Bevor Sie eine neue USV kaufen, sollten Sie sich mit einigen der "internen" Aspekte ihres Betriebs vertraut machen. Und damit die Quelle unterbrechungsfreie Stromversorgung Ihnen so lange wie möglich gedient hat und sich die Anlage Ihres Geldes als am effektivsten erwiesen hat, versuchen Sie, die folgenden Tipps zu befolgen.

Welche Batterien werden in der USV verwendet?

Alle von APC (und anderen bekannten großen USV-Herstellern) hergestellten USVs verwenden Blei-Säure-Batterien, die den meisten gängigen Autobatterien sehr ähnlich sind. Der Unterschied liegt darin, dass, wenn wir einen solchen Vergleich anstellen, die von APC verwendeten Batterien mit der gleichen Technologie hergestellt werden wie die teuersten Autobatterien, die heute erhältlich sind: Der darin enthaltene Elektrolyt befindet sich in einem gelartigen Zustand und nicht Verschütten, wenn das Gehäuse beschädigt ist; Die Batterie ist versiegelt, bedarf also keiner Wartung, gibt während des Betriebs keine schädlichen und explosiven Gase (Wasserstoff) ab, sie kann nach Belieben „umgedreht“ werden, ohne dass das Elektrolyt verschüttet wird.

Wie lange halten USV-Batterien?

Auch wenn verschiedene USVs scheinbar dieselbe Batterietechnologie verwenden, variiert die Batterielebensdauer der USV stark zwischen den Herstellern. Dies ist für Benutzer sehr wichtig, da der Batteriewechsel teuer ist (bis zu 30 % der ursprünglichen Kosten der USV). Ein Batterieausfall verringert die Systemeffizienz und ist eine Quelle von Ausfallzeiten und unnötigen Kopfschmerzen. Die Temperatur hat einen erheblichen Einfluss auf die Batteriezuverlässigkeit. Tatsache ist, dass die natürlichen Prozesse, die die Batteriealterung verursachen, stark von der Temperatur abhängig sind. Ausführliche Testdaten der Batteriehersteller zeigen, dass sich die Batterielebensdauer pro 10 °C Temperaturanstieg um 10 % verringert. Das bedeutet, dass die USV so ausgelegt sein sollte, dass die Batterieerwärmung minimiert wird. Alle Online-USVs und Online-Hybride laufen heißer als redundante oder Line-Interactive-USVs (weshalb der Lüfter zuerst benötigt wird). Dies ist der wichtigste Grund, warum USV und Line-Interactive-USV weniger Wartung benötigen. Batterieersatz als eine USV mit Online-Topologie.

Sollte ich bei der Auswahl einer USV auf das Design des Ladegeräts achten?

Das Ladegerät ist ein wichtiger Bestandteil der USV. Die Ladebedingungen der Batterien haben einen erheblichen Einfluss auf deren Lebensdauer. Die Lebensdauer der USV-Batterie wird maximiert, wenn sie kontinuierlich von einem Konstantspannungs- oder Erhaltungsladegerät geladen wird. Tatsächlich ist die Lebensdauer eines Akkus viel länger als die einer einfachen Lagerung. Denn durch ständiges Nachladen werden einige der natürlichen Alterungsprozesse ausgesetzt. Daher ist es notwendig, die Batterie aufzuladen, selbst wenn die USV ausgeschaltet ist. In vielen Fällen wird die USV regelmäßig ausgeschaltet (wenn die geschützte Last ausgeschaltet ist, besteht keine Notwendigkeit, die USV eingeschaltet zu lassen, da sie auslösen und unerwünschten Batterieverschleiß verursachen kann). Viele USVs auf dem Markt bieten nicht die wichtige Funktion des kontinuierlichen Aufladens.

Beeinflusst die Spannung die Zuverlässigkeit?

Batterien bestehen aus einzelnen Zellen mit jeweils etwa 2 Volt. Um eine Batterie mit höherer Spannung zu erzeugen, werden einzelne Zellen in Reihe geschaltet. Eine 12-Volt-Batterie hat sechs Zellen, eine 24-Volt-Batterie hat 12 Zellen und so weiter. Bei der Erhaltungsladung der Batterie wie bei USV-Anlagen werden die einzelnen Zellen gleichzeitig geladen. Aufgrund der unvermeidlichen Parameterstreuung nehmen einige Elemente einen größeren Anteil an der Ladespannung ein als andere. Dies verursacht eine vorzeitige Alterung solcher Elemente. Die Zuverlässigkeit einer Gruppe von in Reihe geschalteten Elementen wird durch die Zuverlässigkeit des am wenigsten zuverlässigen Elements bestimmt. Wenn daher eine der Zellen ausfällt, fällt die Batterie als Ganzes aus. Es ist erwiesen, dass die Geschwindigkeit von Alterungsprozessen in direktem Zusammenhang mit der Anzahl der Zellen in der Batterie steht, daher nimmt die Alterungsgeschwindigkeit mit steigender Batteriespannung zu. Die besten USV-Typen verwenden weniger, dafür aber leistungsfähigere Komponenten mehr Elemente geringerer Leistung, wodurch eine erhöhte Zuverlässigkeit erreicht wird. Einige Hersteller verwenden Hochspannungsbatterien, die bei einem bestimmten Leistungspegel die Anzahl der Kabelverbindungen und Halbleiter reduzieren können, wodurch die Kosten der USV gesenkt werden. Die Batteriespannung der meisten typischen USVs bei einer Leistung von etwa 1 kVA beträgt 24 ... 96 V. Bei dieser Leistung überschreiten APC-USV-Batterien, insbesondere die Smart-UPS-Familie, 24 V nicht. Niederspannungsbatterien in APC USVs, haben eine längere Lebensdauer als Konkurrenzgeräte. Die durchschnittliche Lebensdauer von APC-Batterien beträgt 3-5 Jahre (je nach Temperaturregime, Entlade-/Ladezyklen), während einige Hersteller eine Lebensdauer von nur 1 Jahr angeben. Über eine USV-Lebensdauer von 10 Jahren geben Benutzer einiger Systeme doppelt so viel für Batterien aus wie für das Gerät selbst! Obwohl es für den Hersteller einfacher und billiger ist, eine USV mit Hochspannungsbatterien zu konstruieren, entstehen für den Benutzer versteckte Kosten in Form einer verkürzten USV-Lebensdauer.

Warum "Ripple"-Strom die Batterielebensdauer verkürzt

Idealerweise sollte die USV-Batterie auf Erhaltungs- oder Dauerladung gehalten werden, um die Nutzungszeit zu verlängern. In dieser Situation zieht eine voll aufgeladene Batterie eine kleine Strommenge aus dem Ladegerät, die als Schwebestrom oder Selbstladestrom bezeichnet wird. Trotz der Empfehlungen der Batteriehersteller belasten einige USV-Systeme die Batterien mit zusätzlichem Rippelstrom. Brummströme treten auf, weil der Wechselrichter, der die Last mit Wechselstrom versorgt, Gleichstromeingang verbraucht. Der am Eingang der USV befindliche Gleichrichter erzeugt immer einen pulsierenden Strom. Das Verhältnis bleibt selbst mit den fortschrittlichsten Gleichrichtungs- und Brummunterdrückungsschaltungen ungleich Null. Daher muss die parallel zum Gleichrichterausgang geschaltete Batterie in den Momenten, in denen der Strom am Gleichrichterausgang abfällt, etwas Strom abgeben und umgekehrt, um wieder aufgeladen zu werden, wenn der Strom am Gleichrichterausgang abfällt. Dies verursacht Mini-Entlade-/Ladezyklen mit einer Frequenz, die typischerweise dem Doppelten der Betriebsfrequenz der USV (50 oder 60 Hz) entspricht. Diese Zyklen verschleißen den Akku, heizen ihn auf und lassen ihn vorzeitig altern.

In einer USV mit einer Batterie im Standby, wie z. B. klassischem Standby, ferroresonantem Standby, leitungsinteraktiv, wird die Batterie nicht durch Brummströme beeinflusst. USV-Batterie im Internet eingeben unterschiedlich stark (je nach Konstruktionsmerkmalen), ihnen aber dennoch immer ausgesetzt. Um herauszufinden, ob Ripple-Ströme vorhanden sind, ist es notwendig, die USV-Topologie zu analysieren. In einer Online-USV wird die Batterie zwischen dem Ladegerät und dem Wechselrichter platziert, und es treten immer Welligkeitsströme auf. Dies ist die klassische, "historisch" früheste Art von "Online-Doppelwandler"-USV. Wenn in einer Online-USV die Batterie vom Eingang des Wechselrichters durch eine Sperrdiode, einen Wandler oder einen Schalter der einen oder anderen Art getrennt ist, sollte kein Brummstrom vorhanden sein. Natürlich ist bei diesen Konstruktionen die Batterie nicht immer mit dem Stromkreis verbunden, weshalb USV mit ähnlicher Topologie üblicherweise als Hybrid bezeichnet werden.

Worauf Sie sich bei einer USV nicht verlassen können

Die Batterie ist das am wenigsten zuverlässige Element in den meisten gut konzipierten USV-Systemen. Die Architektur der USV kann jedoch die Langlebigkeit dieser kritischen Komponente beeinträchtigen. Wenn Sie die Batterie auch bei ausgeschalteter USV kontinuierlich aufladen (wie es bei allen von APC hergestellten USV der Fall ist), verlängert sich ihre Lebensdauer. Topologien mit hoher Batteriespannung sollten bei der Auswahl einer USV vermieden werden. Hüten Sie sich vor USVs, bei denen die Batterie Brummströmen oder Überhitzung ausgesetzt ist. Die meisten USV-Systeme verwenden die gleichen Batterien. Konstruktionsunterschiede zwischen USVs unterschiedlicher Systeme führen jedoch zu erheblichen Unterschieden in der Batterielebensdauer und damit in den Betriebskosten.

Laden Sie die Batterien unbedingt auf, bevor Sie zum ersten Mal eine neue USV verwenden.

Die Batterien der neuen USV verloren während des Transports und der Lagerung im Lager natürlich den größten Teil der "Werks" -Ladung. Wenn Sie die USV sofort unter Last setzen, werden die Batterien daher nicht in der Lage sein, das richtige Maß an Energieerhaltung bereitzustellen. Darüber hinaus prüft eine Selbsttestroutine, die bei jedem Einschalten der USV (außer Back-UPS) automatisch abläuft, neben anderen Diagnosen, ob die Batterie die Last bewältigen kann. Und da eine ungeladene Batterie die Last nicht bewältigen kann, wird das System wahrscheinlich melden, dass die Batterie defekt ist und ersetzt werden muss. Alles, was Sie in einer solchen Situation tun müssen, ist, die Batterien aufladen zu lassen. Lassen Sie die USV 24 Stunden lang angeschlossen. Dies ist die erste Aufladung der Batterien, daher dauert es länger als die normale reguläre Aufladung Technische Beschreibung. Die USV selbst ist möglicherweise ausgeschaltet. Wenn Sie die USV von einem kalten Ort hergebracht haben, lassen Sie sie mehrere Stunden bei Raumtemperatur aufwärmen.

Schließen Sie nur die Lasten an die USV an, die wirklich eine unterbrechungsfreie Stromversorgung benötigen

Der Einsatz einer USV ist nur dort gerechtfertigt, wo ein Stromausfall zu Datenverlust führen könnte, wie z persönliche Computer, Server, Hubs, Router, externe Modems, Bandlaufwerke, Festplatten usw. Drucker, Scanner und noch mehr Beleuchtungslampen benötigen keine USV. Was passiert, wenn der Drucker während des Druckens ausfällt? Ein Blatt Papier verdirbt - sein Wert ist nicht vergleichbar mit den Kosten einer USV. Darüber hinaus verbraucht ein Drucker, der an eine unterbrechungsfreie Stromversorgung angeschlossen ist, beim Umschalten auf Batteriebetrieb deren Energie und entzieht sie einem Computer, der sie wirklich benötigt. Um Geräte vor Entladungen und Interferenzen zu schützen, die keine Informationen enthalten, die bei einem Stromausfall verloren gehen können, ist es ausreichend, zu verwenden Netzwerkfilter(z. B. APC Surge Arrest) oder bei starken Schwankungen der Netzspannung ein Netzstabilisator.

Wenn Ihre Quelle häufig in den Batteriemodus wechselt, überprüfen Sie, ob sie richtig konfiguriert ist. Es kann sich herausstellen, dass die Ansprechschwelle oder Empfindlichkeit zu anspruchsvoll eingestellt ist.

Testen Sie die USV. Indem Sie regelmäßig den Selbsttest durchführen, können Sie immer sicher sein, dass Ihre USV voll funktionsfähig ist.

Trennen Sie die USV nicht. Schalten Sie die USV mit der Taste auf der Vorderseite aus, aber ziehen Sie das USV-Kabel nicht aus der Steckdose, es sei denn, Sie verlassen es für einen längeren Zeitraum. Auch im ausgeschalteten Zustand lädt die APC USV die Batterien.

ComputerPress 12 "1999

Die steigenden Anforderungen an die Stromqualität sind in der heutigen Zeit ein völlig natürlicher Prozess. Die Anforderungen der genannten Normen beruhen auf zwei Komponenten. Der erste ist auf den Wunsch der Verbraucher zurückzuführen, sich so weit wie möglich vor den Folgen zu schützen Notfälle im Energiesystem. Die zweite Komponente bezieht sich auf die Betriebsbedingungen der Last. Dies sollte die Anforderungen für einen stabilen und kontinuierlichen Betrieb des intellektuellen und Macht elektrische Ausrüstung, Reduzierung von Verlusten im Versorgungsnetz und so weiter. Eine der effektivsten Möglichkeiten zur technischen Lösung des Problems der Netzqualität sind unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV).

Die Hauptaufgabe der USV besteht darin, den Verbraucher in dem Moment mit Strom zu versorgen, in dem die Qualitätsparameter die vorgeschriebenen Normen überschreiten (Abfall, Spannungserhöhung, erhebliche Formverzerrung ...). Durch Ausführen dieser Aufgabe kann die USV:

• von der Stromversorgung trennen und die Last über eine eigene Quelle mit Strom versorgen;
• Verbraucher mit der korrigierten Netzspannung versorgen.

Bei teureren USVs kann eine Funktion zur Verbesserung der Qualität des verbrauchten Stroms implementiert werden (Power Factor Corrector integriert).

Arten von „Unterbrechungsfreien“

Es gibt drei Grundtypen von USV.

1. Redundante USV(Standby, Offline, Backups). Die einfachste und günstigste technische Lösung (z. B. die beliebte APC Back-UPS CS 500). Bei einer deutlichen Über- oder Unterspannung wird die USV vom 220V-Netz getrennt und wechselt in den Batteriebetrieb. Hauptelemente der Offline-USV: Akkumulatoren (Batterie), Ladegerät, Wechselrichter, Aufwärtstransformator, Steuersystem, Filter (Abb. 1).
   
   
   A)
   
   
   B)
   Reis. 1 Normalbetrieb (a) und Batteriebetrieb (b) Der Vorteil einer Offline-USV liegt in den geringen Kosten und der hohen Effizienz beim Netzbetrieb. Mängel: hohes Niveau Verzerrung der Ausgangsspannung (hohe Harmonische, ≈30 % bei einem Rechtecksignal), Unfähigkeit, die Parameter der Eingangsspannung einzustellen. Auf die Eigenschaften der Ausgangsspannung wird weiter unten näher eingegangen.).
2. Interaktive USV(englische Zeile - interaktiv). Es ist ein Zwischentyp zwischen einer billigen und einfachen Offline-USV und einer teuren multifunktionalen Online-USV (z. B. Ippon Back Office 600). Im Gegensatz zur Offline-USV verfügt die interaktive Quelle über einen Autotransformator, mit dem Sie den Ausgangsspannungspegel bei Netzspannungsabfall / -anstieg innerhalb von 220 V (+ -10 %) halten können (Abb. 2). In der Regel reicht die Anzahl der Spannungsebenen eines Spartransformators von zwei bis drei.
   
   
   (A)
   
   
   (B)
   
   
   (V)
   
   
   (G)
   Reis. 2 Betrieb der interaktiven USV bei normaler Netzspannung (a), bei Netzspannungseinbruch (b), bei erhöhter Netzspannung (c), bei Netzspannungsausfall oder starker Erhöhung (d) Die Ausgangsspannung wird durch Umschalten auf angepasst die entsprechende Anzapfung der Trafowicklung. Bei einem starken Abfall oder einem deutlichen Anstieg oder vollständigen Wegfall der Netzspannung funktioniert diese USV-Klasse ähnlich wie die Offline-Klasse: Sie trennt sich vom Netz und erzeugt eine Ausgangsspannung mit Batteriestrom. Hinsichtlich der Form des Ausgangssignals kann es sowohl sinusförmig als auch rechteckig (oder trapezförmig) sein.
   Vorteile von Line-Interactive gegenüber Standby-USV: schnellere Umschaltzeit zu Offline-Arbeit von Batterien, Stabilisierung des Spannungspegels am Ausgang. Nachteile: geringerer Wirkungsgrad im Netzbetrieb, höherer Preis (im Vergleich zum Offline-Typ), schlechte Surge-Filterung (Surge).
3. USV mit doppelter Umwandlung(englische Doppelwandler-USV, online). Der funktionellste und teuerste USV-Typ. Der Bespereboynik ist immer in ein Netzwerk eingebunden. Der Eingangssinusstrom wird durch den Gleichrichter geleitet, gefiltert und dann wieder in Wechselstrom umgewandelt. Im Link Gleichstrom ein separater DC/DC-Wandler kann eingebaut werden. Da der Wechselrichter immer in Betrieb ist, ist die Verzögerung bis zum Umschalten auf Batteriebetrieb praktisch null. Die Stabilisierung der Ausgangsspannung bei Netzeinbrüchen oder Netzspannungseinbrüchen ist besser als die Stabilisierung der netzinteraktiven USV. Der Wirkungsgrad kann im Bereich von 85 % bis 95 % liegen. Die Ausgangsspannung ist oft sinusförmig (harmonische Verzerrung).<5%).
   
   
   Reis. 3 Funktionsdiagramm einer der Online-USV-Optionen. 3 zeigt ein Blockdiagramm der Online-USV-Option. Die Netzspannung wird hier durch einen halbgesteuerten Gleichrichter gleichgerichtet. Die Stoßspannung wird gefiltert und anschließend invertiert. In Online-USV-Schaltungen kann es einen oder mehrere sogenannte Bypässe (Bypass-Schalter) geben. Die Funktion eines solchen Schalters ähnelt der Funktion eines Relais: Schalten der Last für Batteriebetrieb oder direkt vom Netz.
   Basierend auf der Online-Struktur entstehen nicht nur stromsparende einphasige, sondern auch industrielle dreiphasige USVs. Die Kontinuität der Stromversorgung großer Dateiserver, medizinischer Geräte, Telekommunikation erfolgt ausschließlich auf Basis der Online-Struktur der USV.
4. Spezielle USV-Typen. Es werden auch andere spezifische USV-Typen verwendet. Zum Beispiel eine ferroresonante unterbrechungsfreie Stromversorgung. In dieser USV sammelt ein spezieller Transformator eine Energieladung, die ausreichen sollte, um die Stromversorgung vom Netz auf die Batterien umzuschalten. Außerdem nutzen einige USVs die mechanische Energie eines Superschwungrads als Stromquelle.

Die Hauptmerkmale der USV.

1. Leistung. Leistungseinheiten: Volt-Ampere (VA), Watt (W), Volt-Ampere reaktiv (VAr). Denken Sie daran, dass es eine Gesamtleistung von S, Wirkleistung P und Blindleistung Q gibt. Die Potenzgleichung
   S2=P2+Q2
   Wirkleistung(W) wird für nützliche Arbeit ausgegeben, reaktiv (VAr) - führt keine nützliche Arbeit aus. Scheinleistung ist demnach per Definition die maximale Leistung, die eine Quelle aufbringen muss, um den Verbraucher mit der notwendigen Energie zu versorgen. Das Verhältnis von Wirkleistung zu voller Leistung zeigt die Qualität der Stromnutzung und wird als Leistungsfaktor (engl. Power Factor, PF) bezeichnet:
   (Glühlampen, Heizungen) hat PF=1, volle Leistung gleich Wirkleistung. PC, Mikrowellenherde, Klimaanlagen haben ein Berechnungsbeispiel.
   Berechnen Sie eine unterbrechungsfreie Stromversorgung für einen Computer (zwei PCs + zwei Monitore). Die Leistung eines PCs lässt sich leicht abschätzen, wenn man weiß, für wie viel Leistung das Netzteil ausgelegt ist. Lassen Sie den PC über 450-W-Netzteile (Wirkleistung) verfügen. Bei unbekanntem PF für einen PC mit Netzteil ohne PFC (engl. Power Factor Corrector, Power Factor Corrector) kann PF gleich 0,65 genommen werden. Ebenso nehmen wir den PF des Monitors gleich 0,65. Die Wirkleistung des Monitors beträgt 50 Watt. Dadurch wird die Gesamtwirkleistung des Verbrauchers (zwei Jobs)
   R=450+50+450+50=1000 W
   Bruttoleistung (aus Formel 2):
   S=P/PF=1000/0,65=1538 (VA).
   Wenn in den Netzteilen (PSU) des PCs und des Monitors ein Leistungsfaktorkorrektor (PF=1) installiert ist, dann ist die Gesamtleistung S gleich der Wirkleistung.
   S=P=1000 (VA)
   Für eine Last in Form eines PCs können Sie die USV ohne Gangreserve anhand folgender Fakten berechnen:

• Computer-Netzteile haben einen Überlastungsschutz. Mit anderen Worten, der PC kann nicht mehr Strom verbrauchen als die deklarierte Leistung des Netzteils.
• Die Leistung des Netzteils ist die maximale Leistung. Tatsächlich verbrauchen PCs im Leerlauf (unmittelbar nach dem Start) etwa 50 % ihrer Energie.

Ergebnis.
Also, die erforderlichen Mindestparameter der USV:

• für PCs mit Netzteilen ohne PFC - 1 kW / 1540 VA.
• für PCs mit Netzteilen mit PFC - 1kW / 1kVA.

Für die erste Variante eignet sich eine apc Smart-UPS C 2000VA unterbrechungsfreie Stromversorgung (linear-interaktive USV 2kVA / 1,3 kW). Für die zweite - USV Ippon Smart Winner 1500 (1,35 kW) oder Eaton 5SC 1500 VA (1,05 kW).
Bei der Berechnung ist es wichtig, den kurzzeitigen Leistungsanstieg bei Verbrauchern wie Elektromotoren zu berücksichtigen. In den Momenten des Starts ist der Strom Istart fünf-, siebenmal höher als der Nennwert In:
Istart=(5÷7)*Ein

Anwendungsfunktionen.

Unterbrechungsfreie Stromversorgungen für einen Heizkessel sowie unterbrechungsfreie Stromversorgungen für Gaskessel haben ein Merkmal, das mit den Betriebsarten des Neutralleiters verbunden ist. Häufig erfordert die Kesselautomatisierung den Anschluss eines neutralen Netzes. Tatsache ist, dass der Flammenüberwachungskreis des Brenners geerdet ist und in einem 4-Leiter-220-V-Netz der Neutralleiter und die Kesselerde letztlich durch die physikalische Erde geschlossen sind. Bei Unterbrechung des Neutralleiters oder bei mechanischer Trennung des Verbraucher-Nullpunktes vom Nullpunkt des Stromversorgungsnetzes (autarker Offline-Betrieb der USV) wird der Flammenüberwachungskreis unterbrochen. Die folgenden Lösungen sind verfügbar, um dieses Problem zu beheben:

Schlussfolgerungen

Der Ausgangspunkt für die Auswahl einer unterbrechungsfreien Stromversorgung ist die Bestimmung der Art der Last (USV für einen Computer, für Heizkessel ...). Für verantwortungsbewusste Verbraucher und Geräte mit AC-Motoren sollten teure und funktionsfähige Online-USVs gewählt werden. Für PCs und Bürogeräte eignen sich günstigere Line-Interactive- oder Back-IPBs. Die nächste Möglichkeit besteht darin, die Leistung und die Batterielebensdauer der USV zu berechnen. Es sollte auch möglich sein, eine "durchgehende" Null zu verwenden. Bei der Gestaltung der endgültigen Lösung sollte man die Popularität der Marken auf dem Markt berücksichtigen: Der Marktführer APC besitzt etwa 50% aller Verkäufe, gefolgt von Ippon, Eaton Powerware und Powercom mit einer erheblichen Marge.

Durch den Kauf einer USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) für einen PC oder andere Haushaltsgeräte lösen Sie viele Probleme auf einen Schlag. Sie müssen es nicht mehr ständig speichern, während Sie mit einem Dokument arbeiten, aus Angst, Daten aufgrund eines plötzlichen Stromausfalls zu verlieren. Außerdem müssen Sie sich jetzt keine Sorgen mehr machen, dass durch ein falsches Herunterfahren das Netzteil oder schlimmer noch die Festplatte ausfällt. Kommt es zu „Störungen“, können Sie wichtige Arbeiten mit dem Programm innerhalb weniger Minuten erledigen und den Computer beruhigt ausschalten. All dies ist darauf zurückzuführen, dass die "Unterbrechungsfreie" fast sofort auf Änderungen der Indikatoren im Stromnetz reagiert und als Backup-Energiequelle zu arbeiten beginnt. Die Aufgabe des Benutzers besteht lediglich darin, dem Instrument zu helfen, seine Funktionen effektiv auszuführen. Die Lebensdauer sowohl der USV selbst als auch der daran angeschlossenen Verbraucher hängt direkt vom verantwortungsvollen Umgang mit den Geräten ab.

Inbetriebnahme

In der Regel ist beim Einsatz neuer Geräte die Vorbereitungsphase am schwierigsten. Schließlich müssen Sie möglichst genau wissen, wie Sie das Gerät richtig einbauen und anschließen, welche Voraussetzungen zu beachten sind und wie Sie Fehler vermeiden. Bevor Sie Ihren Computer an eine unterbrechungsfreie Stromversorgung anschließen, müssen Sie einige sehr wichtige Bedingungen erfüllen.

Schalten Sie das Gerät auf keinen Fall sofort ein, nachdem Sie es von der Straße gebracht haben. . Diese Regel ist besonders bei Außentemperaturen unter Null zu beachten. "Unterbrechungsfrei" muss sich ordnungsgemäß im Raum absetzen, da sonst das durch einen starken Temperaturabfall gebildete Kondensat zu einem Ausfall führen kann. Unmittelbar vor der Inbetriebnahme muss die USV trocken sein. Wenn es draußen sehr kalt ist, sollte die Wartezeit bis zum Einschalten mindestens vier Stunden betragen.

Wählen Sie den am besten geeigneten Ort, um das Gerät zu installieren . Das Gehäuse der "Unterbrechungsfreien" sollte sich nicht dort befinden, wo Sonnenstrahlen darauf fallen können. Außerdem sollten sich keine Heizgeräte in der Nähe befinden und der Raum selbst sollte eine normale Luftfeuchtigkeit aufweisen. Installieren Sie das Gerät so, dass nichts die Lüftungsöffnungen blockiert (sie müssen für eine effiziente Kühlung freien Zugang zur Luft haben).

Behalten Sie die Temperatur genau im Auge . Für die meisten Modelle dieser Art von Geräten liegt der empfohlene Betriebstemperaturbereich zwischen 0 und +40 ° C (idealerweise sollte die Temperatur für einen stabilen Betrieb des Geräts immer zwischen +20 und + 25 ° C liegen).

Leitungen sorgfältig verlegen . Das Netzanschlusskabel und die Drähte, die die USV mit der Last verbinden, müssen so verlegt werden, dass kein Zug entsteht und keine Möglichkeit besteht, sie versehentlich zu berühren. Das Netzkabel muss gemäß den Sicherheitsvorschriften an eine geerdete Steckdose angeschlossen werden.

Warten Sie, bis der Akku gut geladen ist . Unmittelbar nach dem ersten Einschalten der "Unterbrechungsfreien" ist es nicht möglich, vollständig mit der Last zu arbeiten, das Diagnosesystem gibt einen Fehler aus (in einigen Fällen wird eine Meldung angezeigt, dass die Batterie defekt ist und ausgetauscht werden muss). . Dies liegt daran, dass die neuen Batterien nicht geladen sind und daher die angeschlossenen Lasten nicht tragen können. Damit die Batterien vollständig geladen werden, lassen Sie die USV einen Tag lang angeschlossen, da die erste Ladung länger dauert als geplant.

Einige Modelle unterbrechungsfreier Stromversorgungen erfordern die Installation von Software auf dem Computer, um effektiv zu funktionieren. Im Kit sollte dem Produkt eine Diskette beiliegen, deren Installation von fast jedem normalen PC-Benutzer problemlos bewältigt werden kann. Viele moderne USVs verfügen über ein Selbstdiagnosesystem, das vor dem ersten Start aktiviert werden muss (danach wird der korrekte Anschluss sowie die korrekte Funktion interner Bedienelemente überprüft). Im Falle einer Fehlfunktion, z. B. wenn die Eingänge „Phase“ und „Nullleiter“ vertauscht sind oder keine Masse vorhanden ist, piept das Gerät oder zeigt einen Fehlercode an. Um sofort festzustellen, was los ist, lesen Sie die Anleitung vor dem Gebrauch sorgfältig durch, dann werden Ihnen alle Signale klar und Sie können den Fehler schnell beseitigen.

Anschließen und Betreiben der USV mit Last

Nach Abschluss der Vorbereitungsphase können Sie die USV verwenden, indem Sie die Last daran anschließen. Lassen Sie uns ein Beispiel für ein Standardverbindungsschema für den effizienten Betrieb von Computergeräten in einer häuslichen Umgebung geben: Eine USV und ein Drucker (oder Scanner) werden an den Überspannungsschutz angeschlossen, und die Systemeinheit und der Monitor des Computers werden an die „unterbrechungsfreie“ angeschlossen Stromversorgung“ selbst. Wenn auf dem USV-Panel ein Anschluss für einen Drucker vorhanden ist, kann dieser grundsätzlich angeschlossen werden, jedoch nur unter der Bedingung, dass es sich um einen Tintenstrahldrucker handelt und dessen Stromverbrauch beim Kauf einer unterbrechungsfreien Stromversorgung ursprünglich in die Gesamtlastleistung einbezogen wurde. Versuchen Sie auf keinen Fall, einen Laserdrucker anzuschließen, da dieser viel leistungsfähiger ist als ein Tintenstrahldrucker und zu Spitzenlastzeiten die USV überlasten kann. Außerdem können Sie keine Beleuchtungskörper und andere Haushaltsgeräte anschließen, die bei einem Stromausfall nicht so dringend geschützt werden müssen. Dasselbe gilt für die Verwendung dieser Geräte. in Büros: Die Last von allen angeschlossenen Servern zu einem "unterbrechungsfreien" sollte auf keinen Fall seine Kapazität überschreiten.

Was sind die großen Überlastungen? Eine große Anzahl von Stromverbrauchern führt zwangsläufig zu einer ungerechtfertigten Belastung der unterbrechungsfreien Stromversorgung, und möglicherweise reicht die Leistung nicht aus, um den Computer mit Strom zu versorgen. Es kommt vor, dass das Gerät die Last einfach „abwirft“, was zu einer Notabschaltung der Computerausrüstung und Datenverlust führt, und noch schlimmer, wichtige Arbeitsteile können ausfallen (bei einer USV ist dies eine Batterie, bei einem PC eine Festplatte). Laufwerk oder Netzteil). Stimmen Sie zu, dass zusätzliche Reparaturkosten eine unangenehme Überraschung sein werden.

Die korrekte Einhaltung der zulässigen Stromlasten ist eine Garantie dafür, dass die unterbrechungsfreie Stromversorgung den Betrieb von Computergeräten während der vom Hersteller angegebenen Zeit bei Stromausfällen effektiv unterstützen kann. Sie haben Zeit, wichtige Informationen auf Ihrer Festplatte oder Wechselmedien zu speichern und Ihre Arbeit korrekt abzuschließen.

Es ist zu beachten, dass es nicht empfehlenswert ist, die gesamte Zeitreserve zu nutzen, um weiter am Computer zu arbeiten. Wenn es möglich ist, die Daten zu speichern und früher auszuschalten, tun Sie dies. So sparen Sie Batteriekapazität und entlasten die unterbrechungsfreie Stromversorgung. Im Allgemeinen raten erfahrene Spezialisten zur Verwendung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung zusammen mit einem Generator für langfristiges Arbeiten ohne zentrale Stromversorgung: Bei einem Stromausfall arbeitet das Gerät einige Sekunden lang von der USV, und dann kann die Last sein ohne Arbeitsunterbrechung an den Generator übertragen.

Wie verlängert man die Lebensdauer der USV?

Da die „Unterbrechungsfreie“ grundsätzlich den Betrieb der daran angeschlossenen Geräte für einen Zeitraum von 10 bis 20 Minuten sicherstellt, unterliegt die Batterie dem größten Verschleiß. Im Durchschnitt erreicht die Batterielebensdauer bei ordnungsgemäßem Betrieb 3 Jahre. Obwohl es sich um ON-LINE-Geräte handelt, kann dieser Zeitraum dank moderner Technologien, mit denen Sie den Akku vorsichtiger laden / entladen können, auf 5 oder sogar alle 10 Jahre verlängert werden. Versuchen Sie nicht, die Lebensdauer einer Batterie künstlich zu verlängern, indem Sie sie auseinander nehmen und destilliertes Wasser hinzufügen, wie es manche Leute bei Autobatterien tun. Die USV ist mit speziellen verschlossenen oder, wie sie auch genannt werden, wartungsfreien Batterien ausgestattet. Wenn die Ressourcen einer solchen Batterie erschöpft sind, muss die alte durch eine neue ersetzt werden. Es gibt jedoch einige Regeln, die befolgt werden können, um die Lebensdauer der Batterien zu verlängern.

№ 1. Vermeiden Sie Fälle, in denen das Umschalten auf Batteriebetrieb nicht gerechtfertigt ist. Beispielsweise gibt es einen kleinen Stromstoß und die gesamte Last wird auf Batteriebetrieb umgeschaltet. Dies kann daran liegen, dass die obere und untere Übergangsschwelle falsch eingestellt sind. Indem Sie sie auf die richtigen ändern, basierend auf der Leistung des Stromnetzes, unter dem das Gerät stabil funktioniert, können Sie eine erhöhte Belastung der Batterien vermeiden. Die Einstellung erfolgt entweder über das Bedienfeld oder über das auf dem Computer installierte Programm.

№ 2. Achten Sie darauf, dass die „Unterbrechungsfreie“ auf keinen Fall überhitzt. Für den normalen Betrieb des Akkus darf die Umgebungstemperatur, auch im Gerätegehäuse, 30 °C nicht überschreiten. Unabhängig davon, ob beim Betrieb des Geräts eine natürliche oder forcierte Kühlung auftritt, muss diese so effizient wie möglich sein.

№ 3. Schließen Sie die Möglichkeit mechanischer Einwirkungen auf das Gerät (Stöße, Stürze usw.) vollständig aus. Sie müssen die USV an einem Ort installieren, an dem sie stabil ist und nichts versehentlich darauf fallen kann.

Viele Käufer stellen sich folgende Frage: Brauche ich einen Ersatzakku? Dies ist nur dann gerechtfertigt, wenn die USV stark beansprucht wird und möglicherweise eine Notstromversorgung benötigt. Wenn dies jedoch nicht erforderlich ist, ist es nicht sinnvoll, die Batterie „nur im Brandfall“ mehrere Jahre zu lagern, da sie bereits ihre Betriebseigenschaften verliert.

Die Effizienz der USV als Ganzes hängt weitgehend von Ihnen ab. Wenn Sie alle Vorbereitungsarbeiten korrekt durchgeführt, die Empfehlungen für die Betriebsbedingungen befolgt und rechtzeitig auf die Signale des Diagnosesystems reagiert haben, können Sie sicher sein, dass die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen minimal ist. Sollte dennoch ein Problem auftreten, das sich nicht mit den in der Anleitung beschriebenen Methoden beseitigen lässt, versuchen Sie nicht, die unterbrechungsfreie Stromversorgung selbst zu demontieren. Es ist besser, sich an das Servicecenter zu wenden, wo Sie qualifizierte Unterstützung für den Garantie- und Nachgarantieservice erhalten.

Mit der Entwicklung der Zivilisation beginnt sie immer mehr Energie zu verbrauchen, insbesondere elektrische Maschinen, Fabriken, elektrische Pumpen, Straßenlaternen, Lampen in Wohnungen ... Das Aufkommen von Radio, Fernseher, Telefon und Computer gab der Menschheit die Möglichkeit, schneller zu werden der Informationsaustausch hat ihn jedoch an Stromquellen gebunden, da der Verlust von Strom heute in vielen Fällen gleichbedeutend mit dem Verlust eines Kanals für die Bereitstellung des Informationsflusses ist. Diese Situation ist besonders kritisch für eine Reihe der modernsten Industrien, insbesondere dort, wo Computernetzwerke das wichtigste Produktionswerkzeug sind.

Es wurde lange berechnet, dass nach ein paar Monaten Arbeit die Kosten der auf einem Computer gespeicherten Informationen die Kosten des PCs selbst übersteigen. Informationen sind längst zu einer Art Ware geworden, sie werden erstellt, bewertet, verkauft, gekauft, angehäuft, transformiert ... und gehen manchmal aus den unterschiedlichsten Gründen verloren. Natürlich entstehen bis zur Hälfte der mit Informationsverlust verbundenen Probleme durch Software- oder Hardwarefehler in Computern. In allen anderen Fällen sind Probleme in der Regel mit einer minderwertigen Stromversorgung des Computers verbunden.

Die Sicherstellung einer qualitativ hochwertigen Stromversorgung von PC-Komponenten ist der Schlüssel zum stabilen Betrieb eines jeden Computersystems. Von Form und Qualitätsmerkmalen des Stromnetzes, von der gelungenen Auswahl der Leistungskomponenten hängt manchmal das Schicksal monatelanger Arbeit ab. Basierend auf diesen Überlegungen wurde die folgende Forschungsmethodik entwickelt, die zukünftig Grundlage für die Prüfung der qualitativen Eigenschaften von unterbrechungsfreien Stromversorgungen werden soll.

1. GOST-Bestimmungen
2. USV-Klassifizierung (Beschreibung, Diagramm)
   • Offline
   • Linie interaktiv
   • Online
   • Haupttypen nach Kapazität
3. Physik
   • A. Leistungsarten, Berechnungsformeln:
     • Sofortig
     • Aktiv
     • Reaktiv
     • Vollständig
4. Testen:
   • Zweck der Prüfung
   • Genereller Plan
   • Optionen zu prüfen
5. Beim Testen verwendete Ausrüstung
6. Literaturverzeichnis

GOST-Bestimmungen

Alles, was mit elektrischen Netzen in Russland zu tun hat, wird durch die Bestimmungen von GOST 13109-97 geregelt (angenommen vom Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification, um GOST 13109-87 zu ersetzen). Die Normen dieses Dokuments entsprechen vollständig den internationalen Normen IEC 861, IEC 1000-3-2, IEC 1000-3-3, IEC 1000-4-1 und IEC 1000-2-1, IEC 1000-2-2, veröffentlicht in hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit in Stromversorgungssystemen und Methoden zur Messung elektromagnetischer Störungen.

Die von GOST festgelegten Standardindikatoren für Stromnetze in Russland sind die folgenden Merkmale:

• Versorgungsspannung 220 V±10%
• Frequenz 50±1Hz
• Spannungswellenformverzerrung von weniger als 8 % für lange Zeit und 12 % für kurze Zeit

Das Dokument behandelt auch typische Stromversorgungsprobleme. Am häufigsten haben wir es mit den folgenden zu tun:

• Vollständiger Spannungsverlust im Netz (länger als 40 Sekunden keine Spannung im Netz aufgrund von Störungen in den Stromversorgungsleitungen)
• Durchhängen (ein kurzzeitiges Absinken der Spannung im Netz auf einen Wert von weniger als 80% des Nennwerts für mehr als 1 Periode (1/50 Sekunde) ist das Ergebnis des Einschaltens starker Lasten und äußert sich äußerlich als die Flackern von Beleuchtungslampen) und Überspannungen (kurzzeitige Spannungserhöhungen im Netz um mehr als 110% des Nennwerts für mehr als 1 Periode (1/50 Sekunde); erscheinen, wenn eine große Last ausgeschaltet wird, äußerlich als Flackern von Beleuchtungslampen) Spannungen unterschiedlicher Dauer (typisch für Großstädte)
• Hochfrequenzrauschen Hochfrequenzstörungen elektromagnetischen oder anderen Ursprungs, das Ergebnis des Betriebs von Hochleistungs-Hochfrequenzgeräten, Kommunikationsgeräten
• Frequenzabweichung außerhalb des Bereichs
• Hochspannungsstöße kurzzeitige Spannungsimpulse bis 6000 V und bis 10 ms Dauer; treten bei Gewittern auf, als Folge statischer Elektrizität, aufgrund des Funkenschlags von Schaltern, haben keine äußeren Manifestationen
• Frequenzausschlag Änderung der Frequenz um 3 oder mehr Hz gegenüber dem Nennwert (50 Hz), die während eines instabilen Betriebs der Stromquelle auftritt, erscheint möglicherweise nicht nach außen.

All diese Faktoren können zum Ausfall ziemlich "dünner" Elektronik und, wie so oft, zu Datenverlust führen. Längst hat man jedoch gelernt, sich zu wehren: Netzspannungsfilter, „löschende“ Überspannungen, Dieselgeneratoren, die Anlagen bei Stromausfall „weltweit“ versorgen, und schließlich unterbrechungsfreie Stromversorgungen das Hauptwerkzeug dafür Schutz von persönlichen PCs, Servern, Telefonanlagen usw. Nur die letzte Kategorie von Geräten wird besprochen.
USV-Klassifizierung

USVs können nach verschiedenen Kriterien „getrennt“ werden, insbesondere nach Leistung (bzw. Umfang) und nach Betriebsart (Architektur / Gerät). Beide Methoden sind eng miteinander verwandt. Nach Leistung werden USVs unterteilt in

1. Unterbrechungsfreie Stromversorgungen geringer Strom(mit Gesamtleistung 300, 450, 700, 1000, 1500 VA, bis 3000 VA inkl. Online)
2. Kleine und mittlere Leistung(bei Gesamtleistung 3–5 kVA)
3. Mittlere Leistung(bei Gesamtleistung 5-10 kVA)
4. große Macht(mit Gesamtleistung 10-1000 kVA)

Basierend auf dem Funktionsprinzip der Geräte werden derzeit in der Literatur zwei Arten der Klassifizierung von unterbrechungsfreien Stromversorgungen verwendet. Gemäß dem ersten Typ werden USVs in zwei Kategorien unterteilt: online Und offline, die wiederum unterteilt sind in Reservieren Und Line-interaktiv.

Gemäß dem zweiten Typ werden USVs in drei Kategorien unterteilt: Reservieren (Offline oder Standby), Line-interaktiv (line-interaktiv) und Doppelwandler-USV (online).

Wir verwenden die zweite Art der Klassifizierung.

Beginnen wir mit dem Unterschied zwischen USV-Typen. Backup-Typ-Quellen werden gemäß dem Schema mit einem Schaltgerät hergestellt, das im Normalbetrieb die Verbindung der Last direkt mit dem externen Versorgungsnetz herstellt und im Notfall auf Batteriestrom umschaltet. Der Vorteil dieses USV-Typs ist seine Einfachheit, der Nachteil ist die Umschaltzeit ungleich Null auf Batteriebetrieb (ca. 4 ms).

Line Interactive USV hergestellt gemäß der Schaltung mit einem Schaltgerät, ergänzt durch einen Eingangsspannungsstabilisator auf Basis eines Spartransformators mit geschalteten Wicklungen. Der Hauptvorteil solcher Geräte ist der Schutz der Last vor Über- oder Unterspannung, ohne in den Notbetrieb zu gehen. Der Nachteil solcher Geräte ist auch eine von Null verschiedene (ca. 4 ms) Umschaltzeit auf Batterien.

USV mit doppelter Umwandlung Spannung unterscheidet sich darin, dass die am Eingang eintretende Wechselspannung zunächst durch den Gleichrichter in Gleichspannung und dann mit Hilfe des Wechselrichters wieder in Wechselspannung umgewandelt wird. Der Akkumulator ist permanent mit Gleichrichterausgang und Wechselrichtereingang verbunden und speist diesen im Notbetrieb. Somit wird unabhängig von Schwankungen der Eingangsspannung eine ausreichend hohe Stabilität der Ausgangsspannung erreicht. Zudem werden Störungen und Störungen, die im Versorgungsnetz reichlich vorhanden sind, wirkungsvoll unterdrückt.

In der Praxis verhalten sich USVs dieser Klasse beim Anschluss an das Wechselstromnetz wie eine lineare Last. Der Vorteil dieses Designs kann als Null-Umschaltzeit auf Batterieleistung angesehen werden, eine negative Verringerung des Wirkungsgrads aufgrund von Verlusten während der doppelten Spannungsumwandlung.

Physik

In allen Fachbüchern der Elektrotechnik werden vier Leistungsarten unterschieden: sofortig, aktiv, reaktiv Und vollständig. Sofortige Kraft errechnet sich als Produkt aus dem Momentanwert der Spannung und dem Momentanwert des Stroms für einen willkürlich gewählten Zeitpunkt, d.h

Da in einem Stromkreis mit Widerstand r u=ir, dann

Die über die Periode gemittelte Leistung P der betrachteten Schaltung ist gleich dem konstanten Anteil der Momentanleistung

Die durchschnittliche Wechselstromleistung über einen Zeitraum wird genannt aktiv . Die Einheit der Wirkleistung Volt-Ampere heißt Watt (W).

Dementsprechend wird der Widerstand r als aktiv bezeichnet. Da U = Ir, dann

Üblicherweise wird unter Wirkleistung die Leistungsaufnahme des Gerätes verstanden.

Blindleistung ein Wert, der die Belastungen charakterisiert, die in elektrischen Geräten durch Energieschwankungen des elektromagnetischen Feldes entstehen. Bei einem sinusförmigen Strom ist er gleich dem Produkt aus Effektivstrom und Spannung und dem Sinus des Phasenwinkels zwischen ihnen.

Volle Kraft Gesamtleistung, die von der Last aufgenommen wird (sowohl aktive als auch reaktive Komponenten werden berücksichtigt). Berechnet als Produkt der Effektivwerte von Eingangsstrom und -spannung. Maßeinheit VA (Volt-Ampere). Für einen sinusförmigen Strom ist

Fast jedes Elektrogerät hat ein Etikett, auf dem entweder die Gesamtleistung des Gerätes oder die Wirkleistung angegeben ist.
Testen

Der Hauptzweck des Testens demonstrieren Sie das Verhalten der zu testenden USV unter realen Bedingungen, geben Sie eine Vorstellung von zusätzlichen Eigenschaften, die sich nicht in der allgemeinen Dokumentation der Geräte widerspiegeln, bestimmen Sie in der Praxis den Einfluss verschiedener Faktoren auf den Betrieb der USV und helfen Sie möglicherweise die Wahl der einen oder anderen unterbrechungsfreien Stromversorgung bestimmen.

Trotz der Tatsache, dass es derzeit viele Empfehlungen für die Auswahl einer USV gibt, erwarten wir, dass wir beim Testen erstens eine Reihe zusätzlicher Parameter berücksichtigen, an denen Sie vor dem Kauf von Geräten interessiert sein sollten, und zweitens, falls erforderlich, den Satz anpassen ausgewählte Methoden und Parameter testen und eine Basis für zukünftige Analysen des gesamten Leistungspfades von Systemen entwickeln.

Der allgemeine Testplan sieht wie folgt aus:

• Festlegen einer Geräteklasse
• Angabe der vom Hersteller erklärten Eigenschaften
• Beschreibung des Lieferumfangs (Anwesenheit Handbuch, Zusatzkabel, Software)
• Kurze Beschreibung des Aussehens der USV (auf dem Bedienfeld platzierte Funktionen und Liste der Anschlüsse)
• Art der Batterien (Angabe der Kapazität der Batterien, gewartet / wartungsfrei, Bezeichnung, evtl. Austauschbarkeit, Anschlussmöglichkeit weiterer Batteriepacks)
• Testkomponente "Energie".

Während des Tests ist geplant, die folgenden Parameter zu überprüfen:

• Der Eingangsspannungsbereich, in dem die USV am Netz betrieben wird, ohne auf Batterien umzuschalten. Ein größerer Eingangsspannungsbereich reduziert die Anzahl der USV-Umschaltungen auf die Batterie und verlängert die Batterielebensdauer
• Umschaltzeit auf Batteriebetrieb. Je kürzer die Übertragungszeit ist, desto geringer ist das Ausfallrisiko der Last (über die USV angeschlossenes Gerät). Die Dauer und Art des Schaltvorgangs bestimmen weitgehend die Möglichkeit der normalen Fortsetzung des Betriebs des Geräts. Für eine Computerlast beträgt die zulässige Stromunterbrechungszeit 20–40 ms.
• Wechseln Sie zur Batteriewellenform
• Umschaltzeit von Batterie auf externe Stromversorgung
• Oszillogramm des Umschaltens von Batterie auf externe Stromversorgung
• Offline-Zeit. Dieser Parameter wird allein durch die Kapazität der in der USV verbauten Batterien bestimmt, die wiederum mit der maximalen Ausgangsleistung der USV ansteigt. Um zwei moderne SOHO-Computer einer typischen Konfiguration für 15-20 Minuten mit autonomer Stromversorgung zu versorgen, sollte die maximale Ausgangsleistung der USV etwa 600-700 VA betragen.
• Ausgangsspannungseinstellungen für Batteriebetrieb
• Die Form des Impulses zu Beginn der Entladung der Batterie
• Impulsform am Ende der Batterieentladung
• Ausgangsspannungsbereich der USV, wenn sich die Eingangsspannung ändert. Je schmaler dieser Bereich ist, desto weniger ändert sich die Auswirkung der Eingangsspannung auf die versorgte Last.
• Stabilisierung der Ausgangsspannung
• Ausgangsspannungsfilterung (falls vorhanden)
• USV-Verhalten bei Ausgangsüberlastung
• USV-Verhalten bei Lastverlust
• Berechnung der USV-Effizienz. Definiert als das Verhältnis der Ausgangsleistung des Geräts zur Leistungsaufnahme aus dem Netzteil
• Nichtlinearer Verzerrungskoeffizient, der den Grad der Differenz zwischen der Spannungs- oder Stromwellenform von einer Sinuskurve charakterisiert
  • 0 % sinusförmig
  • 3% Verzerrung ist für das Auge unsichtbar
  • 5 % sichtbare Verzerrung
  • bis zu 21 % Trapez- oder Stufenwellenform
  • 43 % ist das Signal rechteckig

Ausrüstung

Beim Testen werden wir keine echten Workstations und Server verwenden, sondern gleichwertige Lasten, die ein stabiles Verbrauchsmuster und einen Stromverbrauchsfaktor nahe 1 aufweisen. Das folgende Set wird derzeit als die Hauptausrüstung betrachtet, die während des Tests verwendet wird:

Literaturverzeichnis

1. GOST 721-77 Stromversorgungssysteme, Netze, Quellen, Konverter und Empfänger elektrischer Energie. Nennspannungen über 1000 V
2. GOST 19431-84 Energie und Elektrifizierung. Begriffe und Definitionen
3. GOST 21128-83 Stromversorgungssysteme, Netze, Quellen, Konverter und Empfänger elektrischer Energie. Nennspannungen bis 1000 V
4. GOST 30372-95 Elektromagnetische Verträglichkeit technischer Mittel. Begriffe und Definitionen
5. Theoretische Elektrotechnik, hg. 9., korrigiert, M.-L., Energia-Verlag, 1965
6. Werbematerialien des Unternehmens
7. Internet-Ressource

Anforderungen an die Stromqualität sind gesetzlich durch staatliche Standards und recht strenge Standards vorgegeben. Energieversorgungsunternehmen unternehmen große Anstrengungen, um sie einzuhalten, aber sie werden nicht immer umgesetzt.

In unseren Wohnungen und in der Produktion entstehen regelmäßig:

vollständige Stromausfälle auf unbestimmte Zeit;

aperiodische kurzzeitige (10÷100 ms) Hochspannungsimpulse (bis 6 kV);

Überspannungen und Spannungsabfälle mit unterschiedlicher Dauer;

Überlagerungen von hochfrequentem Rauschen;

Frequenz driftet.

Alle diese Probleme wirken sich nachteilig auf den Betrieb von Haushalts- und Büroverbrauchern von Elektrizität aus. Besonders betroffen von der Qualität der Stromversorgung sind Mikroprozessoren und Computergeräte, die nicht nur ausfallen, sondern auch ihre Leistung vollständig verlieren können.

Zweck und Arten von unterbrechungsfreien Stromversorgungen

Um die Risiken von Stromversorgungsausfällen zu verringern, werden Backup-Geräte verwendet, die allgemein als unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) oder USV (abgeleitet von der Abkürzung des englischen Ausdrucks „Unterbrechungsfreie Stromversorgung“) bezeichnet werden.

Sie werden mit unterschiedlichen Designs hergestellt, um den spezifischen Bedürfnissen des Verbrauchers gerecht zu werden. Leistungsstarke USVs mit Heliumbatterien können zum Beispiel die Stromversorgung einer ganzen Hütte für mehrere Stunden unterstützen.

Ihre Batterien werden von einer Stromleitung, einer Windkraftanlage oder anderen Energieträgern über einen Wechselrichter-Gleichrichter aufgeladen. Sie speisen auch die elektrischen Verbraucher des Ferienhauses.

Wenn die externe Quelle ausgeschaltet wird, werden die Batterien auf die mit ihrem Netzwerk verbundene Last entladen. Je größer die Kapazität der Batterie und je niedriger der Strom ihrer Entladung, desto länger arbeiten sie.

Unterbrechungsfreie Stromversorgungen mittlerer Leistung können Raumklimakontrollsysteme und ähnliche Geräte unterstützen.

Gleichzeitig können die einfachsten USV-Modelle nur das Notabschaltprogramm des Computers abschließen. Gleichzeitig wird die Dauer des gesamten Arbeitsprozesses 9÷15 Minuten nicht überschreiten.

Unterbrechungsfreie Stromversorgungen für Computer sind:

eingebaut in den Körper des Geräts;

extern.

Die ersten Designs sind in Laptops, Netbooks, Tablets und ähnlichen mobilen Geräten üblich, die von einem eingebauten Akku gespeist werden, der mit einem Leistungs- und Lastschaltkreis ausgestattet ist.

Laptop Batterie mit eingebautem Controller ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung. Seine Schaltung schützt Betriebsmittel automatisch vor Stromausfällen.

Äußere Strukturen der USV, die für die normale Fertigstellung von Desktop-Computerprogrammen entwickelt wurden, werden in einer separaten Einheit hergestellt.

Sie werden über ein Netzteil an eine Steckdose angeschlossen. Nur die Geräte, die für den Betrieb von Programmen verantwortlich sind, werden von ihnen mit Strom versorgt:

Systemeinheit mit angeschlossener Tastatur;

Monitor, der laufende Prozesse anzeigt.

Andere Peripheriegeräte: Scanner, Drucker, Lautsprecher und andere Geräte von UPS werden nicht mit Strom versorgt. Andernfalls nehmen Programme beim Absturz einen Teil der in den Batterien gespeicherten Energie auf.

Optionen zum Erstellen von USV-Arbeitsdiagrammen

Computer- und Industrie-USVs werden nach drei Hauptoptionen hergestellt:

redundante Stromversorgung;

interaktives Schema;

Doppelwandlung von Strom.

Mit der ersten Methode Backup-Schema, bezeichnet mit den englischen Begriffen "Standby" oder "Off-Line", wird die Spannung aus dem Netzwerk über die USV an den Computer geliefert, in der elektromagnetische Störungen durch eingebaute Filter eliminiert werden. Auch hier ist er verbaut, dessen Kapazität durch den vom Controller geregelten Ladestrom unterstützt wird.

Wenn die externe Stromversorgung verschwindet oder die etablierten Standards überschreitet, leitet der Controller die Energie der Batterie zur Stromversorgung der Verbraucher. Um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, wird ein einfacher Wechselrichter angeschlossen.

Vorteile des USV-Standby

Unterbrechungsfreie Offline-Stromversorgungen sind hocheffizient, wenn sie mit Strom versorgt werden, arbeiten leise, geben wenig Wärme ab und sind relativ billig.

Mängel

USV-Standby zeichnet sich aus:

langer Übergang in den Batteriebetrieb 4÷13 ms;

verzerrte Form des vom Wechselrichter erzeugten Ausgangssignals in Form eines Mäanders und nicht einer harmonischen Sinuswelle;

Mangel an Spannungs- und Frequenzanpassung.

Solche Geräte sind am häufigsten auf Personalcomputern zu finden.

Interaktiver USV-Schaltkreis

Sie werden mit dem englischen Begriff „Line-Interactive“ bezeichnet. Sie werden nach dem vorherigen, aber komplizierteren Schema durchgeführt, indem ein Spannungsstabilisator mit einem Spartransformator mit Stufenregelung eingebaut wird.

Dies bietet eine Anpassung der Ausgangsspannung, aber sie sind nicht in der Lage, die Frequenz des Signals zu steuern.

Die Rauschfilterung im Normalmodus und das Umschalten auf Wechselrichterstrom bei Unfällen erfolgt gemäß den USV-Standby-Algorithmen.

Durch Hinzufügen eines Spannungsstabilisators verschiedener Modelle mit Steuerungsmethoden konnten Wechselrichter mit einer Wellenform nicht nur eines Mäanders, sondern auch einer Sinuskurve erstellt werden. Eine geringe Anzahl von auf Relaisschaltung basierenden Regelstufen erlaubt jedoch nicht die Realisierung vollständiger Stabilisierungsfunktionen.

Dies gilt insbesondere für günstige Modelle, die beim Umschalten auf Akkubetrieb nicht nur die Frequenz über den Nennwert hinaus überschätzen, sondern auch die Form der Sinuskurve verfälschen. Die Störeinkopplung erfolgt durch einen eingebauten Transformator, in dessen Kern Hystereseprozesse ablaufen.

In teuren Modellen arbeiten Wechselrichter an Halbleiterschaltern. Line-Interactive-USVs sind beim Umschalten auf Batteriebetrieb schneller als Offline-USVs. Es wird durch den Betrieb von Synchronisationsalgorithmen zwischen der Eingangsspannung und den Ausgangssignalen bereitgestellt. Aber gleichzeitig wird die Effizienz teilweise unterschätzt.

Die Line-Interactive USV kann nicht verwendet werden, um Asynchronmotoren zu versorgen, die massiv an allen Haushaltsgeräten installiert sind, einschließlich Heizungsanlagen. Mit ihnen werden Geräte betrieben, bei denen der Strom gleichzeitig gefiltert und gleichgerichtet wird: Computer und Unterhaltungselektronik.

USV mit doppelter Umwandlung

Diese USV-Schaltung ist nach dem englischen Ausdruck „Online“ benannt und funktioniert mit Geräten, die eine qualitativ hochwertige Stromversorgung erfordern. Es erzeugt eine doppelte Stromumwandlung, wenn die sinusförmigen Oberwellen des Wechselstroms vom Gleichrichter ständig in einen konstanten Wert umgewandelt werden, der durch den Wechselrichter geleitet wird, um am Ausgang eine wiederholte Sinuskurve zu erzeugen.

Hier ist die Batterie ständig mit dem Stromkreis verbunden, wodurch ihr Schalten entfällt. Dieses Verfahren eliminiert praktisch die Vorbereitungszeit der unterbrechungsfreien Stromversorgung für das Umschalten.

Der Betrieb der USV Online je nach Batteriezustand kann in drei Phasen unterteilt werden:

Ladestufe;

Wartezustand;

Entladung auf den Computer.

Ladezeitraum

Die Eingangs- und Ausgangskreise der Sinuswelle werden durch den USV-internen Schalter unterbrochen.

Die an den Gleichrichter angeschlossene Batterie erhält Ladeenergie, bis ihre Kapazität auf optimale Werte wiederhergestellt ist.

Bereitschaftszeit

Nach dem Ende der Batterieladung schließt die Automatisierung der unterbrechungsfreien Stromversorgung den internen Schalter.

Die Batterie behält einen pufferbereiten Zustand bei.

Entladezeit

Die Batterie wird automatisch umgeschaltet, um die Computerstation mit Strom zu versorgen.

Unterbrechungsfreie Stromversorgungen mit doppelter Umwandlung haben aufgrund des Energieverbrauchs für die Erzeugung von Wärme und Rauschen einen geringeren Wirkungsgrad im Line-Modus als andere Modelle. Aber in komplexen Strukturen werden Techniken eingesetzt, um die Effizienz zu steigern.

UPS Online ist in der Lage, nicht nur die Höhe der Spannung, sondern auch ihre Schwingungsfrequenz zu korrigieren. Dies unterscheidet sie von früheren Modellen und ermöglicht den Einsatz zum Antrieb verschiedener komplexer Geräte mit Asynchronmotoren. Die Kosten für solche Geräte sind jedoch viel höher als bei früheren Modellen.

UPS-Zusammensetzung

Je nach Art des Betriebskreises enthält das unterbrechungsfreie Stromversorgungs-Kit:

Akkumulatoren zum Speichern von elektrischer Energie;

Aufrechterhaltung der Batterieleistung;

Sinus-Wechselrichter,

Prozesssteuerungsschema;

Software.

Für den Fernzugriff auf das Gerät kann ein lokales Netzwerk genutzt und die Zuverlässigkeit der Schaltung durch Redundanz erhöht werden.

Einige unterbrechungsfreie Stromversorgungen verwenden den "Bypass"-Modus, wenn die Last durch eine gefilterte Netzspannung ohne den Betrieb des Hauptstromkreises des Geräts versorgt wird.

Ein Teil der USV verfügt über einen von der Automatisierung gesteuerten Stufenspannungsregler "Booster".

Je nach Bedarf für komplexe technische Lösungen können unterbrechungsfreie Stromversorgungen mit zusätzlichen Sonderfunktionen ausgestattet werden.