¿Por qué necesitamos UPS? Fuentes de alimentación ininterrumpida: un intento de desarrollar una metodología de prueba integral Cómo utilizar una fuente de alimentación ininterrumpida

A medida que la civilización se desarrolla, comienza a consumir cada vez más energía, en particular energía eléctrica: máquinas, fábricas, bombas eléctricas, farolas, lámparas en los apartamentos... La aparición de radios, televisores, teléfonos, computadoras dio a la humanidad la oportunidad de acelerar Sin embargo, el intercambio de información los vinculó aún más a las fuentes de electricidad, ya que ahora, en muchos casos, una pérdida de electricidad equivale a la pérdida de un canal para entregar el flujo de información. Esta situación es especialmente crítica para algunas de las industrias más modernas, en particular, donde la principal herramienta de producción son las redes informáticas.

Durante mucho tiempo se ha calculado que después de un par de meses de funcionamiento, el coste de la información almacenada en una computadora supera el coste de la propia PC. La información se ha convertido desde hace mucho tiempo en un tipo de mercancía: se crea, se evalúa, se vende, se compra, se acumula, se transforma... y a veces se pierde por diversas razones. Por supuesto, hasta la mitad de los problemas asociados con la pérdida de información surgen de fallas de software o hardware en las computadoras. En todos los demás casos, por regla general, los problemas están asociados con una mala calidad del suministro de energía a la computadora.

Garantizar un suministro de energía de alta calidad a los componentes de la PC es la clave para el funcionamiento estable de cualquier sistema informático. El destino de meses enteros de trabajo depende a veces de la forma y las características de calidad de la red eléctrica, así como de la elección acertada de los componentes eléctricos. Con base en estas consideraciones, se desarrolló la metodología de investigación que se describe a continuación, que luego se convertirá en la base para probar las características de calidad de los sistemas de alimentación ininterrumpida.

1. Disposiciones GOST
2. Clasificación de UPS (descripción, diagrama)
   • Desconectado
   • lineal interactivo
   • En línea
   • Principales tipos por potencia.
3. Física
   • a. Tipos de potencia, fórmulas de cálculo:
     • Instante
     • Activo
     • Reactivo
     • Lleno
4. Pruebas:
   • Propósito de la prueba
   • Plan General
   • Parámetros a comprobar
5. Equipo utilizado en las pruebas.
6. Bibliografía

Todo lo relacionado con las redes eléctricas en Rusia está regulado por las disposiciones de GOST 13109-97 (adoptado por el Consejo Interestatal de Normalización, Metrología y Certificación en sustitución de GOST 13109-87). Los estándares de este documento son totalmente consistentes con los estándares internacionales IEC 861, IEC 1000-3-2, IEC 1000-3-3, IEC 1000-4-1 y las publicaciones IEC 1000-2-1, IEC 1000-2-2 con respecto a Niveles de compatibilidad electromagnética en sistemas de suministro de energía y métodos para medir interferencias electromagnéticas.

Los indicadores estándar para redes eléctricas en Rusia, establecidos por GOST, son las siguientes características:

• tensión de alimentación 220 V±10%
• frecuencia 50±1Hz
• THD de la forma de onda de voltaje inferior al 8% durante mucho tiempo y 12% a corto plazo

Estipulado en el documento y problemas típicos suministro de electricidad Muy a menudo nos encontramos con lo siguiente:

• Pérdida total de tensión en la red (falta de tensión en la red durante más de 40 segundos debido a perturbaciones en las líneas de alimentación)
• Caídas (disminución a corto plazo en el voltaje de la red a un valor inferior al 80% del valor nominal durante un tiempo de más de 1 período (1/50 de segundo) son consecuencia de la inclusión de cargas potentes, que se manifiestan externamente como el parpadeo de las lámparas) y sobretensiones (aumentos a corto plazo de voltaje en la red en más de 110 % del valor nominal durante un tiempo de más de 1 período (1/50 de segundo) ; aparecen cuando se apaga una carga grande, manifestada externamente como parpadeo de las lámparas) voltajes de diferentes duraciones (típico de las grandes ciudades)
• Ruido de alta frecuencia Interferencias de radiofrecuencia de origen electromagnético o de otro tipo, resultantes de dispositivos de alta frecuencia y alta potencia, dispositivos de comunicaciones.
• Desviación de frecuencia fuera de valores aceptables
• Sobretensiones de alto voltaje, pulsos de voltaje de corta duración de hasta 6000 V y que duran hasta 10 ms; Aparecen durante tormentas eléctricas, como resultado de la electricidad estática, debido a las chispas de los interruptores, no tienen manifestaciones externas.
• El cambio de frecuencia en la frecuencia de 3 o más Hz con respecto al valor nominal (50 Hz) aparece cuando la fuente de alimentación es inestable, pero puede no aparecer externamente.

Todos estos factores pueden provocar fallos en dispositivos electrónicos bastante "delgados" y, como suele suceder, pérdida de datos. Sin embargo, hace tiempo que la gente ha aprendido a defenderse: filtros tensión de red, "amortiguación" de sobretensiones, generadores diésel que suministran energía a los sistemas durante un corte de energía a "escala global" y, finalmente, fuentes de alimentación ininterrumpidas, la principal herramienta para proteger PC personales, servidores, mini-PBX, etc. última categoría dispositivos y serán discutidos.
clasificación UPS

Los UPS se pueden “dividir” según varios criterios, en particular, por potencia (o alcance) y por tipo de operación (arquitectura/dispositivo). Ambos métodos están estrechamente relacionados entre sí. Según la potencia, los UPS se dividen en

1. Fuente de poder ininterrumpida baja potencia(con potencia total 300, 450, 700, 1000, 1500 VA, hasta 3000 VA incluido on-line)
2. Pequeño y potencia media (con potencia total 3–5 kVA)
3. potencia media(con potencia total 5–10 kVA)
4. Alto Voltaje(con potencia total 10–1000 kVA)

Según el principio de funcionamiento de los dispositivos, actualmente en la literatura se utilizan dos tipos de clasificación de sistemas de alimentación ininterrumpida. Según el primer tipo, los SAI se dividen en dos categorías: en línea Y desconectado, que a su vez se dividen en reservar Y lineal-interactivo.

Según el segundo tipo, los SAI se dividen en tres categorías: reservar (fuera de línea o en espera), lineal-interactivo (línea interactiva) y UPS de doble conversión (en línea).

Usaremos el segundo tipo de clasificación.

Consideremos primero la diferencia entre los tipos de UPS. Fuentes tipo reserva se realizan de acuerdo con un circuito con un dispositivo de conmutación, que en funcionamiento normal asegura que la carga esté conectada directamente a la red de suministro de energía externa, y en modo de emergencia la conmuta a energía de baterías. La ventaja de un UPS de este tipo puede considerarse su simplicidad, la desventaja no es tiempo cero cambiar a alimentación por batería (aproximadamente 4 ms).

UPS de línea interactiva realizado según un circuito con un dispositivo de conmutación, complementado con un estabilizador de tensión de entrada basado en un autotransformador con devanados conmutables. La principal ventaja de estos dispositivos es proteger la carga contra sobretensiones o subtensiones sin entrar en modo de emergencia. La desventaja de estos dispositivos es también el tiempo de conmutación de las baterías distinto de cero (aproximadamente 4 ms).

UPS de doble conversión El voltaje se diferencia en que en él el voltaje alterno que llega a la entrada se convierte primero mediante un rectificador en voltaje continuo y luego, usando un inversor, nuevamente en voltaje alterno. batería acumulador conectado permanentemente a la salida del rectificador y a la entrada del inversor y lo alimenta en modo de emergencia. De este modo se consigue una estabilidad bastante alta de la tensión de salida independientemente de las fluctuaciones de la tensión de entrada. Además, se suprimen eficazmente las interferencias y perturbaciones que abundan en la red eléctrica.

En la práctica, los UPS de esta clase, cuando se conectan a una red de CA, se comportan como una carga lineal. La ventaja de este diseño puede considerarse el tiempo de conmutación cero a la energía de la batería, la desventaja es una disminución en la eficiencia debido a las pérdidas durante la conversión de doble voltaje.

En todos los libros de referencia sobre ingeniería eléctrica, se distinguen cuatro tipos de energía: instante, activo, reactivo Y lleno. Potencia instantánea se calcula como el producto del valor instantáneo de voltaje y el valor instantáneo de corriente para un momento seleccionado arbitrariamente, es decir

Dado que en un circuito con resistencia r u=ir, entonces

La potencia promedio P del circuito considerado durante el período es igual al componente constante de la potencia instantánea.

La potencia de CA promedio durante un período se llama activo . La unidad de potencia activa voltamperio se llama vatio (W).

En consecuencia, la resistencia r se llama activa. Como U=Ir, entonces

Poder reactivo un valor que caracteriza las cargas creadas en los dispositivos eléctricos por las fluctuaciones en la energía del campo electromagnético. Para una corriente sinusoidal, es igual al producto de la corriente y el voltaje efectivos y el seno del ángulo de cambio de fase entre ellos.

Poder completo potencia total consumida por la carga (se tienen en cuenta tanto los componentes activos como reactivos). Calculado como el producto de los valores rms de la corriente y el voltaje de entrada. La unidad de medida es VA (voltiamperios). Para corriente sinusoidal es igual a

Casi todos los dispositivos eléctricos tienen una etiqueta que indica la potencia total del dispositivo o la potencia activa.
Pruebas

Propósito principal de las pruebas. demostrar el comportamiento del UPS probado en condiciones reales, dar una idea de características adicionales que no se reflejan en la documentación general de los dispositivos, determinar en la práctica la influencia de varios factores en el funcionamiento del UPS y, posiblemente, ayudar determinar la elección de un sistema de alimentación ininterrumpible en particular.

A pesar de que actualmente existen muchas recomendaciones para elegir un UPS, durante las pruebas esperamos, en primer lugar, considerar una serie de parámetros adicionales que vale la pena consultar antes de comprar el equipo y, en segundo lugar, si es necesario, ajustar el conjunto de métodos seleccionados. y pruebas de parámetros y desarrollar una base para análisis futuros de toda la ruta de energía de los sistemas.

El plan general de pruebas es el siguiente:

• Especificación de la clase de dispositivo
• Indicación de características declaradas por el fabricante.
• Descripción del contenido de la entrega (presencia de manual, cables adicionales, software)
• Breve descripción apariencia UPS (funciones ubicadas en el panel de control y lista de conectores)
• Tipo de batería (que indica la capacidad de la batería, útil/no reparable, nombre, posible intercambiabilidad, posibilidad de conectar paquetes de baterías adicionales)
• Componente "energía" de las pruebas.

Durante las pruebas, está previsto comprobar los siguientes parámetros:

• El rango de voltaje de entrada al que funciona el UPS desde la red eléctrica sin cambiar a baterías. Un rango de voltaje de entrada más amplio reduce la cantidad de transferencias del UPS a la batería y aumenta la vida útil de la batería.
• Es hora de cambiar a la energía de la batería. Cuanto más corto sea el tiempo de conmutación, menor será el riesgo de fallo de la carga (dispositivo conectado a través del SAI). La duración y la naturaleza del proceso de conmutación determinan en gran medida la posibilidad de un funcionamiento normal y continuo del equipo. Para una carga de computadora, el tiempo de interrupción de energía permitido es de 20 a 40 ms.
• Oscilograma de cambio a batería.
• Tiempo de cambio de batería a alimentación externa
• Oscilograma de cambio de batería a alimentación externa.
• Horario de apertura en modo offline. Este parámetro está determinado únicamente por la capacidad de las baterías instaladas en el UPS, que, a su vez, aumenta a medida que aumenta la potencia máxima de salida del UPS. Para proporcionar suministro de energía autónomo para dos computadoras modernas Configuración típica SOHO durante 15-20 min, máximo potencia de salida El UPS debe tener entre 600 y 700 VA.
• Parámetros de voltaje de salida cuando se opera con baterías.
• Forma de pulso al inicio de la descarga de la batería.
• Forma de pulso al final de la descarga de la batería.
• El rango de voltaje de salida del UPS cuando cambia el voltaje de entrada. Cuanto más estrecho sea este rango, menor será el impacto de los cambios en el voltaje de entrada en la carga alimentada.
• Estabilización del voltaje de salida
• Filtrado de voltaje de salida (si está disponible)
• Comportamiento del UPS durante la sobrecarga de salida
• Comportamiento del UPS durante la pérdida de carga
• Cálculo de la eficiencia del UPS. Definido como la relación entre la potencia de salida del dispositivo y la potencia de entrada de la fuente de alimentación.
• Coeficiente de distorsión no lineal, que caracteriza el grado en que la forma de onda de voltaje o corriente difiere de la sinusoidal
  • 0% onda sinusoidal
  • La distorsión del 3% no es perceptible a simple vista.
  • 5% de distorsión visible al ojo
  • hasta 21% de forma de onda trapezoidal o escalonada
  • La señal del 43% es onda cuadrada.

Durante las pruebas, no utilizaremos estaciones de trabajo y servidores reales, sino cargas equivalentes que tengan un patrón de consumo estable y un factor de utilización de energía cercano a 1. Actualmente se está considerando el siguiente conjunto como el equipo principal que se utilizará durante las pruebas:

1. GOST 721-77 Sistemas de suministro de energía, redes, fuentes, convertidores y receptores de energía eléctrica. Tensiones nominales superiores a 1000 V
2. GOST 19431-84 Energía y electrificación. Términos y definiciones
3. GOST 21128-83 Sistemas de suministro de energía, redes, fuentes, convertidores y receptores de energía eléctrica. Tensiones nominales hasta 1000 V
4. Compatibilidad GOST 30372-95 medios tecnicos electromagnético. Términos y definiciones
5. Ingeniería Eléctrica Teórica, ed. 9º, corregido, M.-L., editorial "Energia", 1965
6. Materiales promocionales de la empresa.
7. recurso de internet

Sistema de alimentación ininterrumpida, UPS, UPS- tan pronto como llaman a este simple dispositivo capaz de proporcionar ininterrumpidamente proveedor de energia en sitios de especial importancia. Estas instalaciones incluyen principalmente empresas de energía nuclear, complejos de producción y refinación de petróleo e instalaciones de infraestructura social.

Igualmente importante es suministro de energía ininterrumpida y en casa: trabajo efectivo local Red de computadoras y las computadoras personales dependen directamente de la electricidad. En caso de cortes de energía o un apagado completo, permitirá que la computadora funcione durante unas decenas de minutos más, lo que es suficiente para guardar los datos necesarios y apagado seguro computadora.

Está claro que Precios de UPS para una computadora y Precios de UPS para una gran producción serán diferentes entre sí. Por lo tanto, elegir UPS/UPS, necesita conocer ciertos tipos de dichos dispositivos.

Clasificación y tipos de UPS.

Basado en varios parámetros, UPS Se acostumbra dividirlo en varios tipos. Si utilizamos el poder como factor determinante UPS, entre ellos se encuentran dispositivos de alta, media y baja potencia. Esta o aquella clase de potencia se utiliza para diversos fines, y está claro que utilizar una potencia de varios cientos de vatios no será del todo apropiado para un solo ordenador en casa.

Otro parámetro de clasificación que define tipos. UPS, generalmente se acepta considerar el principio de funcionamiento de los propios sistemas de suministro de energía ininterrumpida. En este sentido, se distinguen las siguientes categorías: UPS como online (on-line), offline (fuera de línea) y lineal-interactivo (line-interactive).

Desconectado fuente de energía ininterrumpida Durante el funcionamiento normal, proporciona conexión a la fuente de alimentación principal. En modo de emergencia, la energía se cambia a fuentes de respaldo, en este caso a baterías. Ventaja principal UPS El tipo fuera de línea sigue siendo su facilidad de ejecución y sencillez en su funcionamiento.

lineal interactivo UPS Además del dispositivo de conmutación, incluyen un estabilizador de voltaje entrante. Eso es fuente de energía ininterrumpida este tipo no sólo proporciona fuente de alimentación autónoma dispositivos durante un corte de energía, pero también protege contra bajo o alto voltaje sin un cambio general al modo de emergencia.

En línea fuente de energía ininterrumpida construido sobre el principio de conversión de doble voltaje. La tensión CA recibida en la entrada se transforma en CC mediante un rectificador y luego vuelve a ser CA mediante un inversor. Todo esto ayuda a establecer un nivel estable de voltaje de salida y también amortigua las interferencias de la red de suministro principal.

Después de aproximadamente tres a seis meses de funcionamiento, el costo de los datos almacenados en una nueva computadora de trabajo comienza a exceder el costo de la computadora misma. En el caso de un servidor de red, esta situación puede surgir a las pocas semanas de su instalación.

En el 50-70% de los casos, la causa de los fallos en el funcionamiento de los dispositivos electrónicos es la mala calidad del suministro eléctrico. Si hay un corte de energía, una sesión de escritura de datos incorrecta puede destruir todo el sistema de archivos.

Incluso si los fallos no tienen consecuencias catastróficas inmediatamente, después de un tiempo los sensibles componentes electrónicos de su PC pueden simplemente "rebelarse" debido a los constantes ciclos de encendido y apagado.

En Rusia se conocen datos de estudios realizados en Estados Unidos por Bell Labs e IBM. Según Bell Labs e IBM (EE.UU.), cada Computadora personal expuestos a 120 emergencias eléctricas por mes.

¿Por qué debería utilizar un UPS?

Para responder a esta pregunta, esto es lo que debe pensar:

1. ¿Qué sucede si su instalación se queda sin energía en este momento?
2. ¿Ha pensado en el daño causado por la corrupción o pérdida de datos?
3. Si tiene una red universal de voz y datos, ¿todos sus equipos críticos están protegidos?
4. Si ha virtualizado sus servidores, ¿ha considerado el impacto en sus UPS?
5. ¿Cuánta energía consumen sus módulos UPS? ¿Cuál es su eficiencia?
6. ¿Con qué frecuencia actualiza y mantiene su equipo de TI (incluidos los servidores)? ¿Qué pasa con su UPS?

Los UPS se utilizan principalmente para proteger equipos de TI y otras cargas de problemas que reducen la calidad de la energía. El UPS realiza las siguientes tres funciones principales:

1. Previene los daños causados ​​por sobretensiones y sobretensiones. Muchos modelos de UPS generan continuamente la forma de onda de voltaje de salida correcta.
2. Previene la pérdida y el daño de datos. Sin un UPS, los datos almacenados en dispositivos de almacenamiento sujetos a un apagado inadecuado pueden dañarse o incluso perderse por completo. En combinación con el software adecuado, el UPS puede realizar un apagado ordenado del sistema.
3. Garantiza la disponibilidad de redes y otras aplicaciones, evitando tiempos de inactividad. Los UPS también se pueden combinar con generadores para darles tiempo suficiente para arrancar en caso de una pérdida de energía.

9 problemas de energía y cómo un UPS puede ayudarte a solucionarlos

Las soluciones Eaton UPS abordan los nueve principales problemas de energía. Están diseñados para cumplir con los requisitos de protección, distribución y gestión de energía de oficinas, redes de área local, centros de datos, así como los mercados de telecomunicaciones, médico e industrial.

Para aplicaciones domésticas y de pequeñas oficinas (SOHO), Eaton ofrece soluciones presupuestarias, como Ellipse y Eaton 5110 para sistemas de escritorio normales. Para proteger sistemas críticos como servidores de red y potentes servidores blade, Eaton ofrece UPS en línea e interactivos como Eaton 5125, 9130, Evolution, EX, MX, MX Frame, 9155, 9355, 9390, 9395 y Blade UPS.

Fuente: CORPORACIÓN EATON. Manual de UPS

Problemas típicos de suministro de energía

Pérdida total de tensión de red.(sin tensión en la red durante más de 40 segundos debido a interrupciones en las líneas de suministro eléctrico)

Hundimiento(La disminución a corto plazo del voltaje de la red a un valor inferior al 80% del valor nominal durante un tiempo de más de 1 período (1/50 de segundo) es consecuencia de la inclusión de cargas potentes, que se manifiesta externamente como un parpadeo de lámparas de iluminación) y sobretensiones (aumentos a corto plazo en el voltaje de la red en más del 110 % del nominal durante un tiempo de más de 1 período (1/50 de segundo); aparecen cuando se apaga una carga grande, manifestada externamente como parpadeo de las lámparas) voltajes de diferente duración (típico de las grandes ciudades)

Ruido de alta frecuencia Interferencia de radiofrecuencia de origen electromagnético o de otro tipo, resultado del funcionamiento de potentes dispositivos de alta frecuencia, dispositivos de comunicación.

Desviación de frecuencia más allá de los límites aceptables

Sobretensiones de alto voltaje pulsos de voltaje de corta duración de hasta 6000 V y duración de hasta 10 ms; Aparecen durante tormentas eléctricas, como resultado de la electricidad estática, debido a las chispas de los interruptores, no tienen manifestaciones externas.

Desbordamiento de frecuencia Un cambio en la frecuencia de 3 o más Hz con respecto a la nominal (50 Hz) aparece cuando la fuente de alimentación es inestable, pero puede no ser visible externamente.

Todos estos factores pueden provocar fallos en dispositivos electrónicos bastante "delgados" y, como suele suceder, pérdida de datos. Sin embargo, la gente ha aprendido desde hace mucho tiempo a protegerse: filtros de tensión de línea que "amortiguan" las sobretensiones, generadores diésel que suministran energía a los sistemas durante un corte de energía a "escala global" y, finalmente, fuentes de alimentación ininterrumpidas, la principal herramienta para proteger las PC personales. , servidores, mini-PBX, etc.

Tipos de fallas de energía

ANUNCIOS

Todos los tipos de fuentes de alimentación ininterrumpida están diseñados para realizar un conjunto de las siguientes funciones básicas

• Protección contra fallas pequeñas y de corta duración en la red principal de suministro eléctrico.
• Filtrado de perturbaciones impulsivas emergentes y reducción de ruido.
• Suministro de energía de respaldo a la carga durante el período de automatización establecido.
• Protección contra cortocircuitos y sobrecargas.

Los modelos más complejos tienen un conjunto. funciones adicionales:

• Desactivación automática de equipos protegidos durante cortes de energía críticos más prolongados, así como reinicio cuando se restablecen los parámetros requeridos.
• Seguimiento de los principales parámetros del funcionamiento de la fuente, rastreando su nivel de rendimiento.
• Muestra información básica sobre el UPS en funcionamiento, así como los parámetros del voltaje de entrada de la red de suministro.
• Alarma automática cuando ocurren llamadas anormales.
• Disponibilidad de un temporizador instalado para el apagado o encendido configurable del consumidor a una hora determinada.

Ámbito de aplicación según el tipo de UPS

Fuente de alimentación ininterrumpida de respaldo- el más común en este segmento de mercado. Se utiliza ampliamente en combinación con ordenadores domésticos o de oficina o estaciones de trabajo LAN de bajo consumo. También es eficaz en términos de protección. electrodomésticos, que no requiere una calidad especial de suministro de energía, permite cortes de energía durante un cierto tiempo y la aparición de desviaciones de los parámetros de voltaje de entrada en promedio + -5%.

Fuente de alimentación ininterrumpida interactiva También puede actuar como respaldo. Sin embargo, sus tareas principales son más amplias: también realiza una estabilización de voltaje gradual, lo que permite su uso en combinación con dispositivos eléctricos con altas corrientes de entrada. Se trata de cualquier dispositivo u otro equipo que utilice un motor eléctrico, cuyo arranque requiere mayor potencia durante un breve período de tiempo. En particular, el funcionamiento de un frigorífico en condiciones de desviación de los parámetros de voltaje normales puede provocar su sobrecarga y avería. Sin embargo, la eficiencia de estos dispositivos de protección es ligeramente menor que la del mismo parámetro para los de respaldo.

Sistema de alimentación ininterrumpida en línea o de doble conversión proporciona la protección más eficaz para servidores de archivos y estaciones de trabajo más complejas. Se utiliza en combinación con equipos de instituciones financieras, clínicas médicas y centros de investigación. Es decir, en casi todos los lugares donde se necesita un suministro de energía de absolutamente alta calidad sin caídas de tensión, ni siquiera de corta duración. Pero en la vida cotidiana dispositivos similares en primer lugar, son ineficaces ( precio alto con cargas bajas), y también se caracterizan por un mayor ruido y una impresionante disipación de calor.

Aplicación por tipo actual

Sistema de alimentación ininterrumpida en línea o de doble conversión

Este tipo de sistemas de alimentación ininterrumpida son necesarios para garantizar la protección de los dispositivos eléctricos que están conectados a una red de 24 V, 48 V y 60 V.

SAI de CA

Las fuentes de alimentación ininterrumpida de este tipo se utilizan en combinación con consumidores críticos que requieren un voltaje de 220 o 380 V.

Aplicación por poder

Los UPS se dividen en tres grupos según su potencia:

• - baja potencia;
• - dispositivos de potencia media;
• - sistemas modulares Alto Voltaje.

Los UPS de bajo consumo se utilizan ampliamente para fines domésticos, así como para proteger a los consumidores individuales de posibles situaciones críticas en oficinas o pequeñas industrias.

Los dispositivos de potencia media son responsables del suministro eléctrico ininterrumpido y de alta calidad de las redes locales, centros de datos y diversos equipos de telecomunicaciones, así como de las instalaciones de comunicación remota.

Una fuente de alimentación ininterrumpida de alta potencia tiene varias ventajas de uso. Es capaz de brindar protección tanto para una cabaña residencial separada como para un gran proceso de producción. Además, dicho UPS es una especie de sistema modular, que permite sincronizar varias fuentes en un rack de 19" para obtener mayores valores de potencia a la hora de resolver problemas tecnológicos específicos.

El objetivo principal de un sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) es proporcionar energía temporalmente a los equipos durante cortes de energía. Es una práctica común conectar computadoras a través de un UPS en todas partes. Es cierto que para muchos usuarios se trata de una especie de "regla de buenos modales" y se les escapa el significado práctico de este ritual. "Bueno, un UPS protege su computadora de sobretensiones..." Intentemos resolverlo: ¿qué, de qué y cómo protege el sistema de alimentación ininterrumpida?

Por estructura interna y lógica operativa, todos los UPS se dividen en tres clases: UPS pasivos, interactivos en línea y de doble conversión. Por lo tanto, se enfrentan a incidencias en la red eléctrica en distintos grados y pertenecen a diferentes categorías de precios.

Pasivo(de reserva, VFD, back-UPS, backup) son las más simples y económicas. En ellos, el circuito de alimentación de la batería suele estar apagado y arranca sólo cuando hay un corte de energía. El tiempo de conmutación del funcionamiento con red al funcionamiento con batería es de décimas de segundo y la señal de salida cuando funciona con batería difiere notablemente de la onda sinusoidal "correcta". Como regla general, en la entrada de dichos UPS se instala un filtro de ruido simple y un fusible rápido. El primero suaviza parcialmente el ruido impulsivo y el segundo debería funcionar cuando el voltaje en la red eléctrica aumenta significativamente. Los UPS pasivos están diseñados para alimentar computadoras domésticas y de oficina. Una ligera "caída" en el voltaje de salida al cambiar a la batería unidades informáticas la nutrición no es terrible.

lineal interactivo(línea interactiva, VI, Smart-UPS) Los UPS se diferencian en que el circuito de alimentación de la batería está constantemente encendido. Cuando desaparece el voltaje en la entrada del sistema de alimentación ininterrumpida, sus enchufes de salida cambian casi instantáneamente al convertidor interno; para los dispositivos alimentados esta transición es casi imperceptible. Además, muchos UPS interactivos en línea son capaces de mantener automáticamente un voltaje de salida de 220 V. Esto se hace de dos maneras.

Mientras la tensión de red esté entre 175 y 275 V, se activa el mecanismo AVR (Regulación Automática de Tensión). Cuando el voltaje de entrada se desvía del 10 al 25% por debajo del valor nominal, el UPS aumenta el voltaje de salida en un 15%. Cuando el voltaje de entrada se desvía del 10 al 25% por encima del valor nominal, el UPS reduce el voltaje en un 15%. Si la tensión de red supera los valores límite, el SAI interactivo en línea cambia a alimentación por batería. En este modo, continúa funcionando hasta que la tensión de red vuelve a la normalidad o la batería se descarga. Sin embargo, estos UPS no deben considerarse estabilizadores de voltaje. ¡Su modo de “estabilización” es forzado y de corto plazo!

EN UPS de doble conversión(doble conversión, VFI, Online-UPS) el voltaje de salida se suministra constantemente desde el convertidor, el convertidor funciona constantemente con la energía de la batería y la batería se carga continuamente desde la red. De hecho, la entrada y la salida del UPS están galvánicamente aisladas entre sí y se suministra un voltaje estabilizado a la salida. Este es el esquema más confiable, pero al mismo tiempo antieconómico. El UPS en sí es caro, grande y pesado, el convertidor se calienta mucho y requiere enfriamiento por ventilador, y las pérdidas de energía durante la conversión ascienden a decenas de por ciento.

Los UPS de doble conversión se utilizan únicamente para alimentar servidores y computadoras en aplicaciones críticas. Estos modelos rara vez salen a la venta general; generalmente se suministran bajo pedido. Lo más probable es que, para alimentar las computadoras de su trabajo, compre UPS pasivos, máximos y de línea interactiva.

La potencia de los sistemas de alimentación ininterrumpida se suele indicar en voltamperios (VA, VA). Para convertir estos valores a vatios (W) más familiares, debe multiplicar la potencia en voltios-amperios por un factor de 0,6. Por ejemplo, un SAI con una potencia nominal de 600 VA proporcionará energía a equipos con un consumo máximo de 360 ​​W. Si aplica una carga grande, la protección actual funcionará y el sistema de alimentación ininterrumpida se apagará. En la práctica, es deseable proporcionar aproximadamente un 30% de reserva de marcha. Así, los SAI más habituales de 600 o 650 VA son adecuados para alimentar un ordenador con un consumo real de 200-250 W y un monitor, que consume unos 30-60 W más.

Si la disposición de las computadoras en la habitación lo permite, es más rentable utilizar un UPS potente en lugar de varios pequeños. Dos ordenadores de oficina necesitarán un sistema de alimentación ininterrumpida con una potencia de unos 1000 VA. Para alimentar tres ordenadores situados uno al lado del otro es suficiente una fuente con una potencia de unos 1400 VA.

Entonces, ¿contra qué protege un UPS?

Los filtros en la fuente de alimentación de la computadora y el monitor también hacen un buen trabajo al limitar el ruido impulsivo de la red. Sin embargo, ¡dos filtros son mejores que uno! La protección contra sobretensiones también es importante. Si, por ejemplo, se quema el cable neutro del panel, la tensión en el enchufe puede ser de casi 380 V. En las fuentes de alimentación para ordenadores y monitores, en este caso, los varistores y los fusibles suelen quemarse. Las reparaciones son baratas, pero llevan tiempo. En teoría, el UPS debería responder a una sobretensión antes de que se quemen los fusibles del equipo conectado a él.

Sin embargo, la protección de datos es lo primero. Si se apaga la computadora, se perderá toda la información no guardada. El UPS le permite guardar documentos abiertos y apague correctamente, o ponga la computadora en modo de suspensión. Guardar documentos manualmente es la forma más sencilla. Al cambiar a alimentación de batería, el UPS comienza a emitir un pitido fuerte. Una vez que escuche dicha advertencia, verifique si todo está guardado. A continuación, observe la situación: simplemente apague la computadora o póngala en modo de suspensión.

Para activar la automatización es necesario conectar el puerto de control (USB o RS-232, según el modelo) del sistema de alimentación ininterrumpida a la computadora con un cable de señal e instalar el software necesario en la computadora. Desafortunadamente, ¡muchos usuarios ni siquiera son conscientes de esta posibilidad! El funcionamiento del UPS está controlado por un microcontrolador incorporado. Su microprograma (firmware) monitorea constantemente los voltajes y corrientes en los circuitos externos cuando están encendidos y prueba periódicamente la electrónica y la batería durante el funcionamiento. También proporciona información sobre la modo actual funcionamiento, estado de los componentes del UPS. Estos datos se transmiten por cable a una computadora, donde son procesados ​​por un programa de monitoreo.

Para trabajar con el SAI es recomendable utilizar el programa que ofrece su fabricante. Por ejemplo, para APC (www.apc.com) este es el programa Power-Chute, para Ippon (www.ippon.ru) - WinPower2009 e Ippon Monitor, etc. El programa se puede instalar desde el disco incluido, pero es Es mejor descargar la última versión del sitio web del fabricante.

Necesita establecer parámetros en la configuración de la aplicación. apagado automático. Como regla general, hay dos opciones para elegir: apagar la computadora después tiempo específico después de cambiar a energía de respaldo, o hágalo algún tiempo antes de que se espere que las baterías estén completamente descargadas.

¿Cuánto tiempo puede funcionar un sistema de alimentación ininterrumpida con batería?

Esto depende de la capacidad de la batería y del consumo de energía. La mayoría de los modelos producidos en serie tienen una batería con un voltaje de 12 V y una capacidad de 7 Ah. En teoría, un SAI con dicha batería tiene una reserva de energía de unos 80 vatios-hora. En pocas palabras, debería alimentar una carga de 80 W durante aproximadamente 1 hora, 160 W durante media hora, 300 W durante aproximadamente 15 minutos, etc. En realidad, teniendo en cuenta las pérdidas de conversión, este tiempo es aproximadamente la mitad.

Las fuentes con una potencia superior a 800 VA suelen tener dos baterías iguales o una, pero de mayor capacidad. Horarios o calculadoras duración de la batería a diferentes cargas para varios modelos se proporcionan en los sitios web de los fabricantes. Sin embargo, "de improviso" podemos suponer que cualquier modelo podrá alimentar una carga de su potencia nominal durante unos 5 a 15 minutos. Si necesita alimentar su computadora con baterías durante un tiempo suficientemente largo, es mejor llevar un UPS de alta potencia con baterías de gran capacidad. Funcionará sólo a un tercio o un cuarto de la potencia nominal. Pero podrá abastecer esa carga, pequeña para él, con energía durante media hora o más.

Los equipos de red (switches, enrutadores, NAS) también se benefician de un suministro de energía ininterrumpible. De lo contrario, cuando se corte la energía, la red "caerá" inmediatamente y los documentos abiertos desde carpetas de red, no será posible guardar. Puede alimentar el interruptor desde el UPS de la estación de trabajo más cercana a él, aunque es más correcto instalar una “fuente de alimentación ininterrumpida” separada de baja potencia para esto.

La duración de la batería es limitada. A medida que funciona, su capacidad disminuye constantemente y después de 3 a 5 años de funcionamiento cae casi a cero. Incluso antes de que el indicador del UPS indique la necesidad de reemplazar la batería, se nota que la batería ya no "mantiene la carga". Cada vez la duración de la batería se acorta. En principio, un par de minutos son suficientes para guardar documentos y apagar correctamente el ordenador. Cuando el UPS comienza a apagarse incluso antes, definitivamente es hora de cambiar la batería.

Reemplazar la batería es fácil. En los UPS populares de la marca APC y algunos otros, la batería se encuentra debajo de una trampilla o cubierta extraíble. Para acceder a la batería de los UPS de las marcas Ippon, SVEN y de diseño similar, debe desatornillar los cuatro tornillos en la parte inferior y separar las mitades de la caja. En las instrucciones y en el sitio web oficial, es poco probable que encuentre una descripción del desmontaje y reemplazo por su cuenta: al igual que los fabricantes de impresoras, los fabricantes de UPS reciben una parte importante de sus ingresos de la venta de baterías "originales" con su instalación en un servicio autorizado. centros.

Sin embargo, casi todas las tiendas de informática venden baterías de plomo-ácido selladas en los tamaños más populares. No importa la marca ni el fabricante: se trata de productos completamente estándar. Primero abra su UPS y averigüe qué tipo de batería tiene instalada. Para la mayoría de los UPS de “clase de oficina” (500-700 VA), son adecuadas las baterías marcadas con 12V 7Ah con dimensiones de 151x94x65 mm. Instalación bateria nueva, intente encajar firmemente los terminales en las pestañas de contacto de la batería. Si los terminales están flojos, se pueden apretar con cuidado con unos alicates.

Luego de instalar la batería, es recomendable calibrar el UPS para que su firmware evalúe y recuerde los parámetros de la nueva batería. Cargue completamente la batería en 24 horas. Después de esto, retire el enchufe de la toma para que el SAI cambie al suministro de energía autónomo. Deje que la batería se descargue completamente hasta que el sistema de alimentación ininterrumpida se apague por sí solo. Es mejor utilizar como carga no una computadora (aunque en casos extremos esto es aceptable), sino varias bombillas con una potencia total de unos 300 W. Luego vuelva a conectarse a la red y encienda el UPS; deje que la batería se cargue y el dispositivo continúe funcionando normalmente. Además de calibrar el dispositivo en su conjunto, este procedimiento también “entrena” la batería. Después de un ciclo completo de descarga-carga, la batería comienza a utilizar su capacidad al máximo.

¿Por qué muchos SAI tienen tomas de teléfono (RJ-11) y de red (RJ-45)?

Ni teléfono ni la red local Los “sistemas ininterrumpibles” no son necesarios por definición. Como beneficio adicional, los filtros de ruido impulsivo de paso para la línea telefónica y la red se instalan en la misma carcasa que el dispositivo. Conecte una toma a la toma de teléfono de la pared y enchufe el teléfono en la otra. Si se producen interferencias de alto voltaje en la línea telefónica, por ejemplo, durante una tormenta, el filtro suavizará el aumento de voltaje y protegerá el teléfono.