Pro zajištění nepřetržitého provozu různých zařízení, přístrojů a systémů se používají nepřerušitelné zdroje napájení. Trh je těchto zařízení plný, takže výběr může být poměrně těžké rozhodnutí. Aby nedošlo k přeplácení, doporučuje se vypočítat provozní dobu UPS v závislosti na zátěži, která dopadne na jejich ramena při vypnutí hlavního podavače.
Princip činnosti
Nepřerušitelný zdroj napájení je zařízení, které řídí parametry výstupního napětí vaší sítě. Městská síť je využívána jako hlavní zdroj elektřiny. Jako záloha se používají dobíjecí baterie.
Podle standardu International Electrotechnical Commission jsou všechny UPS rozděleny do tří hlavních typů:
- Pasivní (záložní);
- Lineárně interaktivní;
- S dvojitou konverzí.
Princip činnosti záložního typu UPS (nazývaného také offline) spočívá v tom, že když síťové napětí nepřekročí stanovené limity, toto zařízení přenese napětí ze sítě do zátěže, aniž by na něm provedlo jakékoli změny. Pokud napětí překročí stanovené meze, vypne napájení ze sítě a přepne na napájecí napětí z baterií. Současně, přeměnou stejnosměrného napětí, baterie na střídavé napětí průmyslové frekvence.
Výhodou tohoto typu je snadná instalace, snadná obsluha a poměrně levné.
Nevýhody: časté přepínání na napájení z baterie spotřebovává jejich zdroje.
Princip fungování line-interactive UPS se od offline liší pouze tím, že se na jejich provozu podílí stabilizátor napětí. Maximální povolený rozsah napětí těchto UPS je širší. To znamená, že při poklesu napětí v širším rozsahu nejprve stabilizátor napětí vyrovná, a pokud to nestačí, přepne UPS na napájení z baterií. Rychlost spínání lineárně interaktivních UPS je přitom 4.7 ms. Tato doba stačí k tomu, aby počítač pokračoval v provozu. Ale pro systémy, které jsou citlivější na změny (server a lékařské vybavení), je lepší použít jiný typ zařízení.
Princip činnosti UPS s dvojitou konverzí (nazývané také online) spočívá v tom, že napětí ze sítě je přiváděno do UPS a převáděno na konstantní napětí pro nabíjení baterie. Toto stejnosměrné napětí je poté převedeno na střídavé napětí a přeneseno do zátěže.
Výhody tohoto typu:
- Na výstupu získáte čistou sinusovku, protože napětí na výstupu měniče již není stejné jako napětí přijímané na vstupu měniče.
- Nulová spínací doba při úplném výpadku napájení ze sítě. Toho je dosaženo díky skutečnosti, že převedené napětí je v každém případě přiváděno do zátěže.
Nevýhody: drahé vybavení a drahá instalace.
Co ovlivňuje výdrž baterie
Mnoho různých indikátorů ovlivňuje dobu provozu nezávislého na síti. Hlavními hledisky jsou parametry zařízení a vyhlídky na přidání kapacity baterie. Díky tomu lze jakýkoli typ UPS rozdělit do podtypů jako zařízení:
- S vestavěnými bateriemi, bez možnosti připojení dalších baterií. baterie.
- S bateriemi namontovanými uvnitř a s možností připojení dalších. baterie
- Bez vestavěných baterií, ale pouze s dodatečným připojením. baterie
- Bez vestavěných baterií, ale s perspektivou doplnění baterií připojených zvenčí.
Záložní zdroje s vestavěnými bateriemi slouží především ke krátkodobému napájení zátěže za účelem správného vypnutí práce (například pro počítač).
Provozní doba UPS s dodatečně připojenými bateriemi pracují déle a obecně jejich provozní doba zcela závisí na:
- kapacita těchto baterií a stupeň opotřebení;
- zátěžový výkon;
- proudová síla nabíječky UPS, která ovlivňuje volbu kapacity baterie.
Jak vybrat UPS
Obecně je třeba zvolit nepřerušitelný zdroj napájení na základě:
- maximální celkový výkon zatížení;
- faktor zatížení (skutečná spotřeba energie), ovlivňující výpočet baterie (uváděný ve W nebo %);
- pokyny v pasu UPS kW a kVA;
- pokud parametr kW není z jakéhokoli důvodu uveden, vezměte kW = kVA.
Výkon celé zátěže je tedy výkon uvedený na typových štítcích napájecích zdrojů. Zátěž v určitém okamžiku může spotřebovat všechen tento výkon (obvykle se to nestává, ale je možná špička), takže pokrytí musí být plně implementováno.
Výběr baterií se provádí na základě:
- Reálná spotřeba (obvykle výrazně menší než maximální výkon napájecích zdrojů). Někteří výrobci zařízení to tvrdí. Pokud ne, vyberte jej empiricky.
- Kapacita standardních baterií, ale můžete si vybrat UPS s přídavnými bateriemi.
Údaje o době nabíjení pro UPS s volitelným bateriovým polem obvykle nejsou k dispozici. V nejhorším případě +1 další blok doby nabíjení pro interní baterie.
Vzorec
Abyste se nemlátili, existuje univerzální vzorec, který vám umožní vypočítat provozní dobu UPS napájené baterií:
T [hodina] = C [A×hodina] ×V [V] × η / P [W], kde:
- C je celková kapacita baterie UPS v Ah (k dispozici v pasu);
- V je napětí jedné baterie ve V (k dispozici v pasu);
- η — účinnost střídače UPS (při výpočtu příkladů je použita účinnost = 0.92B, která je uvedena ve výkonových charakteristikách UPS);
- P je průměrný výkon instalace připojené k UPS ve W.
Účinnost měniče a napětí jedné baterie jsou známé hodnoty. Je nutné určit celkovou kapacitu a průměrný výkon.
- Uач — kapacita baterie;
- Kin — počet vestavěných baterií v UPS;
- Kout – počet externích baterií připojených jako jedna jednotka k UPS se stejnými kapacitními charakteristikami.
Průměrný výkon se vypočítává na základě energie spotřebované za určité období. Obvykle je to uvedeno výrobcem zařízení, ale pokud se jedná o komplex, je lepší provést výpočty sami. Zde jsou nějaké příklady:
- Zdroj je 750 W a skutečná spotřeba 250 W (CPU – 80 W, Grafická karta – 150 W, HDD – 10 W, základní deska + zbytek 10 W).
- Deklarovaný výkon kompresoru je 180 W, ale je aktivován každých 8 minut s dobou provozu 3 minuty. V tomto případě je průměrný výkon 180/8×3=67.5W.
- Když je roční spotřeba deklarována výrobcem v kW/h, pro její výpočet je potřeba ji vydělit 12. Udává se například 370 kW/h za rok. P=370×1000/365/24=42.23 W.
Po definování všech parametrů můžete hodnoty nahradit. Například UPS je vybavena 2 bateriemi 7 Ah a napětím 12 V. K nepřerušitelnému napájení je připojena externí jednotka pro 8 baterií o stejné kapacitě. C=7x(2+8)=70 Ah.
Výpočet autonomního provozu UPS pro daný nepřerušitelný zdroj napájení, který je připojen k počítači se zátěží 250 W:
T [hodina] = 70 Ah × 12 V × 0.92/ 250 [W] = 3.0912 = 3 hodiny 5 minut 28 sekund.
Ukazuje se, že vypočítaná UPS s baterií dokáže nahradit městskou napájecí síť s reálnou počítačovou zátěží 250 W na něco málo přes 3 hodiny.
Ve skutečnosti počítač takový výkon nepotřebuje. Dokončení všech procesů a vypnutí bude trvat maximálně 5–7 minut. Nepřerušitelný zdroj napájení pro lednici však musí být schopen udržet napájení zařízení po dlouhou dobu a v tomto případě při určování provozní doby hraje důležitou roli velikost přiděleného rozpočtu.
Kde koupit
UPS můžete zakoupit buď ve specializovaném obchodě, nebo online v internetovém obchodě. Ve druhém případě si zvláštní pozornost zaslouží možnost rozpočtu pro nákup produktů na webu Aliexpress. U některých produktů existuje možnost odeslání ze skladu v Ruské federaci, mohou být přijaty co nejrychleji, k tomu při objednávce zvolte „Dodání z Ruské federace“:
Závěr
Výpočet autonomního provozu UPS musí být proveden, aby nedošlo k „přeplacení“ nebo nákupu „nízkoenergetického“ zařízení, které v kritickém okamžiku nesplní svůj hlavní úkol – přepnutí spotřebitele na záložní napájení podavač. Pro výpočet se stačí podívat na informace o nepřerušitelném napájení v pasu, zjistit spotřebu zařízení a dosadit hodnotu do vzorce.
Bezpečnost majetku je problém, který trápí většinu majitelů. Hovoříme nejen o věcech domácností získaných úmornou prací, ale také o komerčním zboží používaném v obchodě. K jeho ztrátě může vést mnoho věcí: přírodní katastrofy, požáry, opotřebení, neopatrné jednání samotného majitele. Nejnepříjemnější však pravděpodobně bude obyčejná krádež, kdy si někdo cizí přivlastní majetek. Jaké metody ochrany proti tomuto faktoru nebyly za celou dobu existence společnosti vynalezeny: elektronické zabezpečovací systémy, cvičená zvířata, hlídkování a periodická kontrola skladovacích prostor.
Využití video dohledu je však stále považováno za jedno z nejúčinnějších. Samozřejmě neochrání před ztrátou, ale umožní vám rychle najít viníka záznamem jeho jednání, a tedy vrátit majetek. Realita moderního života bohužel naznačuje, že se pravidelně objevují problémy s napájením, na kterých přímo závisí provoz komplexů pro snímání obrazu. Aby se tomu zabránilo, musí prozíravý vlastník používat nepřerušované napájení pro nepřetržité video sledování, které v kritických situacích udržuje proud.
K zajištění dlouhodobé funkčnosti vlastně ani nevyžaduje velké investice. Moderní řídicí systémy jsou dostatečně energeticky účinné a nevyžadují skutečně prostorné nebo výkonné, a tedy drahé UPS. Jediným problémem bude obtížnost výběru optimální varianty tak, aby zařízení nepřerušitelného napájení pokrylo všechny potřeby napájení s malou rezervou pro další rozvoj.
Dva způsoby řešení problému
Při nákupu nepřerušitelného napájecího zdroje je v zásadě třeba postupovat dvěma směry. Můžete si zakoupit hotovou jednotku od známého nebo méně známého výrobce a využít funkcionalitu, která v ní byla původně zabudována. Výhodou je snadné připojení a použití. Nevýhodou budou určitá omezení, která takový systém ukládá. Zde stačí připomenout, že jednodušší UPS neumožňují zavádění nových spotřebičů za provozu ochranných jednotek. Nepřerušitelný zdroj napájení se automaticky vypne, protože jeho výpočetní funkce určí, že náhlé zatížení je důkazem problémů na lince.
Samozřejmě existují profesionálnější zařízení, ale jejich cena je mnohem vyšší, než je považováno za optimální. Opět platí, že rozšíření možností zdroje nepřerušitelného napájení, například jeho provozní doby nebo výkonu, je výrobcem silně omezeno nebo není možné vůbec. Ano a udržovatelnost je k dispozici pouze ve vztahu k výměně baterie. V případě jiných vnitřních problémů musíte celý zdroj nepřerušitelného napájení poslat do servisního střediska a přenést všechny jeho funkce na podobné.
Druhý způsob nemá všechny tyto nedostatky. V podstatě nejfunkčnější UPS je ve svém jádru jednoduchá a lze ji replikovat pomocí komponent dostupných na trhu. Samotné sestavení do jediného systému je v možnostech každého začínajícího elektrikáře se základními odbornými znalostmi. Použití takového domácího zdroje nepřerušitelného napájení pro video dohled z hotových modulů dává prostor pro rozšíření jeho kapacity a tím i doby provozu. K dispozici je také funkce bez problému s připojením jakékoli další zátěže k napájení aktivního zařízení, kromě samotného video dohledu. Můžete také změnit umístění ochranných modulů, například jejich umístěním venku do standardního uzavřeného elektrického panelu. Je také třeba si uvědomit, že bloková struktura poskytuje více příležitostí pro její opravu. Pokud některá součást selže, je vyměněna a nepřerušitelný zdroj napájení pro video dohled bude nadále fungovat. A v součtu se jedná o úplně jiný čas a náklady než v případě podobného problému u jediné monolitické UPS.
Výpočet potřebného výkonu
Ať už je zvolen jakýkoli typ UPS, hlavními kritérii je vždy její výkon a doba, po kterou může dodávat požadovaný proud po přepnutí do autonomního režimu. Co se týče první charakteristiky, ta by minimálně měla zcela pokrýt proudový odběr. Je poměrně jednoduché jej vypočítat se znalostí parametrů všech klientských zařízení připojených k zařízení záložního napájení. Druhá charakteristika přímo závisí na kapacitě baterie. Čím větší úložiště, tím déle je UPS schopna poskytovat svým zákazníkům proud po ztrátě energie z hlavní sítě. U značkových zdrojů nepřerušitelného napájení jsou charakteristiky uvedeny v dokumentaci k zařízení.
Nyní o síle. Měří se ve wattech (W). Často jsou na zdrojích nepřerušitelného napájení AV označení, která následují za číslem udávajícím velikost charakteristiky. Zde je nutné počítat s tím, že při provozu UPS je část příchozí energie vynakládána na její vnitřní potřeby a fyzické transformační procesy. To znamená, že zhruba řečeno, zadaná hodnota je proud spotřebovaný zařízením ze sítě. Jeho malé množství je následně použito k nabíjení vestavěného akumulátoru, dochází i ke ztrátám při převádění proudů na transformátoru. Reálná účinnost většiny nepřerušitelných zdrojů energie zřídka přesahuje 70 %, proto pro získání hodnoty ve wattech, kterou je zdroj fyzicky schopen dodat spotřebitelům, je nutné vynásobit AV číselnou charakteristiku číslem 0.7. Například pro 1200VA UPS je maximální externí zátěž pouze 840 wattů.
Nyní k samotným spotřebitelům. Každé z linkových zařízení spotřebovává proud. Jedná se o samotný záznamník, monitor (obvykle k němu připevněný), kamery. Všechny hodnoty se sečtou, k výsledku se přičte 20 % (výkonová rezerva) a získá se množství energie potřebné ve wattech z nepřerušitelného zdroje napájení. Pro hrubý odhad můžeme říci, že samotný rekordér má spotřebu 120–140 W za hodinu. Monitor (LCD, samozřejmě) má dalších 40 W. V případě fotoaparátů se používají dvě možnosti počítání. Při použití jednoho zdroje se odebírá jeho spotřeba, při vícenásobném se odebírá jeho celková spotřeba. Vypočítává se poměrně jednoduše – na každé napájecí jednotce je uvedeno výstupní napětí a ampéry dodávané spotřebiteli. Například 12 V/500 mA. Tedy 12 V s proudem 0.5 A. Vynásobením hodnoty dostaneme počet wattů. Ve výše uvedeném případě – 6 W.
Nyní například reálná situace. Pojďme vypočítat požadovaný výkon UPS pro video monitorovací systém s několika AV snímacími zařízeními. Vezměme si stav 6 kamer po 6 W, samotného rekordéru a monitoru. Přidejte 20 % (pozn. z praxe – nezanedbávejte poslední krok, později mohou nastat problémy). Jak tedy vypočítat požadovaný výkon pro tento případ:
(6 (kamery)×6 (W kamera) + 120 (W DVR) + 40 (W monitor) + 20 %) / 0.7 (UPS účinnost) = 336 W
Vyžaduje přibližně 350AV UPS. Zde je důležitá poznámka – pokud je charakteristická hodnota nepřerušitelného zdroje energie vyšší, znamená to, že bude schopen zásobovat spotřebitele méně elektřiny po delší dobu.
Doporučujeme, abyste se dozvěděli více o tom, jak se UPS počítá pro použití v jakémkoli projektu.
UPS vyrobené sestavy
Nejjednodušší způsob, jak zajistit nepřerušované napájení video monitorovacího systému, je zakoupit konvenční UPS. Koneckonců, každý rekordér je v podstatě stejný počítač, jehož funkce jsou omezeny na jeden výklenek aplikace. Nejdůležitější je, aby výkonové parametry zdroje nepřerušeného napájení zapadaly do výše uvedeného výpočtu a byly dostatečné pro zásobování energií celého komplexu zařízení.
Z hlediska funkčnosti zde stačí počáteční úroveň nepřerušitelného napájení, hlavní je, že baterie je prostorná a udržuje maximální provozní dobu. Obecně existují tři typy UPS, které se liší v aplikačních výklencích:
- Záložní nebo počáteční nepřerušitelný zdroj napájení.
V angličtině budou názvy tříd off-line, back-UPS nebo standonly. Jejich funkce postačují k zajištění nepřerušitelného napájení s částečným vyrovnáním proudových impulsů na výstupu. Nízká cena a jednoduchost provedení pramení z jediné možné reakce UPS v případě výpadku napájení – přepnutí na bateriové napájení. - Zdroje nepřerušitelného napájení lineárně-interaktivního typu (angl. Line-interactive).
Rozšířená verze předchozích. Hlavním rozdílem je vylepšený stabilizátor napětí a zvýšená rychlost přechodu na bateriové napájení. - UPS s dvojitou konverzí. Navrženo pro nepřetržité napájení serverů a kritických zařízení. Umožňuje připojit další zátěže za provozu bez nutnosti ochrany. Obvykle se vyrábí v pouzdrech určených k umístění do počítačových skříní. Vzhledem ke své funkčnosti jsou drahé, ale poskytují nejlepší dodávku energie díky dvojité přeměně napětí. Vnitřní zdroj nejprve převede 220 V AC na 12 V DC, ze kterého je navíc napájena baterie. Poté vestavěný střídač převede 12 V zpět na 220 V, které pak jde do externí zátěže. V angličtině se takovým UPS říká on-line nebo dvojitá konverzace.
V současnosti jsou hlavními hráči na ruském trhu IPPON, Powercom, Cyberpower a Energia. U žádného z uvedených výrobců nebyly žádné stížnosti na kvalitu.
Nyní k doplňkovým funkcím UPS. Například „měkký“ výpadek proudu. To znamená, že když se UPS vybije, vyšle signál přes kabel do podřízeného zařízení, aby „správně“ dokončilo svou práci. Tuto funkci mají všechny typy napájecích zdrojů. Pro video dohled je prostě k ničemu. V DVR není žádné nebo velmi vzácné ovládání UPS a videokamerám je jedno, jak jsou vypnuty.
Profesionální přístup
Ne nadarmo se celý článek zaměřil na připojení dalšího vybavení. Průmyslové systémy UPS tuto výhodu do značné míry postrádají. Příkladem je řekněme osvětlovací systém strážníka, který by v ideálním případě měl mít také nouzové napájení. Bohužel většina modelů nepřerušitelných zdrojů napájení, když se snaží prudce zvýšit zátěž na jejich výstupu, půjde do obrany. A skok nastane vždy, když například rozsvítíte žárovku.
K vyřešení problému s dodávkou elektřiny stačí zakoupit konvertující zdroj, regulátor nabíjení baterie, samotnou nádrž a střídač. Cenově se to od lineárně interaktivního IPB (mid-level) příliš neliší a ve schopnostech převyšuje své online možnosti. Instalace systému je poměrně jednoduchá a běžný elektrický panel je docela vhodný pro ukládání komponent.
Hlavními třemi prvky, které je třeba podrobněji zvážit, jsou převádějící napájecí zdroj, regulátor a měnič, respektive jejich napětí a výkon. Existuje přímá závislost na použitých bateriích. Kolik voltů zařízení pro ukládání náboje je nejdostupnějších, aniž by se vzala v úvahu kapacita, takové charakteristiky napětí by měly být všechny tři složky. Tzn., že pro 12V baterii (může být autobaterie) je vhodný zdroj 220-12V, regulátor nabíjení 12V a střídač 12-220V na výstupu. Zapojení prvků je znázorněno na schématu:
Doporučujeme, abyste si prostudovali hlouběji: jak připojit nepřerušitelný zdroj napájení, abyste se vyhnuli chybám a zbytečným výdajům.
Uvedené schéma je přibližné a polarita připojení není uvedena, dokonce i dvojité vodiče jsou zobrazeny jako jeden. Ale každý elektrikář dokonale pochopí, kam by mělo jít „+“ a kam by mělo jít „-“. 12 V a fáze s nulou 220 V.
U tří hlavních prvků budete potřebovat znalost vypočtených kapacit spotřebitelů. Nejen, že jej musí být schopen napájet střídač, ale také zdroj energie musí mít nějaký přebytek, aby se baterie dobila. Obecně bych rád poznamenal, že když se podíváte na diagram, můžete vidět, že výše uvedený návrh je úplným analogem online BPS.
Nyní o pracovní době. Přímo závisí na dostupné skladovací kapacitě baterií a jejich napětí. Výpočet se provádí pomocí vzorce: (Ah×V) /W=h, kde Ah je kapacita baterie (uvedená na pouzdru), V je její napětí (volty), W je spotřeba energie (watty), h je výsledek, kolik hodin provozu zajistí profesionální UPS.
Na domácím designu je dobré, že je snadné najít to, co potřebujete. Například baterie. Poslouží i levné auta nebo motorky. Pro zvýšení kapacity a tím i provozní doby celého komplexu nouzového napájení je stačí propojit paralelně mezi sebou.
Nezbývá než si vybrat požadovaný typ zdroje nepřerušitelného napájení v závislosti na vašich možnostech a dostupnosti specialisty, který to vše sestaví do jednoho designu. Nejjednodušší možností, která má určitá omezení, je tovární. Složitější, ale poskytující lepší udržovatelnost, funkčnost a rozšiřitelnost – profesionální. Pokud jde o cenu a náklady na vlastnictví, druhý bude mít výhodu. Z hlediska rychlosti uvedení do provozu – první.
Kde koupit
UPS můžete zakoupit buď ve specializovaném obchodě, nebo online v internetovém obchodě. Ve druhém případě si zvláštní pozornost zaslouží možnost rozpočtu pro nákup produktů na webu Aliexpress. U některých produktů existuje možnost odeslání ze skladu v Ruské federaci, mohou být přijaty co nejrychleji, k tomu při objednávce zvolte „Dodání z Ruské federace“:
