В каком случае будет отсутствовать питающая сеть

Перенапряжение в электросети: причины и методы устранения

Перепады напряжения в бытовой электрической сети сегодня не редкость. Это одна из причин выхода из строя электробытовых приборов. Причины перепадов напряжения разнообразны и зависят от электрической сети. Как правило эта проблема решается весьма просто с помощью покупки стабилизатора напряжения, но обо всем по порядку.

1. Бытовая электрическая сеть. Многоквартирный дом

1.1 Несоблюдения проведения ППР

Причина перепадов напряжения в многоквартирном доме в основном одна, это плохое контактное соединение нулевого проводника или его отсутствие (отгорание). Это может произойти из-за неудовлетворительного проведения ППР (планово-предупредительный ремонт). График ППР составляется на год, в котором указаны периодичность текущего ремонта, технического обслуживания, обходов. При проведении ППР действующая электроустановка и другое электрооборудование должно очищаться от пыли (пыль является токопроводящим материалом), поджимать контакты (в том числе и нулевые), замена неисправных автоматических выключателей, патронов и т.д. Очень часто электротехнический обслуживающий персонал игнорирует эти работы и «выполняет» их только на графике ППР с соответствующей отметкой. Поэтому не вовремя обнаруженное плохое соединение нулевого проводника приводит к перенапряжению в сети.

1.2 Увеличенная нагрузка

Другая причина перепадов напряжения, это увеличенная нагрузка на электрическую сеть. Многие дома, когда проектировались не учитывали реалии сегодняшних дней. Это домашние солярии, кондиционеры, мульти или сплит-системы, микроволновая печь и т.д. При выборе сечения провода эта нагрузка не учитывалась. Поэтому при прохождение большего тока проводник греется, а потом охлаждается. Как мы знаем из школьных учебников физики материал при нагреве расширяется, а при охлаждении сужается. Время превышающую номинальную нагрузку это часы максимум, утреннее и вечернее время. Когда люди идут на работу и приходят они включают в бытовую электрическую сеть максимальное количество электроприборов, происходит максимальное воздействие на электрическую сеть. Проводник греется и расширяется, а потом наоборот и так каждый день. Ослабевают контакты. В итоге они могут ослабнуть до плохого соединения или отгорание и происходит перепады напряжения.

1.3 Участок перепадов напряжения

Нулевой контакт может отгореть в любом месте. Если он отгорел в вводном устройстве дома (ВРУ), то перенапряжение пойдет по всему дому, если на первом этаже подъезда, то только по этому подъезду и так далее. Другими словами, перенапряжение происходит на участке от места обрыва или плохого соединения нулевого проводника.

1.4 Величина перепадов напряжения

Согласно ПУЭ и другой нормативной документации за качество напряжения отвечает энергоснабжающая организация. Для бытовых электрических сетей напряжение должно соответствовать величине 230В ± 5 %. Но это не значит, что если у вас в сети напряжение 242 В, то это нормально. Это теоретически может быть, если вы живете в частном доме, и он первый от трансформаторной подстанции.

При аварийной ситуации в бытовой электрической сети и возникновением скачков напряжения, величина напряжения может быть от 140В до 380В. У вас может быть 320В, а у соседа 280В. Это зависит от места в котором произошел обрыв нулевого проводника и включенной нагрузки (сопротивление) на этом участке цепи.

1.5 Защита от перенапряжения

От перепадов напряжения служат стабилизаторы напряжения и выпускаются всевозможные реле. Выбирать защиту от перенапряжения необходимо относительно вашей электропроводке и электробытовых приборов, и их мощности. Стабилизаторы напряжения могут иметь различную мощность. Самая распространенная мощность для стабилизаторов от 3 до 6кВт. Он сглаживает напряжение на входе и при выходе выдает необходимое вам напряжение. Его можно отрегулировать как вам нужно, по максимальному и минимальному уровню напряжения, к примеру, в рабочем диапазоне от 210В до 230В. Стабилизатор напряжения — это отдельный прибор и требует отдельного места. Он может быть, как на отдельный электроприбор, так и защищать всю квартиру или дом.

В квартире лучше установить реле от перенапряжения, которое устанавливается на дин-рейку в этажном электрощите и защищает от перенапряжения всю квартиру.

2. Бытовая электрическая сеть. Частный сектор

2.1 Причины перенапряжения

Тут как в многоквартирном доме одной из основных причин является плохое соединение нулевого проводника в вводном устройстве дома, в контактном соединение на опоре ВЛ (Воздушной линии электропередач или ТП (трансформаторная подстанция). Но кроме этого существует еще ряд причин.

2.2 Падение напряжения

Если у вашего соседа циркулярная пила, станок с мощным электродвигателем, а другой пользуется мощным сварочным аппаратом, то при включении этих агрегатов происходит просадка напряжения. в некоторых случаях может доходить до 180-140В, что отрицательно сказывается на некоторые электробытовые приборы, в первую очередь холодильники. В компрессоре холодильника возникает «тяжелый» пуск что негативно влияет на его работоспособность. Это относится и к другим электробытовым приборам.

2.3 Молния

Очень часто в частном секторе перенапряжение вызвано ударом молнии. В данном случае необходимо установить защиту от импульсных перенапряжений (УЗИП), которые возникают от удара молнии.

3. Вывод

Перенапряжение в электрической сети сегодня не случайность, а реалии нашего времени. В случае выхода из строя электробытовых приборов по причине перенапряжения ответственность несет энергоснабжающая организация. Но это через суд и очень малый процент, что вы его выиграете. Это надо доказать. В данном случае лучше купить и установить защиту от перенапряжения, например, стабилизатор напряжения , чтоб обезопасить дорогостоящую электробытовую аппаратуру от поломки.

Проблемы высших гармоник в современных системах электропитания

Уровень сложности оборудования в сфере компьютерных технологий постоянно повышается. Поэтому системы обеспечения качества электроснабжения (например, Источники Бесперебойного Питания , ИБП/ UPS ) должны быть разработаны таким образом, чтобы они были способны справиться с широким спектром проблем, начиная от провалов, колебаний, выбросов напряжения, высокочастотных шумов, импульсных помех и заканчивая обеспечением электропитанием при полном отсутствии напряжения промышленной сети. Одну из таких проблем представляют искажения формы напряжения, вызванные гармоническими составляющими тока, потребляемого нелинейной нагрузкой.

Большая часть компьютерного и офисного оборудования представляет собой нелинейную электрическую нагрузку, что создает искажения в питающей сети. Суммарный эффект этих нагрузок выражается в искажении напряжения, которое воздействует на другое оборудование, получающее электропитание от того же источника. Это может вызывать перегрев и рассинхронизацию в других устройствах, сбои в коммуникациях и сетях передачи данных, повреждении аппаратуры и другие нежелательные эффекты.

Степень искажений может быть определена коэффициентом искажения синусоидальности Ки — отношением действующего значения высших гармонических к действующему значению основной (первой) гармоники [ 1 ] и коэффициентом амплитуды (крест-фактором) нагрузки Ка — отношением пикового значения потребляемого тока к его действующему значению.

Эффекты, вызываемые высшими гармониками напряжения и тока.

Последние могут быть разделены на эффекты мгновенного и длительного возникновения.

• искажение формы питающего напряжения;
• падение напряжения в распределительной сети;
• эффект гармоник, кратных трем (в трехфазных сетях);
• резонансные явления на частотах высших гармоник;
• наводки в телекоммуникационных и управляющих сетях;
• повышенный акустический шум в электромагнитном оборудовании;
• вибрация в электромашинных системах.

• нагрев и дополнительные потери в трансформаторах и электрических машинах;
• нагрев конденсаторов ;
• нагрев кабелей распределительной сети.

Рассмотрим подробнее причины возникновения указанных эффектов и возможные пути и средства их решения.

Форма питающего напряжения.

Повышенное значение коэффициента амплитуды указывает на то, что имеется большой пик потребляемого тока за половину периода сетевой частоты. Чем выше пиковое значение тока и меньше его длительность за полупериод напряжения сети, тем больше его искажение. Коэффициент амплитуды тока данной нагрузки изменяется в зависимости от характера источника электропитания, в то время как способность самого источника к обеспечению нагрузок с большим коэффициентом амплитуды определяется его полным внутренним сопротивлением и его способностью обеспечивать пиковые значения потребляемого от него тока.

Для многих устройств, выполняющих функции источников электропитания, такая способность может быть достигнута только путем завышения номинальных параметров этого оборудования. В частности, в современных генераторных установках переменного тока сверхпереходное реактивное сопротивление составляет приблизительно 15%, что производит достаточно неблагоприятное воздействие на форму напряжения, если не используются специальные обмотки или мощность генератора не будет выбрана заведомо завышенной.

Современные Источники бесперебойного питания (ИБП /UPS) способны контролировать форму напряжения на каждом полупериоде синусоиды. В настоящее время в подавляющем большинстве систем бесперебойного питания практически любой мощности используются инверторы на биполярных транзисторах с изолированным затвором (IGBT) при высокочастотном широтно-импульсном методе их управления. Такие системы обладают способностью питания нагрузок с высокими коэффициентами амплитуды тока (3 и выше) за счет переключений на высокой частоте и корректировке формы напряжения на каждом полупериоде. Эта способность отдавать ток с высокими пиковыми значениями может приводить к тому, что форма напряжения на выходе ИБП с двойным преобразованием энергии заметно лучше, чем у промышленной сети на входе системы.

Падения напряжения в распределительной сети.

Большинство ИБП способно питать нагрузки с высоким значением коэффициента амплитуды, причем коэффициент искажения синусоидальности напряжения не превышает 3-6 %. Однако это уровень искажений напряжения, получаемый при замерах на выходных клеммах самих ИБП, но не в местах подключения нагрузки.

Следует учитывать, что форма тока из-за высокого процентного содержания высших гармоник будет сильно отличаться от синусоидальной. Формы токов для однофазного (рис. 1) и трехфазного (рис. 2) выпрямителей характеризуются определенным процентным содержанием нечетных высокочастотных гармоник (таблица 1). [ 3 ] Соответствующие спектры таких токов приведены на рис. 3.

Рис.1. Форма тока однофазного выпрямителя.

Рис.2. Форма тока трехфазного выпрямителя.

Рис.3. Спектры входных токов выпрямителей: а) однофазного, б) трехфазного.

Таблица 1. Спектральный состав тока на входе ИБП (пример — при 100% нагрузке для ИБП без входного фильтра и корректора коэффициента мощности)

N гармоники, n	Однофазный ИБП, In / I1 (%)	Трехфазный ИБП, In / I1 (%)
1	100	100
3	65,7	—
5	37,7	33
7	12,7	2,7
9	4,4	—
11	5,3	7,3
13	2,5	1,6
15	1,9	—
17	1,8	2,6

Полное сопротивление распределительной сети имеет в значительной степени индуктивный характер. Поэтому при очень высоком содержании гармоник токов соответствующее падение напряжения на кабелях и проводах становится намного выше предельно допустимых значений [ 1 ], и в типичных распределительных системах с кабельными трассами длиной более 100 метров может происходить сильное искажение напряжения на нагрузке. Примером таких искажений может служить графики тока и напряжения на входе однофазного выпрямителя в зависимости от величины относительной реактивной составляющей сопротивления входного фидера или внутреннего сопротивления источника питания выпрямителя (рис. 4) [ 4 ].

Рис.4. Формы напряжения и тока на входе бестрансформаторного однофазного выпрямителя в зависимости от относительной реактивной составляющей сопротивления входного фидера.

Эффект гармоник кратных третьей.

Высшие гармоники тока кратные трем (т.е. 3, 9, 15, 21 и т. д.), определяющие высокое значение коэффициента амплитуды и генерируемые однофазными нагрузками, имеют специфическое результирующее воздействие в трехфазных системах. В сбалансированной (симметричной) трехфазной системе гармонические (синусоидальные) токи во всех трех фазах сдвинуты на 120 градусов по отношению друг к другу, и в результате сумма токов в нейтральном проводнике равна нулю. Следовательно, не возникает и падения напряжения на проводнике нейтрали в кабеле.

Это утверждение остается справедливым для большинства гармоник. Однако некоторые из них имеют направление вращения вектора тока в ту же сторону, что и основная гармоника (первая, «фундаментальная», т.е. 50 Гц), то есть они имеют прямую последовательность. Другие же вращаются в обратном направлении и, таким образом, имеют обратную последовательность. Это не относится к гармоникам, кратным третьей:

n = 3 (2 k + 1) , где k = 0, 1, 2, . ( 1 )

В трехфазных цепях они сдвинуты на 360 градусов друг к другу, совпадают по фазе и образуют нулевую последовательность. Нечетные гармоники, кратные третьей, суммируются в проводнике нейтрали (рис. 5).

Рис.5. Процесс формирования тока нейтрали при нелинейной нагрузке.

В результате, с учетом того, что они составляют большую долю в действующем значении фазных токов, общий ток в нейтрали может превышать фазные токи.

Так, например, при фазных токах равных 37 А, ток нейтрали составляет 55 А при частоте, равной 150 Гц. [ 2 ]. Неправильно спроектированные четырехпроводные кабели трехфазных сетей могут перегреваться вплоть до воспламенения, подтверждая тем самым необходимость увеличения сечения проводников нейтрали трехфазных кабелей сети электропитания компьютерного оборудования. Гармоники, кратные третьей, приводят к падениям напряжения как в нейтрали, так и в фазных проводниках, вызывая искажения формы напряжения на других нагрузках, подключенных к этой сети.

Кроме указанного выше, в межфазных напряжениях трехфазной сети будут отсутствовать гармоники, кратные трем, в связи с чем соотношение между фазным и междуфазном напряжений при несинусоидальных тока становится меньше, чем .

Резонансные явления на частотах высших гармоник.

При наличии высших гармоник в электрических цепях со сосредоточенными и распределенными параметрами, какими могут быть представлены блоки, узлы и распределительные сети системы электропитания, возникает опасность появления резонансных явлений. При возникновении резонансного или близкого к нему режима на какой-либо высшей гармонике тока или напряжения эта составляющая оказывается больше, чем амплитудное значение первой гармоники тока (напряжения) на тех же участках цепи. Это отрицательным образом может отразиться на работоспособности отдельных элементов и узлов системы.

Наводки в телекоммуникационных и управляющих сетях.

Когда телекоммуникационные или управляющие сети проходят вблизи силовых сетей, по которым протекают токи высших гармоник, в первых могут наводиться помехи и искажения информационного сигнала. Величина искажения будет зависеть от частоты высших гармоник, длины параллельных участков сетей и расстояния между ними.

В трансформаторах, дросселях и других электромагнитных элементах высшие гармоники тока, создавая электродинамические усилия, вызывают дополнительные акустические шумы.

Вибрация в электромашинных системах.

Наличие высших гармоник в напряжении питания индукционных электродвигателей является причиной возникновения в магнитном потоке составляющих на частотах высших гармоник, которые в свою очередь будут наводить гармоники ЭДС и, как следствие этого, в обмотках ротора появляются высшие гармоники тока. Эти гармоники будут взаимодействовать с основным магнитным потоком, создавая дополнительные механические моменты на валу электрической машины. В результате создаются гармонические пульсации вращающего момента на валу двигателя. В экстремальных случаях может возникнуть вибрация на резонансной частоте вращающейся массы ротора, приводящая к накоплению усталости металла и возможному разрыву вала ротора электродвигателя [ 5 ].

Нагрев и дополнительные потери в трансформаторах и электрических машинах.

Дополнительные потери, вызывающие перегрев трансформаторов при наличии высших гармоник, возникают из-за скин-эффекта в меди обмотки (увеличение активного сопротивления обмотки с ростов частоты), а также увеличением потерь на гистерезис и вихревые токи в магнитопроводе трансформатора.

В электрических машинах, кроме аналогичных потерь в статоре (потери в меди и магнитопроводе), из-за значительной разнице в скоростях вращающихся магнитных полей, создаваемых высшими гармониками, и скоростью вращения ротора возникают дополнительные потери в демпферных обмотках ротора и магнитопроводе электрической машины [ 6 ].

Дополнительные потери при наличии высших гармоник в конденсаторах обусловлены увеличением «угла потерь» в диэлектрике и ростом действующего значения тока конденсатора. Возникающий перегрев в конденсаторе может приводить к пробою диэлектрика. Кроме этого, конденсаторы чувствительны к перегрузкам, вызываемым присутствием высших гармоник напряжения.

Нагрев кабелей распределительной сети.

• увеличением действующего значения негармонического тока;
• увеличением активного сопротивления проводника из-за скин-эффекта;
• увеличением потерь в диэлектрике изоляции кабеля.

Возможные средства решения проблемы

Различные методы могут использоваться, чтобы попытаться ослабить влияние проблем, вызываемые высшими гармониками тока при нагрузках с высоким значением коэффициента амплитуды.

Обеспечение симметричного режима работы трехфазной системы.

В первую очередь необходимо добиться, насколько это возможно, сбалансированности нагрузок по фазам. При этом обеспечивается минимальный ток в проводнике нейтрали и минимальное содержание гармоник в выходном напряжении источников бесперебойного иитания . Соответствующие схемы контроля и управления в ИБП будут поддерживать номинальное действующее значение выходного напряжения, в то же самое время стремясь обеспечить его синусоидальную форму. Не всегда возможно одновременно выполнить обе эти функции. В общем случае несбалансированная нагрузка воздействует на напряжение, вызывая его искажение. Хотя оно и относительно мало по величине, но так же добавляется к общим искажениям в кабеле. Обычно преобладают те искажения напряжения, которые сгенерированы в распределительной сети.

Одним из рациональных способов симметрирования однофазных нагрузок в трехфазной сети является использование ИБП с двойным преобразованием энергии при трехфазном входе и однофазном выходе (3ф / 1ф). В этом случае разгружается нейтраль, т.к. она не участвует в работе трехфазного выпрямителя на входе ИБП , находящейся в нормальном режиме преобразования напряжения. Однако этот эффект пропадает при переходе ИБП на режим «Bypass».

Включение в систему разделительного трансформатора с обмотками «треугольник-звезда».

Этот метод использовался на практике, но не всегда с успехом [ 7 ]. Предполагалось, что в этом случае трансформатор не пропускает гармоники, кратные третьей, и что отсутствие проводника нейтрали на стороне первичной обмотки исключает падение напряжения на нейтрали. Но такое утверждение оказалось правильным лишь частично. Сбалансированные гармоники, кратные третьей, наводят соответствующие магнитные потоки в стержнях сердечника трансформатора и, если они равны по величине и совпадают по фазе, то напряжения, наведенные в первичной обмотке, будут скомпенсированы.

Кроме этого любой трансформатор имеет индуктивность рассеяния, которая добавляется к существующему полному входному сопротивлению распределительной сети. Это может оказывать эффект уменьшения коэффициента амплитуды тока нагрузки и суммарного значения коэффициента искажений синусоидальности тока. Однако искажение напряжения увеличивается, а достижимое максимальное значение напряжения постоянного тока для питания инвертора ИБП снижается.

Использование фильтров подавления гармоник.

Третья гармоника является доминирующей по своему наиболее неблагоприятному воздействию в однофазных цепях. Включение в схему фильтра, который имеет низкое полное сопротивление на частоте этой гармоники, понижает генерируемое нелинейной нагрузкой напряжение. Применение таких фильтров в случае систем бесперебойного питания наиболее успешно для компенсации эффекта несбалансированных нагрузок, которые имеют тенденцию генерировать высокие уровни гармоник. Фильтры могут быть установлены как внутри ИБП , так и расположены на выходном конце кабеля (т.е. на стороне нагрузки). Тогда токи третьей гармоники циркулируют между нагрузкой и фильтром, частично снижая суммарный ток в проводнике нейтрали.

Однако такое подключение не дает окончательного решения проблемы, если на выходе ИБП подключены распределенные нагрузки. Установленный таким образом фильтр защищает только часть нагрузки, к которой он непосредственно подключен. Поэтому схема подключения должна быть такой, чтобы фильтр защищал всю нагрузку, а не только ее часть. Это может вызвать затруднения по стоимости оборудования и необходимой занимаемой площади при расстановке дополнительных устройств в нескольких участках распределительной сети на различных этажах здания.

Особое значение имеют фильтры, устанавливаемые на входе ИБП . Шестиполупериодные (шестипульсные) выпрямители, применяемые в трехфазных ИБП, создают высокий уровень пятой гармоники тока в питающей сети. Для снижения гармонического состава потребляемого тока и повышения коэффициента мощности системы в фазные провода включают индуктивные сопротивления (дроссели). Повышением эффективности подавления высших гармоник тока является включение входного фильтра ИБП, настроенного на пятую гармонику.

Применение двенадцатиполупериодного выпрямителя в ИБП.

Для снижения величины коэффициента искажения синусоидальности входного тока трехфазных ИБП до уровня менее 10% используют 12-полупериодные (12-пульсного) выпрямители.

Снижение полного сопротивления распределительной сети.

Это один из эффективных методов снижения нелинейных искажений. Кабели и сборные шины имеют полное сопротивление, которое прямо связано с длиной линий. Увеличение сечения кабелей (проводов) снижает активное сопротивление распределительной сети, но не снижает ее индуктивность. Максимальное эффективное сечение жил кабелей (проводов) составляет приблизительно 95 кв. мм. [ 7 ] С дальнейшим увеличением сечения кабелей их индуктивность остается относительно постоянной. Очевидно, что более эффективным будет использование параллельно соединенных кабелей (проводов). При возможности использования децентрализованной системы бесперебойного питания следует рассмотреть разделение всего инсталлируемого оборудования (т.е. устройств, входящих в состав защищаемой нагрузки) на секции, каждая из которых будет запитана от отдельного источника бесперебойного питания ( ИБП ).

Следует помнить о том, что во время профилактических, ремонтных и т.п. работ системы бесперебойного питания должны и могут быть переключены в режим обхода (Bypass). При этом возможно возрастание уровня искажений, т.к. нелинейная нагрузка напрямую будет подключена к первичному источнику переменного напряжения (генератор, трансформатор подстанции и т. п.). Форма напряжения сетевого электропитания часто бывает искажена из-за других нагрузок, не относящихся к критическим, но имеющих характеристики, подобные компьютерному и офисному оборудованию. Искажения формы напряжения электропитания, сгенерированные другим оборудованием, добавятся к искажениям от компьютерной нагрузки, которая была переключена на питание непосредственно от сети (на время профилактики или ремонта ИБП), создавая, таким образом, более высокие уровни искажений.

Климов В.П., Москалев А.Д.

1. ГОСТ 13109 — 97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
2. Капустин В.М., Лопухин А.А. Компьютеры и трехфазная электрическая сеть // Современные технологии автоматизации — СТА, №2, 1997, стр. 104-108.
3. Dugan R.C., McGranaghan M.F., Beaty H.W. Electrical Power Systems Quality. McGraw-Hill, 1996. — 265 стр.
4. Fiorina J.N. Inverters and Harmonics // Cahier Technique Merlin Gerin, no 159. — 19 стр.
5. Yacamini R. Power System Harmonics. Part 3 — Problems caused by distorted supplies // Power Engineering Jounal, Oct., 1995, стр. 233-238.
6. Harmonic Disturbances in Networks and Their Treatment // Cahier Technique Schneider Electric, no 152. — 25 стр.
7. Forrester W. Networking in Harmony // Electrical Contractor, Nov. / Dec., 1996, стр. 38-39.

Перекос фаз и напряжений в трехфазной сети

В современном электроснабжении чаще всего используется схема с тремя фазами и 4-мя или 5-ю проводами. В случае когда используется сеть, состоящая из пяти проводов, то три из них являются фазами, а оставшиеся два рабочими проводниками: нулевым и защитным. В сетях, состоящих из четырех проводов, три провода — это фазы, а четвертый сочетает в себе функции нулевого и защитного рабочего проводника.

Как в идеале должна работать трехфазная сеть?

• • Линейные напряжения тока равны между собой, их значение – 380В;
  • • Векторы фаз относительно друг друга сдвинуты на угол 120 градусов;
    • • Напряжение любой из фаз будет составлять 220В.

      Эта ситуация изображена на диаграмме с равносторонним треугольником с вершинами A, B и C. Фазные напряжения NA, NB и NC равны между собой и сдвинуты друг относительно друга на угол 120°. Данная модель является идеальной и перекос фазных напряжений в ней отсутствует.

      Сущность явления перекоса фаз

      Перекос фаз (перекос напряжения) как явление происходит в электрической цепи, когда одна или несколько фаз испытывают большую нагрузку, относительно других. В промышленных сетях при таком явлении наблюдается снижение мощности двигателей и трансформаторов. В бытовых условиях перекос может стать причиной поломки электрических приборов, у которых преобладающей является реактивная нагрузка.

      Векторная диаграмма при перекосе фаз приобретает следующие характеристики (красный цвет на диаграмме):

      • • Векторы фаз сдвигаются по отношению друг к другу на произвольные углы;
        • • Напряжение фаз имеют различные значения;
          • • Линейные напряжения при этом останутся прежними и равны 380В.

            Причины перекоса фаз

            На практике можно отметить явления внешних и внутренних перекосов. Первый из них вызван источником электроэнергии (горэлектросеть), второй вызван потребителями на предприятии.

            В случае когда энергия по фазам распределяется неравномерно, возникает перекос. Однако даже при равномерной нагрузке могут возникнуть факторы, являющиеся причиной возникновения перекоса:

            • • Разные типы нагрузок в сети (индуктивная и емкостная);
              • • Энергопотребители в разные моменты времени могут потреблять различную мощность. Например, в момент запуска прибора возникают пусковые токи, увеличивающие нагрузку;
                • • Длительность и неравномерность включения приборов.

                  Тем самым, в любой трехфазной сети эффект перекоса фаз можно встретить практически всегда. Исключение составляют сети, в которых применяется симметрирующий трансформатор. Небольшие перекосы могут стать причиной уменьшения срока работы прибора, а сильные приводят к аварийным отключениям и возможным отказам.

                  Последствия перекоса фаз

                  Возникновение перекоса в работе приборов могут привести к негативным последствиям как для электроприемников и источников электроэнергии, так и для потребителей. Среди таковых могут возникнуть:

                  • • замыкание и перегрев обмоток электродвигателей;
                    • • потребление большего количества топлива генератором;
                      • • аварийное отключение генератора;
                        • • выход энергопотребителей из строя;
                          • • уменьшение срока службы приборов в сети;
                            • • рост потребления энергии;
                              • увеличение затрат на ремонт и расходные материалы для генератора.

                              Устранение перекоса фаз: традиционные способы

                              Для повышения качества электроэнергии и обеспечения заданного напряжения тока на каждой из фаз традиционно используются стабилизаторы напряжения. В бытовых условиях применяют однофазные стабилизаторы напряжения, которые обеспечивают защиты отдельных электроприемников или небольшой их группы. В промышленных условиях используются трехфазные стабилизаторы напряжения различной мощности, которые конструктивно состоят из трех однофазных стабилизаторов.

                              В основе их принципа действия лежит реагирование на отклонения в каждой отдельно взятой фазе и поднятие или опускание напряжения до необходимого уровня в этой конкретной фазе, что провоцирует изменения напряжений на двух других фазах. Таким образом, стабилизаторы становятся вторичной причиной возникновения перекоса фаз.

                              Из изложенного выше ясно, что трехфазные стабилизаторы напряжения фактически не решают поставленную перед ними задачу, так как сами провоцируют несимметрию трехфазной системы. Помимо своего основного недостатка трехфазные стабилизаторы напряжения потребляют значительное количество электроэнергии и требуют серьезных сервисных расходов, так как обладают низкой надежностью — и электромеханические, и электронные стабилизаторы напряжения имеют быстроизнашивающиеся и часто отказывающие детали.

                              Как устранить перекос фаз альтернативными способами?

                              Для решения задачи по устранению перекоса в трехфазной сети и обеспечения заданного фазного напряжения необходимо использовать технологию, которая позволит выравнивать напряжение не на каждой из фаз по отдельности, а симметрировать фазы между собой, то есть симметрировать всю трехфазную систему. Самым эффективным решением проблемы перекоса фаз на предприятиях является использование симметрирующего трансформатора. Принцип работы таких трансформаторов заключается в эффекте симметрирования, который заключается в распределении возникающей нагрузки на все три фазы. Тем самым нагрузка перераспределяется на соседние фазы, и трехфазная сеть приходит в равновесное состояние за счет приближению напряжения на каждой фазе к номинальному значению.

                              Модельный ряд изготавливаемых трансформаторов по мощности составляет от 10 КВА до 1 МВА. Также есть возможность выбора модели устройства в зависимости от его функциональных возможностей.

                              Преимущества симметрирования нагрузок в трехфазной сети

                              Установка симметрирующего трансформатора в сети принесет следующие положительные эффекты:

                              • • Возможность подключения различных одно- или двухфазных потребителей;
                                • • Реальность подключения однофазных потребителей к генератору, даже при условии, что мощность потребителя превышает мощность фазы генератора;
                                  • • Высокая устойчивость работы дизель-генераторов на однофазную нагрузку;
                                    • • Увеличение срока службы оборудования и его безотказной работы;
                                      • • Значительное снижение уровня потребления электроэнергии;
                                        • • Снижение износа оборудования, уменьшение расходов на его ремонт и обслуживание.

                                          Функции симметрирующего трансформатора

                                          Устройство имеет следующие основные функции работы:

                                          • • Равномерное токораспределение нагрузки по всем фазам, позволяющее устранить возможность образования перекоса фаз при питании от автономных источников электроснабжения с ограниченной мощностью;
                                            • • При питании потребителя от городской сети происходит равномерное распределение нагрузки по всем фазам и фазные напряжения будут симметрированы.

                                              Выводы

                                              Что дает технология симметрирования фаз:

                                              Устранение перекоса фазных напряжений, т. е. выравнивание фаз сети друг относительно друга.

                                              • Равномерное распределение нагрузок по фазам.
                                              • Обеспечение заданной величины линейных напряжений.
                                              • Обеспечение заданной величины фазных напряжений.
                                              • Преобразование трехфазной сети в одно-(двух) фазную:
                                                • с гальванической развязкой
                                                • без гальванической развязки питающей сети и потребителя;
                                                • с изменением (увеличением или уменьшением) выходного напряжения;

                                                Ниже на рисунках представлены варианты подключения нагрузки без использования представленной технологии и с использованием представленной технологии.

                                                

                                                Максимальная нагрузка на одну фазу составляет треть от трехфазной мощности источника электроэнергии.

                                                Подключение мощного однофазного электроприемника вызывает перекос фаз и повышает риск его повреждений и повреждений других электроприемников. Если мощность такого фазного потребителя превышает треть трехфазной мощности, это вызывает его неправильную работу (сбой, отключение, отказ).

                                                

                                                Максимальная нагрузка на одну фазу может составлять 50% от трехфазной мощности источника электроэнергии. Источник электроэнергии воспринимает нагрузку как равномерно распределенную по фазам.

                                                

                                                Технологии симметрирования фаз позволяет подключать ту же группу электроприемников к генератору электроэнергии меньшей мощности, при этом источник электроэнергии будет воспринимать нагрузку как равномерно распределенную по фазам.

                                                Представленная технология запатентована, не имеет аналогов в России и за рубежом. Оборудование, производимое на основе данной технологии, сертифицировано и соответствует ТУ.

                                                Результат повышения энергоэффективности при массовом внедрении

                                                Массовое внедрение симметрирующих трансформаторов позволит более рационально использовать электроэнергию, снизить ее потери; обеспечивать тех же потребителей (группы электроприемников) меньшим количеством электроэнергии; снизить затраты на электроэнергию, затраты на топливо, масло, охлаждающую жидкость при питании от генератора; продлить срок службы электроприемников, уменьшить их износ, обеспечить безотказную работу электроприемников; снизить расходы на источники электроэнергии, так как для той же группы электроприемников возможно использование генератора меньшей мощности.

                                                Электропитание без перебоев

                                                С увеличением зависимости бизнеса от ИТ и повышением требований информационных систем к электропитанию необходимость в системах бесперебойного питания становится все очевиднее.

                                                

                                                Для защиты ИТ-оборудования от перебоев в электросети и некачественного электропитания широко применяются источники бесперебойного питания (Uninterruptible Power Supply, UPS) — ИБП. Это дополнительное оборудование, предназначенное для электропитания ИТ-систем или других устройств при кратковременном (до нескольких десятков минут) отключении основного электропитания, а также для защиты от помех и бросков в электросети и поддержания параметров питания в допустимых пределах. То есть ИБП также могут использоваться для улучшения качества электропитания.

                                                

                                                По конструктивному исполнению ИБП можно разделить на настольные, напольные и стоечные (19″). Основное назначение любого ИБП — защита нагрузки от возможных проблем в цепях электропитания. По статистике, каждый ПК ежемесячно подвергается воздействию около 120 нештатных ситуаций, связанных с проблемами электропитания. В их числе:

                                                Всплески напряжения	Повышения напряжения более чем на 10% в течение более 20 мс.
                                                Высоковольтные броски питания	Кратковременные импульсы напряжением до 6000 В и длительностью до 10 мс.
                                                Провалы питания	Кратковременное снижение напряжения до уровня менее 80-85% от номинального.
                                                Высокочастотные помехи	Помехи электромагнитного или другого происхождения.
                                                Выбег частоты	Уход частоты на величину более 3 Гц от номинала (50 Гц).
                                                Подсадка напряжения	Падение напряжения в сети на длительное время.
                                                Пропадание напряжения	Отсутствие напряжения в электросети в течение более 40 мс.

                                                Таким образом, ИБП сглаживают небольшие и кpатковpеменные броски питания, фильтpуют питающее напpяжение, но их главная задача — питать нагpузку в течение некотоpого вpемени после пpопадания напpяжения в сети. Многие модели с помощью пpогpаммного обеспечения могут автоматически завершать работу ИТ-оборудования пpи пpодолжительном отсутствии напpяжения в питающей сети, а также пеpезапускать его пpи восстановлении сетевого питания или по таймеру. Некоторые ИБП предусматривают функции монитоpинга и записи параметров источника питания (таких как темпеpатуpа, уpовень заpяда батаpей и дpугие показатели), отобpажение параметров напpяжения и частоты тока, выходного напpяжения и мощности, пpедупpеждение об аварийных ситуациях и пр. При пропадании напряжения в электросети любые ИБП переключают нагрузку на питание от батареи, но есть важные отличия.

                                                Батареи: альтернатива свинцово-кислотным аккумуляторам

                                                

                                                Сегодня 95% всех источников бесперебойного питания производятся с использованием свинцово-кислотных батарей в качестве источника постоянного тока.

                                                Тем временем некоторые вендоры уже объявили о начале перевода нескольких моделей устройств бесперебойного питания со свинцово-кислотных аккумуляторов на литий-ионные. Их начальная стоимость пока что выше свинцово-кислотных, однако за последние несколько лет разрыв в ценах существенно сократился.

                                                По данным Schneider Electric, в зависимости от сферы применения литий-ионных аккумуляторов в общей стоимости владения в течение срока их службы можно добиться экономии в 10-40% по сравнению с традиционными аккумуляторами.

                                                

                                                Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion) накапливают гораздо больше энергии в меньшем объеме. Так, в сравнении со свинцово-кислотными аккумуляторами с клапанным регулированием (VRLA) равной мощности они занимают втрое меньше места. А благодаря длительному сроку службы существенно сокращаются объемы работ и расходов по их замене.

                                                Между тем подавляющее большинство ИБП по-прежнему комплектуется свинцово-кислотными батареями, известными своей надежностью, высоким качеством и оптимальными ценовыми характеристиками.

                                                Классы ИБП

                                                По принципу действия ИБП делятся на три основных класса: резервные ИБП (off-line), линейно-интерактивные (line-interactive) и ИБП с двойным преобразованием (on-line). Тип ИБП определяется соотношением параметров на входе и выходе устройства. У первых частота и напряжение на выходе определяются частотой и напряжением на входе; вторые стабилизируют напряжение на выходе при совпадении частот, а ИБП с двойным преобразованием преобразуют переменное напряжение в постоянное и вновь генерируют на выходе переменное (синусоидальное) напряжение, характеристики которого не зависят от параметров на входе ИБП.

                                                В резервных (или пассивных) ИБП нагрузка питается напрямую от электросети, как правило, через помехоподавляющий фильтр. При отказе электросети нагрузка переключается на резервное питание от инвертора, питающегося от батарей. Такие ИБП просты и недороги, имеют высокий КПД, но не стабилизируют напряжение и частоту электросети, а переключение на питание от батарей происходит за несколько миллисекунд. Их мощность обычно невелика — от 220 до 2000 ВА.

                                                Резервные ИБП:

                                                Достоинства	Недостатки
                                                — Компактность, малый вес, экономичность, относительная дешевизна.	— Отсутствует стабилизация выходного напряжения;

                                                — Неполная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов; помехи, генерируемые нагрузкой пропускаются обратно в сеть;

                                                — Скачкообразное изменение напряжения, частоты и формы выходного напряжения при переходе на питание от батареи (время переключения >5 мс);

                                                Типовая область применения резервных ИБП — защита ПК или вспомогательного оборудования, где значимость хранимой информации или выполняемых операций сравнительно невелика. Эта топология не подходит в случае частых отключений или при некачественном электропитании.
                                                Схема работы простейшего резервного ИБП показана ниже.

                                                

                                                ИБП резервного типа: нормальный режим работы (rectifier — выпрямитель, inverter — инвертор, SPD — фильтр питания, bypass — байпас).

                                                

                                                ИБП резервного типа: аварийный режим работы .

                                                Для защиты более важного оборудования, например, серверов начального уровня, сетевого и телекоммуникационного оборудования, лучше использовать линейно-интерактивные ИБП. Они обеспечивают стабилизацию напряжения питания в заданном диапазоне и снижают влияние переходных процессов на работоспособность защищаемого оборудования.

                                                Линейно-интерактивные ИБП поддерживают параметры питающего напряжения и синхронно переключают нагрузку на инвертор при его пропадании. В них инвертор включен параллельно электросети, он регулирует и стабилизирует выходное напряжение, одновременно заряжая батареи. Иногда ИБП дополняют автотрансформаторами, что позволяет расширить диапазон регулирования напряжения без перехода на батарею.

                                                Преимущества данной технологии — стабилизация напряжения, меньшее время переключения на батареи и хорошо аппроксимированная синусоидальная форма напряжения на выходе ИБП. Существуют и более дешевые разновидности линейно-интерактивных ИБП со «ступенчатой» синусоидой.

                                                

                                                Линейно-интерактивный ИБП: нормальная работа.

                                                

                                                Линейно-интерактивный ИБП: аварийный режим.

                                                Линейно-интерактивные ИБП:

                                                Достоинства	Недостатки
                                                — Компактность, экономичность;

                                                — Ступенчатая стабилизация входного напряжения;

                                                — Почти синусоидальная форма выходного напряжения;

                                                — Отсутствие реальной изоляции нагрузки от сети распределения питания;

                                                — Отсутствие регулировки и стабилизации входной частоты;

                                                — Сравнительно слабая стабилизация выходного напряжения, особенно при переходных процессах или в случае пошагового изменения нагрузки;

                                                Линейно-интерактивные ИБП можно использовать для защиты профессиональных рабочих станций, серверов среднего уровня, коммутаторов, маршрутизаторов и другого сетевого оборудования, но они не подходят для защиты сложного и дорогостоящего оборудования, чувствительного к электромагнитным помехам, колебаниям напряжения питания и нестабильности частоты питания, например, медицинского.

                                                Линейно-интерактивные ИБП не годятся и для защиты непрерывных технологических процессов, а также для построения централизованных систем гарантированного электропитания, где важно обеспечить полную независимость электрических параметров на выходе ИБП от параметров на входе.

                                                Разновидность линейно-интерактивных систем — ИБП с дельта-преобразованием напряжения. Благодаря усовершенствованной обратной связи напряжение на нагрузке у них регулируется плавно, а не ступенчато, обеспечивается стабилизация частоты выходного напряжения.

                                                ИБП с дельта-преобразованием в штатном и автономном режимах.

                                                Главное достоинство ИБП с дельта-преобразованием — высокий КПД. Однако достигается он, когда параметры напряжения сети соответствуют номинальным значениям, входной импеданс нагрузки имеет только активную составляющую, а сам ИБП нагружен на полную мощность. В противном случае повышается нагрузка на основной и дельта-инвертор, или снижается эффективность использования входного трансформатора, что ухудшает КПД. К тому же эффекту приводит расширение диапазона входных напряжений для нормального режима работы. В итоге, имея преимущество по КПД (2-3%) в идеальных условиях, ИБП с дельта-преобразованием проигрывают линейно-интерактивным в условиях реальных.

                                                ИБП с дельта-преобразованием:

                                                Достоинства	Недостатки
                                                — Высокий КПД (при идеальных параметрах входного напряжения);

                                                — Меньшая степень защиты нагрузки в нормальном режиме работы от резких изменений входного напряжения вследствие инерционности схемы обратной связи;

                                                — Отсутствие защиты нагрузки в нормальном режиме работы от отклонений частоты входного напряжения;

                                                

                                                Линейно-интерактивный ИБП APC BR1000G дает на выходе не совсем чистую синусоиду, но такой аппроксимации достаточно для большинства устройств.

                                                Самый технически совершенный класс источников бесперебойного питания — системы с двойным преобразованием — гарантируют выходные электрические характеристики, близкие к идеальным, как по напряжению, так и по частоте. За это приходится платить усложнением и удорожанием конструкции.

                                                Системы с двойным преобразованием обеспечивают очень малое время переключения на работу от батарей и имеют высокие выходные электрические характеристики. Такие ИБП подходят для критически важных приложений, защиты мощных серверов и кластеров, телекоммуникационного оборудования и локальных сетей. Они имеют высокий КПД в режиме двойного преобразования (95-96%) и синусоидальную форму выходного напряжения.

                                                На российском рынке присутствует более двух десятков моделей ИБП с двойным преобразованием. Примерно половина этих устройств предназначена для монтажа в стойку. Технология двойного преобразования позволяет гарантировать максимальную защиту от перебоев в электросети.

                                                В таких ИБП входное переменное напряжение преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем инвертором — обратно в переменное. Даже при больших отклонениях входного напряжения ИБП питает нагрузку чистым синусоидальным стабилизированным напряжением. Инвертор включен последовательно с основным источником электроснабжения и всегда находится во включенном состоянии. При пропадании входного напряжения он переходит на питание от батарей.

                                                В обычном режиме при питании от сети электроэнергия поступает через выпрямитель и инвертор, одновременно подзаряжая батареи. В случае пропадания или сбоя питания на входе ИБП инвертер запитывается от аккумуляторных батарей. Переключение происходит без использования статического переключателя, поэтому переход на работу от батарей мгновенен. Статический ключ в данной схеме используется только для перехода на режим автоматического байпаса для питания нагрузки в случае существенного сбоя в работе ИБП.

                                                

                                                ИБП с двойным преобразованием отличает надежная защита нагрузки по электропитанию.

                                                

                                                ИБП с двойным преобразованием: аварийный режим, питание от батареи.

                                                В ИБП с двойным преобразованием поддерживается точная регулировка напряжения и частоты на выходе ИБП, бесперебойно осуществляется переход в байпас. Ручной байпас можно использовать для обслуживания и «горячей» замены батарей и самого ИБП.

                                                Такие ИБП отличают постоянная стабилизация напряжения и частоты, непрерывность фазы выходного напряжения, отсутствие влияние нагрузки на сеть, полная фильтрация питания. Но есть и отрицательные стороны — сложность конструкции и высокая цена, относительно невысокий КПД. Диапазон мощностей выпускаемых устройств очень широк — от 600 ВА до нескольких сотен кВА.

                                                ИБП с двойным преобразованием:

                                                Достоинства	Недостатки
                                                — Максимальная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов; помехи, генерируемые нагрузкой, не пропускаются обратно в сеть;

                                                — Питание нагрузки «чистым» синусоидальным электропитанием, стабилизированным по величине, частоте и форме напряжения, при работе от сети и от батарей;

                                                — Дополнительные энергозатраты на двойное преобразование напряжения, снижающие КПД;

                                                Краткое сравнение ИБП разных классов

                                                	Резервные	Линейно-интерактивные	С двойным преобразованием
                                                Мощность ИБП	менее 1,5 кВА	менее 4 кВА	не ограничена
                                                Режим работы от сети
                                                Стабилизация напряжения	нет	ступенчатая	полная
                                                Стабилизация частоты	нет	Нет	есть
                                                Фильтрация помех	слабая	средняя	максимальная
                                                Батарейный режим
                                                Частота переходов	частая	средняя	редкая
                                                Время перехода на батареи	5-15 мс	2-6 мс	нет
                                                Форма синусоиды	часто трапецеидальная	синусоидальная	синусоидальная
                                                режим «байпас»	нет	нет	есть
                                                гальваническая развязка	Нет	нет	возможна

                                                Между тем отрасль давно нуждалась в более точной классификации ИБП. Согласно стандарту IEC 32040, введены три буквенных обозначения: VFI, VI и VFD.

                                                Класс VFI (Voltage & Frequency Independent) — выходные напряжение и частота ИБП не зависят от входных параметров.

                                                Топология ИБП	Спецификация	Типовая мощность	Типовое применение
                                                Резервный	Voltage & Frequency Dependent (VFD)	1500 ВА	Малый офис, домашние ПК и другие не критичные среды
                                                Линейно-интерактивный	Voltage Independent (VI)	5000 ВА	Малый бизнес, веб-сайты, серверы подразделений
                                                С двойным преобразованием	Voltage and Frequency Independent (VFI)	1000 кВА	Дата-центры

                                                В классификации учитывается также степень несинусоидальности выходного напряжения ИБП в нормальном (при работе от сети) и автономном режиме (при работе от батарей). Первая буква соответствует характеристике формы напряжения для нормального режима, вторая — для автономного.

                                                • S соответствует синусоидальному выходному напряжению с коэффициентом нелинейных искажений (КНИ) менее 8% как при линейной, так и при нелинейной нагрузке.
                                                • X соответствует несинусоидальному сигналу с КНИ более 8% при нелинейной нагрузке.
                                                • Y соответствует несинусоидальному сигналу при любой нагрузке, КНИ превышает установленные в IEC 61000-2-4 пределы.

                                                Второй символ характеризует колебания выходного напряжения при 100% изменении линейной нагрузки. Тестирование проводится в нормальном и автономном режимах, выбирается наихудший показатель. Третий символ характеризует колебания выходного напряжения при 100% изменении нелинейной нагрузки. Конечно, ИБП имеют и другие характеристики, и их немало.

                                                Характеристики ИБП

                                                Перечислим кратко главные характеристики ИБП^

                                                Диапазон изменения входного напряжения, при котором ИБП не переключаются на батареи.	Чем он больше, тем меньше количество переходов на батарею, что увеличивает срок ее службы. Это особенно актуально для электросетей в российских регионах, где нередки «просадки» напряжения.
                                                Изменение выходного напряжения при изменении входного.	ИБП должен обеспечивать выходное напряжение для нормальной работы оборудование. Выход за допустимый диапазон может вызвать сбои в работе оборудования или даже вывести его из строя.
                                                Параметры выходного напряжения при работе от батареи.	Эти параметры определяют качество питания, обеспечиваемое ИБП.
                                                Процесс переключения ИБП на батарею и обратно.	Для защищаемого оборудования все переходные процессы должны быть «незаметны», выполняться быстро и корректно.

                                                Некоторые блоки питания ПК используют функцию активной коррекции коэффициента мощности (PFC) и не всегда корректно работают с приближенной, не «чистой» синусоидой питания. Это может приводить к периодической перезагрузке системы.

                                                Мощность ИБП может указываться в вольт-амперах (ВА) или в ваттах (Вт). ВА представляет максимальную теоретическую мощность на выходе ИБП, однако доступная мощность в Вт меньше — 60% от номинала в ВА. То есть ИБП на 1000 ВА соответствует ИБП на 600 Вт.

                                                Не стоит перегружать ИБП. Например, для защиты нагрузки в 300 Вт лучше применять ИБП на 400-600 Вт. Такой вариант надежнее и обеспечивает большее время автономной работы. Учтите также, что емкость батареи со временем падает. И не подключайте к ИБП оборудование с пиковым потреблением мощности, способное вызвать перегрузку источника питания, такое как лазерные принтеры. Некоторые ИБП имеют защиту от перегрузки.

                                                Задача электропитания при длительном отсутствии напряжения обычно решается с помощью установки бензиновых или дизельных генераторов. Но зачастую шум, выхлопные газы, необходимость периодического обслуживания, а также высокие требования к качеству электропитания делают использование генератора неприемлемым. В таких случаях рекомендуется применение специализированных ИБП с внешним батарейным комплектом большой емкости.

                                                Под защитой ИБП

                                                Перебои в работе информационных систем нередко ведут к большим финансовым убыткам, поэтому приходится принимать во внимание угрозу некачественного электроснабжения, возможные перебои и даже долговременное отключение электропитания.

                                                В мире более 40% проданных систем бесперебойного питания используется для защиты серверов, систем хранения данных, сетевого оборудования. Около 60% потребления ИБП приходится на локальные сети, телекоммуникации и ЦОД, значительное количество применяется в промышленности, поскольку многие производственные процессы требуют качественного энергообеспечения.

                                                Около четверти мировых продаж ИБП приходится на устройства мощностью менее 1 кВА, и примерно половина продаж — на устройства мощностью до 5 кВА. Обычно их используют для защиты ПК и серверов начального уровня. В России свои ПК с помощью ИБП защищают не более 15% пользователей — большинство довольствуются сетевым фильтром.

                                                Увеличение популярности ноутбуков также спросу на ИБП не способствует, однако серверы любого класса и сетевое оборудование, учрежденческие АТС все же нуждаются в подобной защите.

                                                В отличие от мощных ИБП (свыше 20 кВА), жизненный цикл которых достигает 20 лет, маломощные источники питания рассчитаны на пятилетний срок службы, однако сменный блок аккумуляторов (самой недолговечной части устройства) позволяет продлить их эксплуатацию.

                                                В небольших офисах обычно используются резервные или линейно-интерактивные ИБП. Последние относительно недороги, обладают приемлемой функциональностью и достаточным классом защиты. Более половины производителей выпускают ИБП малой и даже средней мощности в Юго-Восточной Азии по OEM-контрактам.

                                                Для недорогих «простых» ИБП тенденцией развития стало приближение их по функциональности и эффективности (таким как ремонтный байпас для «горячей» замены или ремонта оборудования, управляемые розетки и расширенная комплектация) к «большим» ИБП.

                                                При выборе ИБП нужно учитывать сроки гарантии на само устройство и его компоненты, например, аккумуляторы. Отдавайте предпочтение известным производителям, которые специализируются на изготовлении подобного оборудования. Определитесь с максимальным количеством и типом розеток для подключаемых устройств. В тех случаях, когда помимо периодического отключения электричества существуют проблемы параметрами электропитания, необходимо устанавливать линейно-интерактивные устройства.

                                                В общем случае не следует гнаться за временем работы от АКБ, оно составляет обычно до 5 минут при 100% нагрузке. Лучше выбрать модель с дополнительными батарейными модулями или купить генератор. Это дешевле, чем тратится на герметичные необслуживаемые АКБ.

                                                Источники бесперебойного питания берегут компьютерную технику от сбоев в электрической сети. Хороший ИБП надежно защитит электронные устройства от перегрузок, позволит сохранить все данные и корректно завершить работу системы при аварии в электросети. Лучше не экономить на цене устройства, и купить как минимум линейно-интерактивный ИБП, а для защиты критичных систем использовать ИБП с двойным преобразованием.

                                                ИБП в ЦОД

                                                Перебои в работе ЦОД наносят серьезный урон их клиентам и имиджу самих компаний. Поэтому владельцам важно находить эффективные решения для повышения надежности электропитания своих дата-центров. Мировые производители систем бесперебойного питания для дата-центров предлагают свои варианты реализации ИБП.

                                                Какие основные требования предъявляются к «ИБП для ЦОД»? Это высокая надежность (с учетом времени восстановления системы, т.е. важен не параметр MTBF, а коэффициент готовности); высокий КПД при неполной нагрузке (50-80%), что непосредственно отражается на тепловыделении и экономичности оборудования; поддержку параллельной работы с наращиванием мощности или повышением степени резервирования; масштабируемость; высокий входной и выходной коэффициент мощности и малый коэффициент гармонических искажений входного тока, что особенно важно при организации резервного питания от ДГУ.

                                                Другие важные факторы — компактность систем, поддержка параллельной работы, низкое тепловыделение, интеллектуальная система управления зарядом АКБ, простое техническое обслуживание и поддержка, усовершенствованные возможности выключения серверов (есть версии ПО, позволяющие осуществлять корректное завершение работы виртуальных машин), средства управления/мониторинга, в том числе дистанционного, возможность простого и интуитивно понятного переключения на внешний байпас с защитой от неверных действий персонала, хорошая поддержка со стороны производителя оборудования.

                                                При отсутствии системы резервного электропитания от ДГУ увеличить время автономной работы можно за счет внешних аккумуляторных шкафов. В числе обязательных функций ИБП старшего класса — интеллектуальные системы управления зарядом АКБ, средства оповещения оборудования о низком заряде аккумуляторных батарей. Применение в ЦОД энергоэффективных ИБП помогает снизить потребление электроэнергии, при этом мощность и надежность источников бесперебойного питания остаются неизменными.

                                                ИБП с двойным преобразованием обеспечивают наивысшую степень защиты от различных сбоев в электросети, так как ИТ-системы полностью ограждены от воздействия электросети и запитываются от ИБП напрямую. При использовании такого ИБП оборудование защищено от проблем, связанных с перепадами напряжения, исчезновения питания и другими возможными сбоями электросети. По этой причине ИБП с двойным преобразованием используются для обеспечения питания серверов, чувствительного к состоянию сети оборудования и других критичных устройств, от которых зависит функционирование ЦОД. Кроме того, ИБП с двойным преобразованием имеют большой арсенал функций, а также гибкие возможности масштабируемости.

                                                FSP Group уже некоторое время назад уловила тренды растущего рынка ЦОД и начала выпуск специализированного оборудования, которое призвано снабдить провайдеров телеком-услуг необходимыми источниками энергии. Источники бесперебойного питания с двойным преобразованием серии CUSTOS 9X компании FSP перекрывают диапазон мощностей от 1K до 10K.

                                                

                                                ИБП с двойным преобразованием FSP Custos 9X+ 10K.

                                                Например, ИБП Custos 9X+ 10K имеет следующие особенности конструкции:

                                                • Выходной коэффициент мощности 0,9
                                                • Информативный и понятный ЖК-дисплей сменной ориентации
                                                • Исполнение Rack/Tower
                                                • Программируемые выходы
                                                • Режим преобразования частоты 50/60Гц
                                                • Режимы энергосбережения ECO и Advanced ECO
                                                • Функция экстренного отключения питания (EPO)

                                                ИБП с двойным преобразователем напряжения серии FSP Custos 9X+ могут быть использованы в комплекте с дополнительными батарейными блоками, есть возможность горячей замены источников питания.

                                                Именно эти ИБП применяет для обеспечения бесперебойной работы оборудования в своем ЦОД хостинг-провайдер RUVDS. Его система бесперебойного гарантированного электропитания построена по классической схеме. Энергоснабжение ЦОД обеспечивают две подстанции, которые питают дата-центр по двум независимым линиям. На объекте установлен комплекс ИБП и ДГУ (схема резервирования — N+1).

                                                Каждый физический сервер подключен к источнику бесперебойного питания. Если эти составляющие вдруг не справятся, то в работу включатся дизель-генераторы, которые обеспечат дата-центр электричеством до решения проблем с подстанцией. Это важная составляющая высокой надежности VPS-хостинга.

                                                • Блог компании RUVDS.com
                                                • Хостинг
                                                • IT-инфраструктура
                                                • Хранение данных
                                                • Хранилища данных
                                                Похожие публикации:

                                                1. Допустимые отклонения буронабивных свай от проектного положения
                                                2. Единица измерения длины волны видимого света
                                                3. Класс защиты ip для ванной комнаты
                                                4. Принцип работы генератора постоянного тока