Domácí trh UPS nabízí široký výběr zařízení – od levných a málo funkčních zařízení, vyrobených převážně v Číně, až po ultramoderní UPS, které podporují autonomní napájení jakéhokoli připojeného zařízení.
Účelem tohoto článku je pomoci kupujícím orientovat se v různých modelech a zvážit hlavní aspekty výběru zdroje nepřerušitelného napájení.
- UPS podle typu proudu
- Základní kritéria pro výběr AC UPS
- Stavební schéma
- Moc
- Životnost baterie UPS
- Způsob instalace (form factor)
- Monitorovací nástroje
UPS podle typu proudu
Podle druhu proudu se zdroje nepřerušitelného proudu dělí na zdroje určené pro stejnosměrné (DC) a střídavé (AC) spotřebiče.
Shtil Group of Companies, přední tuzemský výrobce napájecích systémů, nabízí široký výběr vysoce kvalitních nepřerušitelných DC a AC napájecích zdrojů určených pro následující napětí:
- 12, 24, 48, 60 V – pro DC UPS;
- 220/380 − pro AC UPS.
Řada AC UPS „Stil“ navíc zahrnuje topologická zařízení „3 v 1“ (třífázový vstup – jednofázový výstup), což umožňuje připojit jakékoli jednofázové zařízení s rovnoměrným zatížením tří napájecích fází.
Speciálně pro napájení velkých objektů byly vyvinuty zdroje nepřerušitelného napájení (UPS) řady PS220, které umožňují současné připojení spotřebičů s napětím 220 V a spotřebičů s napětím = 48 V.
Základní kritéria pro výběr AC UPS
Před výběrem AC UPS se doporučuje věnovat pozornost následujícím parametrům zařízení:
- počet fází;
- konstrukční schéma a v důsledku toho tvar výstupního signálu a doba přepnutí na baterie;
- moc
- výdrž baterie a možnost připojení externích baterií;
- design karoserie a celkové rozměry;
- Dostupnost monitorovacích a podporovaných komunikačních protokolů.
Pro stanovení požadované hodnoty prvního parametru je nutné objasnit počet fází napájecí sítě. V domácím sektoru, převážně jednofázové sítě (220 V), v průmyslovém sektoru – třífázové (380 V). Podívejme se na zbývající parametry podrobněji.
Stavební schéma
Existují tři hlavní schémata pro konstrukci nepřerušitelných zdrojů střídavého proudu:
- rezerva (off-line),
- lineárně-interaktivní (line-interactive),
- UPS s dvojitou konverzí (on-line).
Liší se principem činnosti, formou výstupního napětí (schopností jej stabilizovat) a také dobou přechodu na bateriový provoz.
UPS prezentované v sortimentu společnosti Shtil Group jsou vyrobeny moderní „on-line“ technologií, jejímž principem je přeměna střídavého proudu na stejnosměrný a jeho následná regenerace zpět na střídavý proud. V tomto režimu jsou baterie neustále zapínané, takže k přenosu zátěže na energii baterie dochází okamžitě, což není dostupné u záložních a line-interaktivních UPS, které mají spínací čas až 20 ms (u prvních) a až 8 ms (u druhého jmenovaného).
Další výhody charakteristické pro UPS s dvojitou přeměnou energie vyráběné Shtil Group:
- ideální sinusové výstupní napětí;
- efektivní filtrování šumu a rušení;
- široký rozsah vstupního napětí (90-295 V pro jednofázový, 228-478 pro třífázový);
- nízký koeficient nelineárního zkreslení proudu – až 2,5 % při lineárním zatížení;
- vysoká účinnost – až 96% při provozu ze vstupní sítě;
- hodnoty výstupního a vstupního účiníku rovné 0,9 a 0,99.
Výše uvedené výhody dělají z online UPS Shtil optimální volbu pro ochranu jakéhokoli, zvláště citlivého, zařízení před maximálním počtem síťových přepětí a rušení.
Výkon spotřebitelů elektřiny je jedním z hlavních parametrů při výběru zdroje nepřerušitelného napájení. Připojení zátěže s výkonem přesahujícím jmenovitý výkon UPS může vést jak k výpadku napájení, tak k poruše drahého zařízení.
Správně vypočítaný výkon je klíčem ke stabilnímu a dlouhodobému provozu UPS!
Je třeba vzít v úvahu, že v technické dokumentaci je obvykle uveden činný výkon zařízení ve wattech (W nebo W), kromě toho je uveden celkový výkon, měřený ve voltampérech (VA nebo VA) a vypočtený podle vzorce : VA = W / P, kde:
VA – zdánlivý výkon, ve VA;
W – činný výkon, ve W;
P – účiník, v závislosti na typu zátěže – v návodu k obsluze může být označen jako cosφ nebo PF (Účiník).
Pro správný výběr UPS je nutné vzít v úvahu výkon elektrických přijímačů ve wattech a voltampérech, což je zvláště důležité při připojování zařízení s indukčností: v takových instalacích se celkový a činný výkon výrazně liší!
Varování!
Nedoporučuje se vybírat UPS na základě jejího limitu výkonu! Rezerva 20-30% zaručuje správné fungování zařízení a možnost dodatečného zatížení během provozu. U třífázového UPS by maximální zatížení každé fáze nemělo být větší než 1/3 jmenovitého!
Pokud plánujete připojit zařízení, které obsahuje elektromotor (čerpadlo, kompresor) k nepřerušitelnému zdroji napájení, je nutné vzít v úvahu přítomnost zapínacích proudů, které v daném okamžiku překračují jmenovité hodnoty 3-8krát. nastartování:
Kromě zařízení s elektromotory jsou zapínací proudy přítomny také v zařízeních obsahujících setrvačné prvky nebo indukčnosti. Běžné osvětlovací lampy mají po zapnutí špičkové proudy, které výrazně převyšují provozní. V případě použití UPS k ochraně velkých osvětlovacích zařízení je proto nutné počítat s tím, že přepětí při spouštění systému je poměrně velké.
UPS vyrobené společností Shtil Group of Companies mají široký výkonový rozsah, který vám umožňuje vybrat aktuální model pro vyřešení většiny elektrických problémů:
- jednofázové on-line UPS – od 1 do 20 kVA (řada ST, SR, STR);
- třífázové on-line UPS – od 10 do 500 kVA (řada ST, SM);
- DC UPS – od 60 do 480 W (řada PS).
Životnost baterie UPS
Délka zálohování závisí na dvou hlavních faktorech:
- zátěžový výkon;
- kapacita dobíjecích baterií (AB).
Dávejte pozor!
Stejná UPS při různé zátěži má různou výdrž baterie!
Správné určení doby trvání autonomního provozu umožňuje, aby zařízení připojené k UPS fungovalo stabilně po dobu nezbytnou buď k bezpečnému dokončení pracovních procesů, nebo k odstranění poruchy napájení. Chyby ve výběru vedou k předčasnému vybití baterie a vypnutí chráněného zařízení.
Výrobci UPS obvykle uvádějí životnost baterie v technické dokumentaci. Můžete to vypočítat sami zadáním následujících parametrů:
V – jmenovité napětí baterie, ve V;
C – kapacita jedné baterie, v A*h;
P – výkon připojené zátěže ve W;
Efficiency – faktor účinnosti UPS při provozu v autonomním režimu;
КDE – koeficient dostupné kapacity, závisí na teplotě a režimu vybíjení;
КGR – koeficient hloubky výtlaku.
Výkonnost, KDE a KGR jsou předepsány v technických specifikacích UPS a baterií.
Je povoleno používat průměrné hodnoty KGR u většiny baterií se rovná 0,8–0,9 a KDE:
- s hodinovým vybíjecím režimem a 20 °C – 0,7;
- s dvouhodinovým režimem vybíjení a 20 °C – 0,85;
- při desetihodinovém režimu vybíjení a 20 °C – 1.
Životnost baterie = (V x C x účinnost x KDE x KGR x n) / P, kde n je počet baterií.
Varování!
Ze vzorce je zřejmé, že autonomní provoz UPS není ovlivněn výkonem samotného zařízení, proto je pro zvýšení doby zálohování nutné vybrat model ne s velkým počtem wattů výkonu, ale s velkou celkovou kapacitou baterie!
Při výběru a provozu UPS je třeba vzít v úvahu dva důležité aspekty týkající se životnosti baterie:
- při vybíjení baterie vysokým proudem se během krátké doby uvolní pouze určitá část kapacity (přesné hodnoty této hodnoty se projeví ve vybíjecích křivkách baterií);
- Kapacita baterie se po celou dobu její životnosti snižuje, zkracuje se tedy i doba zálohování, proto je důležitá včasná výměna baterií!
Konstrukčně mohou být baterie umístěny jak uvnitř pouzdra UPS, tak mimo něj. Záložní zdroje s vestavěnými bateriemi nejsou určeny pro dlouhodobý provoz při výpadku proudu. Jejich hlavním účelem je zajistit správné vypnutí zařízení, například osobních počítačů nebo malých serverů. Zařízení určená pro práci s externími bateriemi jsou všestrannější a mají širokou škálu aplikací: od ochrany plynových kotlů a IT zařízení až po budování průmyslových systémů nepřerušitelného napájení. Jejich autonomii lze zvýšit připojením dalších bateriových sad.
Produktová řada Shtil Group of Companies zahrnuje nepřerušitelné napájecí zdroje jak s vestavěnými bateriemi, tak bez baterií, ale s podporou externího připojení široké škály baterií.
Životnost baterie pro UPS “Shtil” s vestavěnými bateriemi:
| Řada UPS “Calm” | fáze | Napájení, W | Životnost baterie (při 100% zatížení) |
| SR-SL | 1 F | 900 | 6 minut |
| ST-SL, STR-SL | 1 F | 900 | 6 minut |
| 1800 | 6 minut | ||
| 2700 | 5 minut | ||
| ST-SL | 1 F | 5400 | 7 minut |
| 8000 | 3 minut | ||
| ST-SL* | 3:1 F | 8000 | 3 minut |
| ST-S | 3 F | 9000 | 13 minut |
| 13500 | 7 minut | ||
| 18000 | 6 minut (při 80 % jmenovitého výkonu) | ||
| 27000 | 6 minut (při 60 % jmenovitého výkonu) |
ST-SL* (3:1 F) – podporuje připojení externích baterií o malé kapacitě.
Způsob instalace (form factor)
Na základě tvarového faktoru lze zdroje nepřerušitelného napájení rozdělit na:
- UPS s pouzdry pro montáž na stěnu;
- UPS s pouzdry pro umístění do podlahy (věž);
- Rackmount UPS.
Pouzdra prvního typu nejsou běžným řešením a jsou typická pro nízkopříkonové kompaktní UPS.
Skříně stojící na podlaze vyžadují, aby bylo zařízení umístěno na vodorovném povrchu a jsou:
- jedna jednotka s napájecí jednotkou a bateriemi (pro UPS malého a středního výkonu);
- skříň obsahující moduly výkonových měničů a ovládací, spínací a ochranná zařízení (pro výkonné průmyslové UPS). Koncepce tohoto zařízení obvykle umožňuje výměnu napájecích modulů bez odpojení zařízení od sítě!
Rackmount skříně jsou určeny pro standardní 19palcové skříně nebo racky. Jsou praktické, protože umožňují instalaci UPS do stejné kovové konstrukce jako chráněné zařízení.
Při výběru konkrétního modelu UPS musíte dbát na to, aby celkové rozměry zařízení odpovídaly ploše místnosti, kde se plánuje instalace (minimum mezi horní částí UPS a stropem je 50 cm) .
Není vhodné instalovat UPS ve vlhkých, prašných a špatně větraných prostorách. Teplotní rozsah zajišťující optimální provoz baterie: od +15 °C do +25 °C.
Při provozu výkonných UPS vzniká velké množství tepla a aby nedocházelo k přehřívání, doporučuje se vybavit místo instalace systémy vzduchového chlazení.
Pouzdra záložních zdrojů Shtil DC (řada PS) jsou buď přihrádky pro zavěšení na výšku, nebo monobloky pro instalaci na rovnou plochu – u výkonnějších modelů. Pouzdra byla vyvinuta také v 19palcových verzích.
Jednofázové AC “Calm” UPS mají tři verze:
- pro instalaci na podlahu (řada ST);
- pro montáž do racku (řada SR);
- univerzální pouzdro (řada STR), umožňující umístění na podlahu i do racku.
Třífázové UPS “Shtil” s výkonem od 10 do 40 kVA jsou prezentovány v modelech se stojanovými pouzdry. Výkonnější třífázové UPS Shtil (do 500 kVA) se vyrábí ve vertikálních skříních.
Při použití ve spojení s UPS nabízí externí dobíjecí baterie Shtil Group následující příslušenství:
- bateriové moduly (řada BMT – verze na podlahu, řada BMR – verze pro montáž do racku);
- bateriové stojany (řady BS a MBS);
- externí nabíječky (řada BCT – stojací verze, řada BCR – racková verze).
- modulární bateriové stojany (řady MBS a MBS-H);
- bateriové skříně (řada BC).
Monitorovací nástroje
Při výběru zdroje nepřerušitelného napájení se kromě výše uvedených hledisek (napájení, topologie, doba zálohování) vyplatí věnovat pozornost vybavení konkrétního zařízení softwarem a dalšími prostředky pro organizaci dálkového ovládání a monitorování (USB konektory, suché kontakty, Ethernet).
Pro nejjednodušší řešení – přímé připojení UPS k PC, na kterém je nainstalován software potřebný pro synchronizaci – postačí komunikační porty USB/RS-232 a propojovací kabel (pokud se rozhraní pro PC neshodují, vhodný adaptér bude vyžadováno).
Nevýhodou výše uvedené možnosti je nízká rychlost výměny informací. Je vhodný především pro domácí použití, stejně jako pro použití v kancelářích a malých firmách pro výměnu dat s jedním UPS.
V průmyslovém sektoru je vhodnější systém používat speciální adaptéry (např. SNMPHTTP nebo Modbus), které umožňují přímou integraci UPS do počítačové sítě (je možné jak drátové, tak bezdrátové připojení). V tomto případě můžete přijímat informace o parametrech a ovládat napájecí systém z libovolného síťového PC, které má specializovaný software kompatibilní s komunikačním protokolem adaptéru.
Existují monitorovací systémy postavené pomocí GSM technologií. Architektura takových systémů v jednoduchých případech umožňuje obejít se bez použití osobního počítače: SMS zprávy o stavu UPS jsou automaticky odesílány na zadané číslo mobilního telefonu.
Pro složitější monitorovací schémata pomocí SMS serverů a specializovaných adaptérů je nutný PC!
Specialisté Shtil Group vyvinuli rozšiřující desky rozhraní (řada IC) navržené pro organizaci vzdáleného a místního monitorování nepřerušitelných zdrojů napájení. Instalují se do vnitřních slotů, které jsou k dispozici u všech modelů UPS Shtil AC.
IC karty (z anglického Interface Card) podporují všechna moderní rozhraní (USB, suché kontakty, Ethernet, RS-485) a monitorovací protokoly (SNMP, Modbus), díky čemuž lze UPS vybavenou touto kartou snadno integrovat do jakékoli kolekce systém a zpracování informací.
Pro současné monitorování více geograficky rozptýlených UPS nabízí Shtil Group of Companies softwarové řešení vlastní konstrukce – systém vzdáleného monitorování a řízení, který poskytuje mnoho možností pro správu nepřerušitelného napájení:
- nastavení a sledování hlavních parametrů UPS;
- rychlý příjem nouzových zpráv;
- vytváření databází a vytváření zpráv o přijatých informacích;
- konstrukce grafů, tabulek a diagramů.
Tento produkt integruje až 500 objektů (včetně UPS od výrobců třetích stran) do společného informačního prostředí a umožňuje několika operátorům pracovat se shromážděnými daty současně!
S celou modelovou řadou Shtil UPS se můžete seznámit kliknutím na odkaz:
Online UPS AC “Calm”. Sestava.
Nepřerušitelný zdroj napájení je důležitým prvkem při budování složitých systémů, které vyžadují záruku bezpečnosti před neočekávanými výpadky proudu a dalšími problémy v elektrické síti. Pod řezem vám řekneme, jaká kritéria je třeba vzít v úvahu při výběru UPS.
Nyní je trh plný mnoha zařízení, která se liší jak cenou, tak kvalitou. Je neuvěřitelně těžké pochopit celou tuto rozmanitost. Pokud je rozpočet omezený, musíte k výběru přistupovat co nejzodpovědněji. Nejprve byste si tedy měli položit několik otázek:
— Jak citlivé zařízení hodláte chránit?
— Jaká je optimální životnost baterie zařízení v případě výpadku proudu?
Aby bylo možné odpovědět na položené otázky, stojí za to pochopit, jaké třídy UPS v současné době existují, a rozhodnout o hlavních kritériích, která je třeba vzít v úvahu při výběru UPS.
třídy UPS
Třídy UPS dostupné na trhu se od sebe liší svým chováním v různých provozních režimech a schématech. Zvýraznit:
— Záložní nebo off-line UPS (BackUp),
— Line-interactive UPS (Line-interactive),
— UPS s dvojitou konverzí (on-line, dvojitá konverze).
Off-line UPS jsou považovány za nejjednodušší a nejnáročnější. Při normálním provozu ze sítě je elektřina dodávána na vstup takového nepřerušitelného napájecího zdroje a poté je dodávána do hlavního zatížení. Pokud se vyskytnou problémy se sítí (napěťové rázy a ztráty), UPS se automaticky přepne na bateriový provoz.
Nevýhodou tohoto provozního schématu je dlouhé přepínání napájení na baterie (od 4 do 10 milisekund). Kromě toho, když je UPS napájena z baterie, není zařízení napájeno se sinusem obvyklým pro síť, ale s přibližným sinusem.
Další třída nepřerušitelných zdrojů napájení Line-interactive se zásadně neliší od obvodu Off-line. V případě nehody se také přepne napájení na baterii a tomu je věnována stejná doba (od 4 do 10 milisekund). Výstup také vytváří přibližný sinus.
U UPS této třídy je však na vstupu transformátor, díky kterému je možné kompenzovat stejné poklesy napětí. Je třeba zdůraznit, že UPS třídy Off-line a Line-interactive nejsou určeny pro připojení kritických zařízení.
Při připojování kritických zařízení se doporučuje použít UPS s dvojitou konverzí nebo online UPS. Provoz takových zdrojů nepřerušitelného napájení je navržen tak, aby se vstupní napětí korigovalo díky usměrňovači. Poté střídač převede stejnosměrné napětí na střídavé napětí. U tohoto schématu jsou baterie připojeny k výstupu usměrňovače a vstupu měniče, což poskytuje okamžitý přechod (0 milisekund) na bateriový provoz.
Moc
Jedním z nejdůležitějších parametrů, kterému byste měli věnovat pozornost při výběru UPS, je výkon připojeného zařízení. Podcenění tohoto faktoru může vést k velmi katastrofálním výsledkům – UPS prostě nemusí být schopna zátěž v případě nehody zvládnout. Současně bude také neúčinné použití UPS, jehož výkon převyšuje zátěž na ni umístěnou.
Napájení ve vztahu k nepřerušitelným zdrojům napájení lze rozdělit na:
— Celkový výkon je součet činných a jalových výkonů, jakož i odchylka od sinusového tvaru proudu a napětí.
– Činný výkon je energie, kterou zátěž odebírá ze zdroje energie pro další přeměnu na jinou užitečnou energii.
K určení výkonu UPS potřebujete znát účiník připojeného zařízení. Jinými slovy, poměr činného výkonu k celkovému
Specifikace UPS zpravidla udávají vstupní a výstupní účiník. Vstup udává chování UPS ve vztahu k elektrické síti. Výstupní účiník je velmi důležitý, protože ukazuje výkon přijímaný zátěží
Pro výpočet výkonu UPS, který bude potřeba k napájení zátěže, je třeba vzít v úvahu součet jmenovité spotřeby zařízení a zátěže při spouštění zařízení. Zároveň nezapomeňte na výkonovou rezervu 25 %, to znamená, že výkon UPS by měl být o 25 % vyšší než výkon zařízení.
Účinnost UPS
Určení účinnosti nepřerušitelného zdroje napájení je velmi důležité, protože to je hlavní ukazatel účinnosti jeho použití. Neefektivní provoz UPS vede ke zbytečným nákladům.
Kromě toho účinnost určuje, kolik tepla UPS vypustí do okolí. Tento indikátor je důležitý při navrhování serverové místnosti. Pokud je například instalována malá napájecí jednotka UPS, nebude generovat velké množství tepla. Naopak při vysokém výkonu „nepřerušitelného zdroje energie“ v řádu desítek kilowattů bude výroba tepla velká. Aby nedošlo k přehřátí zařízení, budete muset nějakým způsobem odvádět teplo z místnosti, což znamená další výdaje na výkonné klimatizace. Sečteno a podtrženo: čím vyšší je účinnost UPS, tím méně tepla se bude generovat.
Jako příklad uvádíme několik možností pro efektivní a neefektivní využití UPS:
— V prvním případě bylo zařízení s výkonem 800 W připojeno k 50W UPS. UPS používá pro soběstačnost asi 70 wattů. Vypočítáme účinnost pomocí vzorce a dostaneme 42 %.
– V druhém případě při zatížení 600 W bude účinnost UPS výrazně vyšší – 89%. Tato možnost je výhodnější a efektivnější.
Životnost baterie
Životnost baterie UPS je doba, po kterou může nepřerušitelný zdroj napájení podporovat provoz zařízení v případě výpadku napájení. Životnost baterií závisí do značné míry na stavu baterií a spotřebované zátěži.
Pokud je v případě problémů se sítí důležité pouze správně vypnout zařízení během krátké doby, můžete se rozhodnout pro UPS s vestavěnými bateriemi.
Pokud je potřeba mnohem delší provozní doba zařízení, pak stojí za to vypočítat požadovaný vybíjecí proud baterie. Pro výpočet tohoto ukazatele existuje speciální vzorec:
Pro ty, kteří nemají čas nebo chuť se pohrávat s výpočty a zohledňovat mnoho technických i čistě fyzických nuancí, má náš web obchodu pohodlný nástroj – kalkulačku UPS, pomocí které můžete určit všechny potřebné parametry.
