має 2 значення:
Режим роботи ДБЖ, в якому вхід ДБЖ безпосередньо або через коригуючі й фільтруюючі ланцюги сполучено з виходом ДБЖ. У такому режимі ДБЖ практично не здатний впливати на якість вихідної напруги. У режим байпас ДБЖ переводять або примусово з панелі управління, або ДБЖ переходить в цей режим самостійно при перевантаженні або несправності.
Частина схеми ДБЖ, що забезпечує роботу режиму байпас. Буває електронною (статичний байпас) і механічною (сервісний байпас). Електронний байпас захищає навантаження ДБЖ від перевантаження, а обладнання від відключення живлення при аварії в ДБЖ. Механічний байпас призначено для відключення ДБЖ від мережі при обслуговуванні без відключення обладнання.

Безперервне підзаряджання – режим заряду батареї, при якому батарея ДБЖ завжди перебуває під напругою плаваючого заряду (Floating Charge). Такий режим заряду неоптимальний для батареї, оскільки викликає проходження постійного струму через батарею, прискорюючи її деградацію.

Бустер ДБЖ (UPS) – пристрій, що дозволяє підвищувати або знижувати вихідну напругу за рахунок перемикання обмоток автотрансформатора або за рахунок специфічних рішень схемотехнік. Застосовується в лінійно-інтерактивних ДБЖ.

Ват (Вт) або Кіловат (кВт) – одиниця виміру активної потужності. Електрично визначається як потужність, що виділяється в навантаженні при прикладеній до неї напрузі 1 Вольт і силі струму в 1 Ампер.

Випрямляч ДБЖ (UPS) – пристрій, що перетворює змінний струм в постійний. У сучасних ДБЖ випрямляч також виконує функцію корекції вхідного коефіцієнта потужності ДБЖ.

Вихідна напруга ДБЖ (UPS) – напруга, що забезпечується вихідними ланцюгами ДБЖ для живлення устаткування, що захищається. Зазвичай є можливість користувачеві самостійно вибирати величину вихідної напруги з ряду – 220, 230, 240 Вольт.

Вихідний коефіцієнт потужності ДБЖ (UPS) визначає з якими коефіцієнтами потужності можна підключати до цього ДБЖ обладнання, тобто допустиме співвідношення повної й активної потужності на виході інвертора ДБЖ. Наприклад, вихідний коефіцієнт потужності 0,8 показує, що до ДБЖ з повною потужністю 100 кВА можна підключити обладнання з активною потужністю не більше 80 кВт з коефіцієнтом потужності 0,8 (повна потужність обладнання складе 100 кВА). Але обладнання 80 кВт з коефіцієнтом потужності 0,7 до такого ДБЖ підключити вже не вдасться, тому що його повна потужність складе 114 кВА.

Вихідний ізолюючий трансформатор ДБЖ (UPS) – трансформатор, що включається у вихідний ланцюг ДБЖ для забезпечення гальванічної розв'язки між ДБЖ та його навантаженням. У трифазних системах застосовується трансформатор «трикутник-зірка». Він утворює вихідну нейтраль навантаження, ізольовану від вхідної нейтралі ДБЖ.

Вихідний номінальний струм ДБЖ (UPS) – середньоквадратичне значення струму, яке можуть забезпечити вихідні ланцюги ДБЖ за умови їх 100% -го завантаження в кВА з нормованим коефіцієнтом потужності і при номінальному значенні вихідної напруги.

Вольт (В) або Кіловольт (кВ) – одиниця виміру активної напруги.

Вольт-ампер (ВА) або Кіловольт-ампер (кВА) – одиниця виміру активної повної потужності, визначається як добуток середньоквадратичних (ефективних) значень напруги і струму в ланцюзі.

Вхідна напруга – напруга, отримувана ДБЖ із зовнішньої електромережі від живлячої підстанції або від дизель-генераторної установки (ДГУ).

Вхідний ізолюючий трансформатор ДБЖ (UPS) – трансформатор, що включається у вхідний ланцюг ДБЖ для забезпечення гальванічної розв'язки його внутрішніх вузлів і вхідної електромережі. Застосовується для уникання короткого замикання ланцюгів ДБЖ, що комплектується негерметичною акумуляторною батареєю з рідким електролітом, якщо існує вірогідність його витоку. Також застосовується при необхідності гальванічної розв'язки ланцюга By-pass.

Вхідний коефіцієнт потужності ДБЖ (UPS) визначає, як поводять себе вхідні ланцюги ДБЖ по відношенню до вхідної мережі, тобто яке навантаження і з яким коефіцієнтом потужності являє собою ДБЖ для живлячої мережі або ДГУ.

Вхідний номінальний струм ДБЖ (UPS) – середньоквадратичне значення струму, споживаного ДБЖ за умови його 100% -го завантаження.

Генератор – загальна назва пристроїв для генерування електричної напруги або струму, або якої-небудь іншої енергії.

Герц (Гц) – див. Частота.

Дельта перетворення – принцип дельта перетворення. Принцип такого перетворення полягаює в тому, що подвійному перетворенню в ДБЖ (UPS) піддається не уся енергія, споживана від мережі, а тільки її частина (до 15%) необхідна для підтримки стабільної вихідної напруги (звідси і така назва принципу), а це веде до зменшення втрат і природно підвищення ККД. Окрім цього значно підвищується вхідний коефіцієнт потужності ДБЖ.

Децибел акустичний (дБА) – одиниця виміру рівня шуму з накладеним на вимірника фільтром, що враховує особливість сприйняття шуму слуховим апаратом людини (нелінійність частотної характеристики вуха). У дБА зазвичай вимірюються шумові характеристики ДБЖ (UPS).

Джерело безперебійного живлення, ДБЖ, UPS – пристрій, що підтримує задану якість вихідної напруги за наявності неполадок у вхідній напрузі за рахунок використання енергії акумуляторних батарей (пропадання, спотворення форми, відхилення від номіналу тощо). ДБЖ з подвійним перетворенням On-Line класу VFI-SS-111 забезпечують захист від будь-яких неполадок живлячої енергомережі.

Дизель-генераторна установка (ДГУ) – пристрій, що складається з двигуна внутрішнього згорання і електричного генератора, вживаний для аварійного живлення устаткування.

Динамічна нестабільність вихідної напруги ДБЖ (UPS) – нестабільність значення вихідної напруги при стрибкоподібній зміні значення навантаження на виході ДБЖ (зазвичай дані наводяться при зміні потужності навантаження від 0 до 100% і від 100% до 0). Чим нижче це значення, тим вище динамічні характеристики ДБЖ.

Діапазон вхідної напруги ДБЖ (UPS) – верхній і нижній пороги вхідної напруги, при яких ДБЖ переходить на живлення від акумуляторної батареї. Чим ширше цей діапазон, тим менше ДБЖ переходить на батарею, зберігаючи її ємність і, зрештою, термін служби.

Діапазон частот ДБЖ (UPS) – допустиме відхилення вхідної або вихідної частоти ДБЖ / UPS від номінального значення в сталому стані.

Дрейфування частоти – це поступове збільшення або зменшення її середнього значення при постійному навантаженні.

Електромагнітна сумісність – властивість пристрою не створювати перешкод роботі іншого обладнання.

Ethernet – один з найбільш поширених типів локальної обчислювальної мережі (ЛОМ).

Ємність акумулятора – здатність накопичувати і віддавати електроенергію постійного струму, визначає час автономної роботи ДБЖ. Вимірюється в Ампер-годинах або Ват-годинах. У разі відносно швидкого розряду акумулятора застосовується зручніше поняття – потужність, що віддається батареєю при розряді до певного порогового значення напруги за певний період часу.

Заземлення (земля) – вирівнювання потенціалів металевих поверхонь обладнання з потенціалом землі (нульовим) для забезпечення безпеки обслуговуючого персоналу, забезпечується за допомогою заземляючого провідника. Також служить для усунення синфазної перешкоди у фазному і нейтральному живлячих провідниках. Правила виконання заземлення строго регламентуються нормативною документацією.

Зарядний пристрій ДБЖ (UPS) – частина ДБЖ, яка забезпечує підтримку акумуляторної батареї в зарядженому стані. У сучасних ДБЖ зарядний пристрій працює за складним алгоритмом, що забезпечує максимальний термін експлуатації акумуляторної батареї ДБЖ, за умови рекомендованого діапазону температури довкілля і швидкого термокомпенсованого заряду.

Згортка (shutdown) – згортка роботи локальної обчислювальної мережі. Полягає в коректному завершенні роботи серверів і робочих станцій із збереженням даних у запущених застосуваннях.

З'єднання зіркою – метод з'єднання фаз у трифазній системі. До середньої точки може бути підключено четвертий або нейтральний провідник.

З'єднання трикутником – трифазне з'єднання, в якому початок кожної фази сполучено з кінцем наступної. Навантаження підключається до кутів трикутника. В деяких випадках у кожній фазі робиться центральне відведення, але найчастіше воно робиться в одному плечі, забезпечуючи чотирипровідне з'єднання.

Змінний струм – електричний струм, який періодично змінює свій напрям і амплітудне значення при протіканні через провідник або контур. Величина змінного струму росте від нуля до максимального значення, потім повертається до нуля, а далі відбувається те ж саме в протилежному напрямі. Одна повна зміна відбувається за один період або 360 градусів. У разі змінного струму з частотою 50 Герц зміна напряму струму відбувається 50 разів в секунду.

Інвертор ДБЖ (UPS) – частина схеми ДБЖ, яка служить для перетворення постійної напруги батареї в змінну напругу на виході джерела. У ДБЖ класу Off-line інвертор працює тільки в автономному режимі ДБЖ і формує ступінчасту апроксимацію синусоїди. У ДБЖ класу Оn-line інвертор виробляє на виході практично ідеальну синусоїду і працює в будь-якому режимі (окрім By-pass), отримуючи на свій вхід в автономному режимі живлення від акумуляторів, а в нормальному режимі –- від вхідної мережі після випрямлення і стабілізації вхідної змінної напруги.

Індуктивність (L) – будь-який пристрій, до складу деталей якого входить залізо, має деяку кількість магнітної інерції. Ця інерція перешкоджає будь-яким змінам струму. Характеристика контура, яка викликає цю магнітну інерцію, відома під назвою самоіндуктивність. Вона вимірюється в Генрі і позначається як L.

кВА (Кіловольт-ампери) – повна потужність обладнання, характеризує струми, наприклад, що протікають по проводах між ДБЖ і навантаженням. За ПОВНОЮ ПОТУЖНІСТЮ з необхідним запасом 10-20% вибирається потужність ДБЖ.

кВт (Кіловати) – активна потужність обладнання, характеризує потужність, споживану навантаженням. Виходячи з активної потужності, у поєднанні з необхідним часом роботи вибирається місткість зовнішньої батареї ДБЖ.

Коефіцієнт потужності – число, що визначає співвідношення між активною потужністю і повною потужністю, споживаною обладнанням. У разі лінійної напруги і струмів, що протікають в електричних колах, коефіцієнт потужності співпадає з косинусом Фі (cos φ). У разі одиничного коефіцієнта потужності струм і напруга співпадають за фазою і обладнання споживає тільки активну потужність – це ідеальний варіант, оскільки за низьке значення коефіцієнта потужності на підприємство можуть накласти штраф. Стосовно ДБЖ буває вхідний коефіцієнт потужності і вихідний коефіцієнт потужності.

ККД (ефективність) ДБЖ (UPS) – параметр, який характеризує втрати потужності в ДБЖ, розраховується як відношення потужності ДБЖЮ що віддається в навантаження (у кВт), до потужності ДБЖ, споживаної з живлячої мережі (у кВт). Чим вище це число, тим менше втрати потужності і витрати.

КНС вхідного струму ДБЖ (UPS) – характеризує відхилення форми вхідного струму ДБЖ від синусоїдальної. Чим більше значення цього параметра, тим гірше це для обладнання, підключеного до тієї ж живлячої мережі і самої мережі, в цьому випадку погіршується електромагнітна сумісність, збільшується нагрів проводів і т. д., крім того, цей параметр безпосередньо впливає на запас по потужності ДГУ при узгодженні її роботи з ДБЖ.

КНС вихідної напруги ДБЖ (UPS) – характеризує відхилення форми вихідної напруги від синусоїдальної, зазвичай приводиться для лінійного (двигуни, деякі види освітлювальних приладів) і нелінійного навантаження. Чим вище це значення, тим гірше якість вихідної напруги ДБЖ.

Коефіцієнт нелінійних спотворень (КНС або коефіцієнт несинусоїдальності) – визначає вагу вищих гармонік змінної напруги по відношенню до основної гармоніки. Чим КНС менше, тим ближче форма напруги до чистої синусоїди. Наприклад, синусоїдальна форма сигналу (КНС = 0), форма сигналу відмінна від синусоїдальної, але спотворення не помітні на око, відхилення форми сигналу від синусоїдальної помітні на око, сигнал має трапецеїдальну або ступінчасту форму (КНС < 21 %), сигнал має прямокутну форму (КНС = 43 %).

Коротке замикання – режим, при якому опір навантаження наближається до нуля. Струм в ланцюзі в цьому випадку обмежується вихідним опором живлячої мережі і опором живлячих провідників. У разі короткого замикання на виході ДБЖ струм обмежується вихідним інвертором ДБЖ або його вихідним трансформатором. На практиці струму короткого замикання ніколи не досягають, оскільки в електричному колі встановлюються запобіжники або автоматичні розмикачі електричного кола.

Критичне навантаження – обладнання, функціонування якого впливає на безперервний технологічний процес або бізнес-процеси, простій такого обладнання або порушення функціонування якого в результаті збою електропостачання може призвести до фінансових або інших втрат.

Лінійне навантаження – навантаження, в якому струм і напруга пов'язані між собою лінійним законом, наприклад: нагрівачі, електролампи, електродвигуни тощо.

Локальна обчислювальна мережа, ЛВС – два або більше комп'ютерів, сполучених між собою для обміну даними.

Мережевий адаптер – пристрій, що дозволяє комп'ютеру або якому-небудь іншому пристрою під'єднатися до локальної обчислювальної мережі (ЛОМ).

М’який старт ДБЖ (UPS) – додатковий спосіб поліпшення сумісності ДБЖ і його живлячої мережі. При перемиканні ДБЖ з режиму роботи від батарей у режим роботи від вхідної мережі, немає «удару» по ній у момент перемикання, навантаження передається плавно. Чим більше значення часу, протягом якого можлива передача навантаження на вхідну мережу, тим менше це викликає в ній «збурень» і тим краще для устаткування, підключеного до цієї мережі. Це властивість ДБЖ безпосередньо впливає на запас по потужності ДГУ при узгодженні її роботи з ДБЖ.

Навантаження – сума потужностей одиниць устаткування, підключених до ДБЖ.

Нейтраль – один з провідників, що умовно вважається зворотним в п'ятипровідній, чотирипровідній або трипровідній системі змінних струмів. Потенціал цього провідника близький до потенціалу заземляючого провідника. У трифазних мережах (п'яти або чотирипровідних) з нелінійним навантаженням, навіть за умови рівномірного завантаження усіх трьох фаз, на нейтральний провід лягати підвищене струмове навантаження. Теоретично максимальний струм через нейтральний провідник може в 1,7 разу перевищувати струм у фазному провіднику.

Нелінійне навантаження – навантаження (обладнання), в якому струм і напруга пов'язані між собою нелінійним законом (комп'ютер, монітор…), тобто будь-який ланцюг, в якому є напівпровідникові елементи.

Неполадки в електромережі – будь-які відхилення параметрів живлячої напруги від встановлених стандартами значень. Якість електричної енергії в Україні нормується ГОСТ 13109-97 «Норми якості електричної енергії в системах електропостачання загального призначення», який визначає номінали і допустимі відхилення таких параметрів електромережі:
- напруга живлення мережі - 220 В з гранично допустимим відхиленням ±10%;
- частота напруги живлення мережі – 50 Гц з гранично допустимим відхиленням ±0,4 Гц;
- КНС напруги живлення – менше 8% протягом тривалого проміжку часу і менше 12% короткочасно.
Основні неполадки живлення мережі:
- повна зникнення напруги в мережі (аварія в мережі);
- довготривалі і короткочасні просідання і сплески напруги;
- високовольтні імпульсні перешкоди;
- високочастотний шум;
- відхилення частоти за межі допустимих значень.
Найпоширенішим видом неполадок у великих містах є довготривалі просідання напруги, а в сільській місцевості до них додаються аварії в електромережі та високовольтні імпульсні перешкоди.

Номінальна вхідна напруга ДБЖ (UPS) – це напруга, на величину якої розраховані усі параметри ДБЖ.

Номінальна вихідна напруга ДБЖ (UPS) – це напруга, на формування якої розраховані усі вузли ДБЖ.

Номінальна вихідна потужність ДБЖ (UPS) – значення повної й активної потужностей обладнання, яке ДБЖ може скільки завгодно довго забезпечувати якісною, нормованою за усіма параметрами напругою.

Номінальна вхідна потужність ДБЖ (UPS) – значення повної й активної потужностей ДБЖ, яке ДБЖ може споживати з живлячої мережі для забезпечення живлення нормованою за усіма параметрами напругою номінального навантаження скільки завгодно довго.

Номінальна частота ДБЖ (UPS) – частота вхідної або вихідної напруги ДБЖ, на яку розрахований агрегат. Нерідко ДБЖ має можливість роботи в режимі перетворювача частоти, наприклад вхідної частоти 50 Гц у вихідну частоту 60 або 400 Гц.

Номінальний струм – номінальний безперервний струм установки або апаратури визначає середньоквадратичне значення змінного струму або величину постійного струму в Амперах, яке може підтримуватися при нормальному режимі роботи без перевищення встановлених меж температури.

Нормальний режим роботи ДБЖ (UPS) – режим роботи ДБЖ, при якому навантаження живиться за рахунок енергії, що відбирається з електромережі, а акумуляторні батареї відключені або заряджаються.

Однофазне навантаження – навантаження або джерело змінного струму, які зазвичай мають три вхідних або три вихідних клеми, відповідно. Три клеми: для підключення фазного, нейтрального і заземляючого провідників.

Однофазні та трифазні ДБЖ (UPS) (1ф і 3ф) – ДБЖ за конфігурацією фаз входів і виходів розрізняються на три види: однофазний вхід – однофазний вихід (1:1 або 1ф / 1ф), трифазний вхід – однофазний вихід (3:1 або 3ф / 1ф), трифазний вхід – трифазний вихід (3:3 або 3ф / 3ф).

Паралельне резервування, нарощування потужності системи ДБЖ – спосіб побудови системи безперебійного електропостачання (СБЕ), метою якого є або підвищення надійності (резервування), або збільшення загальної вихідної потужності СБЕ (масштабування). Досягається паралельним з'єднанням декількох ДБЖ з об'єднанням їх входів і виходів. Працездатність такої системи забезпечується спеціальною схемою синхронізації фаз вихідної напруги. У разі апаратного резервування при справності усіх сполучених паралельно ДБЖ навантаження рівномірно розподіляється між ними, а у разі виходу з ладу одного з джерел – перерозподіляється між справними, а несправний ДБЖ відключається від системи. У різних виробників відрізняються алгоритми управління і протоколи обміни інформацією в паралельній системі. Наприклад, ENEL застосовує алгоритм управління, якому для роботи не треба обміну інформацією про частоту і завантаження між ДБЖ в системі. Унікальність рішення полягає в тому, що обміну інформацією між ДБЖ не відбувається, розподіл потужності навантаження і підстроювання частоти виробляється кожним ДБЖ самостійно.

Період – час, протягом якого відбувається повна зміна змінного струму або напруги від нуля до позитивного максимуму, нуля, негативного максимуму і знову до нуля. Кількість періодів в секунду є частотою, величина якої виражається в Герцах (Гц). Для мережі з частотою 50 Гц період складає 20 мсек.

Повна потужність (кВА, ВА) – термін, який використовується тоді, коли струм і напруга перебувають у різних фазах або мають несинусоїдальну форму, що обумовлює протікання реактивних (зайвих) складових струмів в ланцюгах. В результаті говорять про уявну потужність і виражають її у Вольт-амперах (ВА) або Кіловольт-амперах (кВА).

Потужність – швидкість виконання роботи або енергія в одиницю часу. Механічна потужність часто вимірюється в кінських силах, а електрична – в кіловатах.

Потужність ДБЖ (UPS) – потужність, яку може забезпечити ДБЖ для живлення навантаження. Розрізняють повну (S) і активну (Р) потужності. Для більшості комп'ютерних навантажень вони пов'язані між собою зразковим співвідношенням S [ВА]= 1,4 * Р [Вт].

Послідовне резервування – спосіб побудови системи безперебійного електропостачання (СБЕ), метою якого є підвищення надійності системи електропостачання критичного обладнання шляхом послідовного з'єднання декількох ДБЖ, один з яких є основним, а інші – резервними. Для з'єднання за такою схемою кожен ДБЖ повинен мати окремий вхід ланцюга випрямляча і ланцюга Bypass. Тоді як основний ДБЖ живить навантаження, резервні джерела працюють в холостому режимі, споживаючи мінімальну потужність. При виявленні ознак несправності внутрішніх вузлів основного ДБЖ перемикається в режим Bypass, і усе навантаження бере на себе наступне за схемою резервне джерело, яке живить обладнання через ланцюг байпаса основного ДБЖ.

Постійний струм – електричний струм, який тече тільки в одному напрямі при цій напрузі. Величина постійного струму зазвичай незмінна для конкретного навантаження.

Режим By-pass – лише для ДБЖ On-line класу VFI. У цьому режимі навантаження живиться безпосередньо від мережі відфільтрованою і захищеною від викидів напругою. Дозволяє підвищити надійність і уникнути застосування ДБЖ більшої, ніж це необхідно, потужності.

Резервування ДБЖ (UPS) – методи побудови системи безперебійного електропостачання, спрямовані на забезпечення захисту безперебійного електропостачання обладнання, навіть при несправності ДБЖ або якої-небудь його функціональної частини. ДБЖ може мати резервні внутрішні блоки (модульний ДБЖ) або резервування досягається завдяки використанню декількох ДБЖ, що включаються паралельно або послідовно.

Робоча станція – будь-який мережевий комп'ютер, що не є сервером.

Сервер – мережевий комп'ютер, що має ресурси, якими можуть користуватися інші комп'ютери і/або який виконує спеціалізовані функції.

Система безперебійного живлення (СБЖ) – забезпечує електропостачання обладнання напругою з нормованими параметрами при повній відсутності напруги в живлячій електромережі або неприпустимо високому відхиленні параметрів мережевої напруги від номінальних значень (див. «Неполадки в мережі»). Розрізняють два основні типи СБП: джерела безперебійного живлення (ДБЖ) і генераторні установки (ДГУ і БГУ).

Стабілізація (напруги і т. ін.) – здатність підтримувати яку-небудь величину якомога ближче до номінального значення.

Статична нестабільність вихідної напруги ДБЖ (UPS) – відношення відхилення вихідної напруги від номінального до величини номінального значення при повільних змінах вхідної напруги або величини навантаження на ДБЖ. Чим нижче це значення, тим вище якість стабілізації вихідної напруги.

Стійка Rасkmount – стандартизована стійка для розміщення устаткування. Найбільшого поширення набула стійка шириною 19 дюймів.

Струм (I) – упорядковане переміщення електронів або іонів у провіднику. Вимірюється в Амперах.

Сухі контакти ДБЖ (UPS) – контакти інтерфейсного роз'єму ДБЖ, які фізично замикаються або розмикаються залежно від стану ДБЖ, тобто змінюють свій опір від нескінченності до нуля. Реалізується на реле, має також назву AS400.

Температура навколишнього середовища (довкілля) – температура середовища, в якому функціонує обладнання, зокрема ДБЖ або СБЖ. Може виражатися в градусах Цельсія або Фаренгейта.

Термін експлуатації – як правило, це термін служби акумуляторної батареї, який залежить від температури довкілля, кількості і глибини розрядів батареї, режиму заряду батареї.

Термокомпенсаційний заряд батареї ДБЖ (UPS) – потрібний для компенсації впливу температури довкілля. Будь-яка зміна температури довкілля в тому місці, де знаходяться батареї ДБЖ, повинно призводити до зміни напруги заряду батареї. Якщо цього не відбувається, то батарея може виявитися перезарядженою або недозарядженою.

Трифазність – три синусоїдальні хвилі напруги / струму з періодом 360 градусів і зсувом між ними в 120 градусів. Трифазна система може бути або 4-, або 5-провідною (3 фазові провідники, один нейтральний і один заземляючий).

Фаза – один з провідників у мережі живлення. Потенціал цього провідника міняється з частотою 50 Гц відносно нейтрального провідника. У трифазній мережі живлення форма напруги кожної фази є синусоїдою, зсунутою на 120° відносно інших фаз.

Фільтр ДБЖ (UPS) – частина схеми, яка служить для усунення перешкод, проникаючих з мережі в ДБЖ і з ДБЖ в мережу. Для додаткового зменшення спотворень вхідного струму застосовується додатковий фільтр.

THD-фільтр – встановлюється у вхідному ланцюзі ДБЖ для зменшення її впливу на форму напруги в електромережі живлення при використанні в ДБЖ звичайних випрямлячів. Сучасні ДБЖ, обладнані вхідними випрямлячами з малим КНС вхідного струму, додаткових фільтрів не потребують.

Фільтрація напруги – очищення або виділення основної кривої, зокрема, синусоїди на фоні шумів і різних перешкод, вимірюється в дБ.

Холодний старт ДБЖ (UPS) – здатність ДБЖ вмикатися і забезпечувати живленням критичне навантаження за відсутності вхідної напруги в мережі живлення, отримуючи електроенергію від акумуляторної батареї.

Хрест-фактор (Crest Factor) ДБЖ (UPS) у термінології коефіцієнт амплітуди - показник, що характеризує здатність ДБЖ живити нелінійне навантаження, споживаюче імпульсний струм. Визначається як відношення максимальної амплітуди імпульсного струму в нелінійному навантаженні до амплітуди струму гармонійної форми при еквівалентній споживаній потужності.

Час перемикання ДБЖ (UPS) – час переходу ДБЖ в автономний режим і назад. В апаратів класу Off-line і Line-interactive складає від 5 до 20 мсек, що може викликати збої в підключеному навантаженні. В апаратах класу Оn-line час перемикання не існує (дорівнює нулю).

Частота напруги – кількість циклів зміни знаку (повних періодів) напруги або струму за 1 секунду. Вимірюється в Герцах (Гц). Частота напруги 50 Гц означає, що напруга міняє свій знак 50 разів в секунду.

Подготував Анатолій Литвиненко

попер.	...	наст.
	всі