Katkeamaton virtalähde

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 5. toukokuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 11 muokkausta .

UPS (  Uninterruptible Power Supply ) on virtalähde , jossa on vähintään kaksi tuloa ensiövirtalähteistä ja yksi tai useampi ulostulo, joka varmistaa kuormitustehon siirron lähteestä toiseen jatkuvaa virransyöttöä varten kuluttajille häiriötilanteessa. sähkökatkos tai sähköenergian laadun heikkeneminen ensiölähteen tulossa [1] . Termiä keskeytymätön teholähde käytetään sekä keskeytymättömän virransyöttöjärjestelmän että yksittäisten laitteiden, mukaan lukien sisäänrakennetut laitteet [2] :128 .

Keskeytymättömät tehoyksiköt sekä laitteisiin sisäänrakennetut akut ovat itsenäisiä lähteitä, mutta toisin kuin ne, ne eivät ole rakenteellisesti yhdistetty kuluttajaan. Autonomia määräytyy sellaisen energialähteen läsnäolosta, joka ei ole yhteydessä yleiseen energiajärjestelmään. [3]

Sähköenergian laatu on standardoitu yleiskäyttöiselle tehonsyöttöjärjestelmälle. [4] :20 Tietyillä kuluttajaryhmillä on erityisiä ravitsemuksellisia tarpeita [4] :17 . Kaikki kuluttajaryhmät voidaan jakaa sallitun virransyöttökatkon keston määrittelyperiaatteen mukaan: sähkömagneettinen inertia (sähkömagneettisten prosessien vaimennusaika); teknologiavirtojen inertia; teknisten laitteiden hitaus. Ainoa tapa varmistaa ensimmäisen ryhmän vakaa toiminta on saada virtaa järjestelmistä tai keskeytymättömistä virtalähteistä [5] :233 .

Keskeytymättömiä virtalähteitä voidaan käyttää poistamaan keskeytykset, piikit, heilahtelut, pitkittyneet yli- ja alijännitteet; jos kyseessä on impulssi- ​​ja värähtelyhäiriö, kohina [2] :20 .

Keskeytymättömät virtalähteet on jaettu staattisiin ja dynaamisiin. Staattiset UPS:t voivat käyttää akkuja, vauhtipyöriä ja muita energian varastointitekniikoita energian varastointina. Dynaamiset UPS:t erottuvat omasta generaattoristaan. Vuodesta 2008 lähtien 95,2 % maailman UPS-laitteista oli staattisia UPS-laitteita. Samanaikaisesti yli 0,5 MW:n tehoilla molemmat tyypit olivat yhtä yleisiä [6] .

Vuosina 1963-1967. Luotiin UPS-laitteita, joiden tehoredundanssi oli jopa 500 kVA. Ensimmäiset UPS:t sisälsivät sähkömoottorin, dieselmoottorin, vauhtipyörän ja generaattorin. Tyristorien syntymisen jälkeen mallit syntyivät käyttämällä akkuja ja jännitemuuntajia. Myöhemmin UPS:n tyristorit korvattiin IGBT - transistoreilla [2] :130 . Tällä hetkellä UPS:n teho on välillä 100-1000 kW (tai enemmän), eri lähtöjännitteet ovat mahdollisia [2] : 142 .

Sähköenergian suora kerääminen on mahdollista vain tasavirralla [7] . Säilytystarve syntyy sähkökatkon aikana, niillä on tärkeä rooli keskeytymättömän virransyötön varmistamisessa. Tallennuslaitteiden tehokkaaseen käyttöön tarvitaan tehoelektroniikkamuuntimia: tasasuuntaajia, inverttereitä, DC-DC-muuntimia [8] . Asemien jännite vaihtelee niiden latauksen mukaan. Keskeytymättömään virransyöttöön kuluttajalle tarvitaan vakaa jännite, on tarpeen käyttää säädettäviä muuntimia [9] .

Ulkoiset häiriöt

Lyhytaikaiset häiriöt sähköverkon normaalissa toiminnassa ovat väistämättömiä. Useimmat lyhytaikaiset sähkökatkot johtuvat oikosulkuista. Sähköverkkoa on käytännössä mahdotonta täysin suojata niiltä, ​​tai joka tapauksessa se olisi erittäin kallista [10] : s. 6 . Lyhyet tauot ovat paljon yleisempiä kuin pitkät. Pitkät sähkökatkot voidaan välttää käyttämällä automaattista siirtokytkintä (ATS) . Tässä tapauksessa lyhytaikaisia ​​sähkökatkoksia ei tapahdu vain oikosulun sattuessa missä tahansa ATS-syöttöjohdossa, vaan myös naapurikuluttajia syöttävillä linjoilla [10] : s. 8 .

Keskeytymätön virransyöttö eroaa taatusta virransyötöstä siinä, että taatun tehonsyötön tapauksessa varalähteen käyttöönoton ajaksi sallitaan tauko. Keskeytymättömän virtalähteen tapauksessa vaaditaan varalähteen "välitön" käyttöönotto. Tämä tärkeä vaatimus rajoittaa keskeytymättömissä virtalähteissä käytettävien varalähteiden valikoimaa. Käytännössä yleensä voidaan käyttää vain yhtä tällaista lähdettä - akkua [11] .

UPS:n päätehtävä on tarjota virransyötön jatkuvuus käyttämällä vaihtoehtoista energialähdettä. Lisäksi UPS parantaa virtalähteen laatua vakauttamalla sen parametrit asetettujen rajojen sisällä. UPS:t käyttävät tyypillisesti kemiallisia virtalähteitä energian varastointina. Niiden lisäksi voidaan käyttää muitakin asemia [12] : s. 1.1 . Ensisijaisena lähteenä voidaan käyttää virransyöttöä verkosta tai generaattorista [12] :p. 3.1.3 .

Jos sallittu sähkökatkosaika on alle 0,2 s, voidaan käyttää vain keskeytymättömiä teholähteitä, oikosulkuvirtapiirin suojaus katkaisijalla sähkökatkosajan lyhentämiseksi on tässä tapauksessa mahdotonta tai tehotonta. Jos sallittu aika on yli 0,2 s, on mahdollista käyttää tehosuojausta tai käyttää keskeytymättömiä virtalähteitä. Sallitulla ajalla 5–20 s on mahdollista luopua keskeytymättömistä virtalähteistä ja käyttää ATS [10] : s. 61 .

Rele-kontaktori piirit

Nykyaikaisen teollisuustuotannon monimutkaiset teknologiset laitteet eivät voi toimia normaalisti, jos virransyöttö ei ole keskeytymätöntä. Monissa teollisuusyrityksissä muutaman sekunnin tai jopa sekunnin kymmenesosien sähkökatkos johtaa jatkuvaan teknologiseen prosessiin katkeamiseen ja tuotannon pysähtymiseen [10] : s. 5 .

Sähkömoottoreissa 0,4 kV:n verkon 0,3–0,5 s:n jännitehäviöt voivat johtaa siihen, että sähkömoottoreiden jäännös- EMF -vektorit voivat olla vastavaiheessa verkon jännitevektoreiden kanssa. Tämän seurauksena, kun sähköt palautuvat, katkaisijoiden sähkömagneettiset laukaisut aktivoituvat ja sähkömoottorit sammuvat lopullisesti. Samanaikaisesti alle 0,3 s kestoiset jännitekuopat eivät aiheuta vaaraa, joten sähkömoottoreille jännitteenajoa vastaan ​​taistelemalla pyritään yleensä estämään kontaktorien sammuminen 0,4 kV:n päävirtapiirissä. Yksi näistä toimenpiteistä on kontaktorin ohjauspiirien syöttö keskeytymättömästä teholähteestä [13] : s. 251 .

Kontaktorien ja releiden rikkoutuminen voi tapahtua, kun jännite katkeaa 5-10 ms ja 80-120 ms. Ero saman laitteen toiminnassa johtuu erosta vaihtojännitteen hetkellisissä arvoissa jännitteen laskun alkaessa. Kun jännite kulkee nollan läpi, stabiilisuus on yli 10 kertaa suurempi [2] :165 .

Digitaalinen tekniikka

Keskeytymättömät virtalähteet  on laillisesti vakiintunut termi (EAEU:ssa) henkilökohtaisiin elektronisiin tietokoneisiin kytkettyjen pienjännitelaitteiden alalla [14] , laite, joka tuottaa automaattisesti varavirtaa, jos verkon jännite putoaa kriittisesti alhaiselle tasolle [ 14] 15] .

Vaihtovirtaverkossa vaihtojen seurauksena syntyneet impulssijännitehäiriöt uhkasivat jopa ensimmäisen sukupolven lamppulogiikkaelementteihin perustuvien tietokoneiden (esim. BESM-2) luotettavuutta. Tietosignaalien tehon lasku lisäsi riskiä, ​​että virtalähdeverkosta tulevat ulkoiset häiriöt vaikuttavat digitaalitekniikan toimintaan [16] :3 . Neuvostoliitossa tiedettiin myös jo vuonna 1975, että vaatimuksia ei ollut vain keskeytymättömälle virransyötölle, vaan myös tietokoneiden virransyötön luotettavuudelle. Tietokoneita asennettiin tiloihin, joissa virransyötön katkokset saattoivat sähköasennussääntöjen mukaisesti olla merkittäviä [16] :11 .

Olennainen ero tehonsyöttöverkon ulkoisen häiriön ja viestintäkanavan ulkoisen häiriön välillä on se, että teho vaikuttaa koko digitaaliseen laitteeseen kokonaisuutena [16] :3 . Digitaalisen laitteen kohinansieto on sitä suurempi, mitä pienempi on toisiotehojohtimien induktanssi [16] :133 .

Keskeytymättömät virtalähteet on kehitetty rinnakkain tietokoneiden ja muiden huipputeknisten laitteiden kanssa tuottamaan luotettavaa virtaa näille laitteille, mitä tavalliset tehoverkot eivät pysty tarjoamaan [2] :128 . Yleisin käyttö kodeissa ja toimistoissa on sammuttaa tietokone ilman tietojen menettämistä sähkökatkon aikana. Kun jännitehäviöt kestävät 0,2 s, tietokoneen luku-/kirjoitustoimenpiteet pysähtyvät; 0,25 s - käyttöjärjestelmän estäminen; 0,4 s - uudelleenkäynnistys [2] :158 .

Logiikkapiireihin perustuvien teollisten ohjaimien herkkyys jännitteen putoamisille on samanlainen kuin tietokoneiden [2] :160 .

Lääketiede

Lääketieteellisissä sairaaloissa (sairaaloissa) on usein tarpeen varmistaa vakaa virtalähde, erityisesti valaistus ja laitteiden virtalähde kirurgisten toimenpiteiden aikana. Tätä varten käytetään tehokkaita UPS-laitteita, sekä staattisia että DDIBP [17] .

Energia

Onnettomuuden sattuessa ensiöpiireissä, joiden kautta sähköenergiaa siirretään, kytkentämahdollisuuden säilyttämiseksi ja laitteiden suojaamiseksi vaurioilta on välttämätöntä, että toisiopiireissä on jännite. Sähköteollisuudessa laitteita, jotka tuottavat virtaa toisiopiireihin, kutsutaan käyttövirran lähteiksi [18] :3 .

Asetus

Kansainväliset ISO-standardit :

IEC :n kansainväliset standardit :

Osavaltioiden väliset standardit :

Kansainvälinen UPS-luokitus

IEC 62040-3 -standardi esitteli seuraavan UPS-luokituksen:

Esimerkki UPS-tyyppimerkinnästä: VFI SS 111

Ensimmäinen symboliryhmä  on UPS-lähtösignaalin riippuvuus tulosta (verkosta).

Toinen merkkiryhmä  on UPS-lähtösignaalin muoto.

3. merkkiryhmä  - UPS:n dynaamiset ominaisuudet. UPS:n lähtöjännitteen vakauden varmistaminen kolmen tyyppisten transientien aikana (1 - luokka 1, erinomainen; 2 - luokka 2, hyvä jne.):

UPS primäärijänniteredundanssilla

Varmuuskopiointimalli

Varajärjestelmä ( englanniksi  Off-Line, Standby ) - normaalitilassa kytketty kuorma saa virran suoraan ensisijaisesta sähköverkosta, jonka UPS suodattaa (korkeajänniteimpulssit ja sähkömagneettiset häiriöt) passiivisilla suodattimilla. Kun virtalähde ylittää normalisoidut jännitearvot (tai epäonnistuu), kuorma kytketään automaattisesti uudelleen virtaan piiristä, joka vastaanottaa sähköenergiaa omista sisäisistä tai ulkoisista akuista yksinkertaisen invertterin avulla . Kun jännite on normaalialueella, se kytkee kuorman takaisin tehoon ensiöverkosta .

Edut:

Virheet:

Useimmiten tämän järjestelmän mukaan rakennettuja UPS-laitteita käytetään haihtuvien kotitalouksien kaasukattiloiden, henkilökohtaisten tietokoneiden tai lähtötason paikallisverkkotyöasemien virransyöttöön , joille oikea-aikainen sammutus verkkovian sattuessa ei ole kriittistä. Lähes kaikki kotimarkkinoilla tarjottavat edulliset pienitehoiset UPS-laitteet on rakennettu tämän järjestelmän mukaan.

Interaktiivinen kaavio

Interaktiivinen malli ( englanniksi  Line-Interactive ) - laite on samanlainen kuin edellinen malli; Lisäksi tulossa on automaattimuuntajaan perustuva askeljännitesäädin , jonka avulla voit saada säädettävän lähtöjännitteen (VI IEC -luokituksen mukaan ). Normaalin toiminnan aikana tällaiset UPS:t eivät korjaa taajuutta, vaan passiiviset suodattimet suodattavat sisääntulevan vaihtovirtajännitteen. Sähkökatkon sattuessa UPS siirtyy invertterivirtaan samalla tavalla kuin ennenkin .

Joidenkin linjainteraktiivisten UPS-mallien invertterit tarjoavat jännitteen suorakaiteen tai puolisuunnikkaan muotoisena, kuten edellisessä versiossa, ja sinimuotoisena. Kytkentäaika on lyhyempi kuin edellisessä versiossa, koska invertteri on synkronoitu tulojännitteen kanssa. Tehokkuus on yhtä korkea kuin valmiustilassa [21] .

Haitat: "On line" -tilassa se ei suorita huippusuodatustoimintoa ja tarjoaa vain erittäin primitiivisen jännitteen stabiloinnin (yleensä 2-3 relekytkettyä automuuntajaastetta, toimintoa kutsutaan nimellä "AVR").

Akkutilassa jotkin, erityisen halvat, piirit antavat kuormalle taajuuden, joka on paljon korkeampi kuin 50 Hz, ja AC-aaltomuodon, jolla on vähän tekemistä siniaallon kanssa. Tämä johtuu klassisen suuren muuntajan käytöstä piirissä (puolijohdekytkimiin perustuvan invertterin sijaan). Koska tämän kokoisella muuntajalla on (hystereesin esiintymisen vuoksi ytimessä) rajoitus lähetysteholle, joka kasvaa lineaarisesti taajuuden kanssa, tämä muuntaja (vie 1/3 koko UPS:n tilavuudesta) riittää antamaan virtaa akun latauspiirille 50 Hz:llä offline-tilassa. Mutta akkutilassa tämän muuntajan läpi on kuljettava satoja wattia tehoa, mikä on mahdollista vain lisäämällä taajuutta.

Tämä johtaa siihen, että esimerkiksi asynkronisilla moottoreilla käytettäviä laitteita on mahdotonta käyttää (melkein kaikki kodinkoneet , mukaan lukien lämmitysjärjestelmät).

Itse asiassa tällaisesta UPS:stä voidaan syöttää vain sähkönlaadulle vaatimattomia laitteita, eli esimerkiksi kaikkia hakkuriteholähteillä varustettuja laitteita, joissa syöttöjännite tasasuuntautuu ja suodatetaan välittömästi. Eli tietokoneet ja suuri osa nykypäivän kulutuselektroniikasta. Voit myös tehostaa valaistus- ja lämmityslaitteita.

Kaksoismuunnoskaavio

Kaksoismuunnostila [22] ( englanniksi  online , double-conversion, online) - käytetään kuormitettujen palvelimien (esimerkiksi tiedostopalvelimien ), lähiverkkojen korkean suorituskyvyn työasemien sekä muiden korkeaa vaativaa laitteistoa varten. verkkovirran laadusta. Toimintaperiaate on virran tyypin kaksoismuunnos (kaksoismuunnos). Ensin AC-tulo muunnetaan DC :ksi ja sitten takaisin AC :ksi flyback-muuntimella ( invertteri ). Tulojännitteen katketessa kuorman kytkemistä akkuvirralle ei tarvita, koska akut on aina kytketty piiriin (ns. akkupuskuritila) ja näille UPS-laitteille "kytkentäaika"-parametri ei käydä järkeen. Markkinointitarkoituksiin voidaan käyttää ilmaisua "siirtoaika on 0", mikä kuvastaa oikein tämäntyyppisten UPS-laitteiden pääetua: ulkoisen jännitteen katoamisen ja akkuvirran käynnistymisen välillä ei ole aikaeroa. Kaksoismuunnos-UPS :ien hyötysuhde on alhainen (80 - 96,5 %) online-tilassa, minkä vuoksi niille on ominaista lisääntynyt lämmöntuotto ja melutaso. Nykypäivän johtavissa keskitason ja suuren kapasiteetin UPS-laitteissa on kuitenkin useita älykkäitä tiloja, jotka säätävät automaattisesti toimintatilaa tehokkuuden lisäämiseksi jopa 99 %. Toisin kuin kaksi edellistä järjestelmää, ne pystyvät korjaamaan paitsi jännitteen myös taajuuden (VFI IEC -luokituksen mukaan ).

Edut:

Virheet:

Keskeytymätön virransyöttö toisiojänniteredundanssilla

Tällä hetkellä tasavirtaa käytetään sähköjärjestelmistä riippumattomissa energialähteissä. Voimalaitoksilla ja sähköasemilla on tasavirtaverkkoja. Ne on tarkoitettu erityisesti kriittisten työkoneiden ohjauslaitteisiin, automaatioon ja signalointiin, valaistukseen, virransyöttöön normaalin toiminnan häiriöiden sattuessa [23] :11 . Toimivia DC-piirejä koskevat erityiset luotettavuusvaatimukset. Järjestelmä käyttää ladattavia akkuja ja latureita, näiden yksiköiden redundanssi on mahdollista. Redundanttina yksiköt voidaan kytkeä manuaalisesti tai kuumavalmiustilaan diodiliitännällä [10] :223 . DC-ohjausvirtajärjestelmissä käytetään 24 V, 48 V, 110 V, 220 V akkuja [18] :6 .

Tasavirtalähteitä käytetään tietoliikennejärjestelmissä, varoitusjärjestelmissä ja puhelinviestinnässä, palo- ja turvahälyttimissä [4] :28 . Puhelinkeskuksissa on DC-verkkoja vara-akuilla. Niiden jännitteet voivat olla 24, 48, 54, 60, 110, 125 V ja teho jopa kymmeniä kW [4] :56 .

Tehon varmuuskopiointi DC-lähdöllä varustetun UPS:n akulla voidaan suorittaa akun ollessa päällä ilman päälähdejännitettä (hätäakku), vara-akku on ladatussa tilassa. Tai kiinteällä rinnankytkennällä päälähteen lähtöjen kanssa energianvaihteluiden vaikutuksen vähentämiseksi lähteeseen (puskuriakku) [24] :16 [25] .

Akku on mahdollista kytkeä pysyvästi erotusdiodien kautta rinnan kuorman kanssa toisiovirtalähteen lähtöön [26] :216 tai ilman diodeja - tässä tapauksessa akku voidaan ladata suoraan lähteen lähdöstä. Jos lähteen virta ylittää kuorman virran, akussa tapahtuu latausvirta. Kun lähtöjännite sykkii, akku voi toimia sykkivästi purkaus-lataustilassa [24] :16 .

Pienitehoisten kotitalouslaitteiden (reitittimet, langattomat puhelimet jne.) varavirtalähteeksi 12 voltin jännitteellä tuotetaan UPS-luokka, jolla on vakiintunut nimi Mini UPS.

UPS:n tekniset tiedot

Rakentaminen

Energian varastointi

Sähkökemiallinen

Akkujen käytöllä virranlaadun parantamiseksi on pitkä historia. 1800-luvun kahden viimeisen vuosikymmenen aikana rakennettiin monia tasavirtavoimaloita, tällaisten voimalaitosten akut toimivat varana - ne peittivät kuormitushuiput. Virransyötön säteen lisäämiseksi sähköasemille asennettiin akkuja. Akkuryhmät, kun ne oli kytketty sarjaan, ladattiin keskusasemalta, ja rinnan kytkettyinä ne syöttivät paikallista kuormaa [27] .

Hätävalaistukseen, laitteiden virransyöttöön pitkään (yli tunnin) ja muissa tapauksissa, joissa tarvitaan pitkää sähkön varastointia akun riittävän tiiviyden, harvoin toistuvien lataus-purkausjaksojen ja hiljaisen lataustilan kanssa. voimalaitoksessa on suositeltavaa käyttää sähkökemiallista akkua [28] :147 : 16 . Akkujen lataustiheydestä ja -intensiteetistä riippuen niiden laite on erilainen. Valaistusjärjestelmissä käytettävät akut eroavat autojen moottoreiden käynnistämiseen käytetyistä käynnistysakkuista [28] :24 .

Sähkökemiallisia akkuja käytetään laajalti autonomisen toiminnan aikaansaamiseksi [29] :4 . Erillisissä järjestelmissä akku toimii tasa- tai vaihtovirtasähkövoimalaitoksen yhteydessä. Sovituslohko asettaa akun toimintatilan, jota käytetään käynnistys-, vara- tai hätälaitteena. On tarpeen varmistaa akun oikea-aikainen lataus [29] :55 .

Induktiivinen Kapasitiivinen

Suurin ero kondensaattoreiden ja akkujen välillä on, että kondensaattorit varastoivat suoraan sähkövarauksen, kun taas akut muuttavat sähköenergian kemialliseksi energiaksi, varastoivat sen, ja sitten tapahtuu käänteinen muunnos. Elektrolyyttikondensaattoreiden kapasitanssi ei kuitenkaan riitä käytettäviksi pitkäaikaisissa keskeytymättömissä virtalähteissä. Ionistoreiden kapasiteetti on paljon suurempi [30] .

ATS:a käytettäessä tasavirtaa voidaan käyttää relepiirin avulla eliminoimaan suuren kondensaattorin kytkemisen ajaksi aiheutuvat tehokatkot [13] : s. 229 .

Kineettinen

Korkean luotettavuuden varavoimajärjestelmät - vauhtipyörän akkujen käyttöalue . [28] :17 Vauhtipyörän akun pääosa on vauhtipyörä. Vauhtipyörän akku eroaa melkein jokaisessa koneessa olevasta akusta, joka tasaa vauhtipyörän iskun kierrosten määrällä, joka tuottaa tehoa. Perinteisesti on tapana pitää akkuina vähintään 10 kierrosta tekeviä vauhtipyöriä [28] :65 .

Dynaaminen keskeytymätön virtalähde (DIBP), eng.  Rotary UPS ( Venäjän pyörivä tai pyörivä UPS ) on moottorigeneraattori, jossa on mekaaninen akku (vauhtipyörä). DIBP:n etuna staattiseen UPS:ään verrattuna on se, että se eliminoi häiriöt sekä verkkovirrasta että muunnospiiristä, se tuottaa puhtaan siniaallon kuormaan [31] .

Dieselin dynaaminen keskeytymätön virtalähde (DDIBP). Yhdistetty vauhtipyörä ja diesel. Se eroaa muista keskeytymättömän virransyöttöjärjestelmistä suhteellisen luotettavuuden ja huollon helppouden suhteen. Kuten DIBP, se lähettää kuormaan puhtaan siniaallon [17] .

Teollisuus- ja sotilaslaitosten redundanttivirtalähteenä käytetään usein DDIBP:tä. He työskentelevät erityisesti Baikonurin kosmodromissa [17] .

Ohita

Ohitus on yksi UPS:n muodostavista yksiköistä. Ohitustila ( eng.  Bypass , " bypass ") - kuorman syöttäminen suodatetulla verkkojännitteellä ohittamalla UPS-pääpiirin. Siirtyminen ohitustilaan suoritetaan automaattisesti tai manuaalisesti (manuaalinen aktivointi tarjotaan UPS:n ennaltaehkäisevän huollon tai sen komponenttien vaihdon yhteydessä kuormaa irroittamatta). Voi tehdä ns. fazanul ("nollan kautta"). Sitä käytetään online-piireissä, lisäksi OFF online -painikkeella sammutettu UPS pysyy ohitustilassa, sama tapahtuu, kun piirin tehokomponentit tuhoutuvat ohjauspiirien määrittämänä, sekä kun piiri on hätätilassa. sammutus lähdön ylikuormituksen vuoksi. Linjainteraktiivisessa UPS:ssä "on-line"-tila on ohitus.

AC Voltage Stabilizer

Käytetään UPS:issä, jotka toimivat interaktiivisella piirillä. Usein UPS on varustettu vain tehostimella ( eng.  booster ), jossa on vain yksi tai useampi tehostusporras, mutta on malleja, jotka on varustettu yleissäätimellä, joka toimii sekä lisäämiseksi (booster) että vähentääksesi (buck) jännitettä. Stabilisaattoreiden käyttö mahdollistaa UPS-piirin luomisen, joka kestää pitkää syvää "uudelleenistutusta" ja tuloverkkojännitteen "laskua" (yksi kotitalouksien sähköverkkojen yleisimmistä ongelmista) ilman vaihtoa akkuihin, mikä voi merkittävästi lisätä akun "kesto".

Invertteri

Invertteri  on laite, joka muuntaa jännitteen tyypin tasavirrasta AC:ksi (samalla tavalla AC DC:ksi). Invertterien päätyypit:

  • invertterit, jotka tuottavat neliöaaltojännitteen;
  • invertterit vaiheittaisella approksimaatiolla;
  • invertteri pulssinleveysmodulaatiolla (PWM) ;
  • muunnin pulssitiheysmodulaatiolla (IPM, eng.  Pulse-density modulation ).

Indikaattori, joka kuvaa sitä, missä määrin jännitteen tai virran aaltomuoto poikkeaa ihanteellisesta siniaaltomuodosta - epälineaarisen vääristymän kertoimesta ( eng.  Total Harmonic Distortion, THD ). Tyypilliset arvot:

  • 0% - aaltomuoto vastaa täysin sinimuotoa;
  • noin 3% - muoto, joka on lähellä sinimuotoista;
  • noin 5 % - signaalin muoto, joka on lähellä sinimuotoista;
  • jopa 21% - signaalilla on puolisuunnikkaan tai porrastettu muoto (muunnettu sini- tai neliöaalto);
  • 43% ja enemmän - suorakaiteen muotoinen signaali (meander).

Vähentääkseen vaikutusta syöttöverkon jännitteen aaltomuotoon (jos kaksoismuunnos-UPS:n tulosolmu on tyristoritasasuuntaaja , ei-lineaarinen elementti, joka kuluttaa suurta impulssivirtaa, tällainen UPS aiheuttaa korkeamman kertaluvun harmonisia) UPS - suodattimen tulopiiriin on asennettu erityinen THD . Transistoritasasuuntaajia käytettäessä epälineaarisen vääristymän kerroin ( englanniksi  Total Harmonic Distortion, THD ) on noin 3 %, eikä suodattimia käytetä.

Muuntaja

Galvaaninen eristys tulon ja lähdön välillä (yleensä UPS:ssä tätä ei tehdä lainkaan perustavanlaatuisista näkökohdista, jotka koskevat "nollan läpi" ohittamista kuormaan, eli nollajohtimen vaihtamisen puuttuminen UPS-tulon lähtöön) suorittaa UPS, joka on asennettu tulopiiriin (verkon ja tasasuuntaajan väliin) tuloerotusmuuntaja . Vastaavasti UPS:n lähtöpiiriin muuntimen ja kuorman väliin sijoitetaan ulostuloeristysmuuntaja , joka tarjoaa galvaanisen eristyksen UPS-piirin tulon ja kytketyn kuorman lähdön välillä.

Käyttöliittymä

Itse UPS:n tilan (esimerkiksi akkujen lataustason, lähdön sähkövirran parametrien) laajennettuun valvontaan käytetään erilaisia ​​liitäntöjä : kytkeä tietokoneeseen - sarjaportti ( COM ) tai USB , kun taas UPS-valmistaja toimittaa patentoidun ohjelmiston , jonka avulla tilanteen analysoimalla voidaan määrittää toiminta-aika ja käyttäjä voi sammuttaa tietokoneen turvallisesti ja lopettaa kaikki ohjelmat. Keskeytymättömien virtalähteiden ja muiden laitteiden tilan valvontaan lähiverkon kautta käytetään SNMP - protokollaa ja erikoisohjelmistoja.

Koko järjestelmän luotettavuuden lisäämiseksi kokonaisuutena käytetään redundanssia  - järjestelmää, joka koostuu kahdesta tai useammasta UPS:stä.

Muistiinpanot

  1. ↑ Keskeytymätön virtalähde (lähde), ABP (Uninterruptible Power Supply, UPS) // Tehoelektroniikka: lyhyt sanakirja termien ja määritelmien sanakirjasta - M .: MPEI Publishing House, 2008.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Kusko A., Thompson M. Virransyöttöverkot. Menetelmät ja keinot energian laadun varmistamiseksi. - Saratov: Ammatillinen koulutus, 2017.
  3. ↑ Autonominen virtalähde / Suuri venäläinen tietosanakirja . Haettu 20. syyskuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 21. kesäkuuta 2020.
  4. ↑ 1 2 3 4 Vorbyov A. Yu. Tietokone- ja tietoliikennejärjestelmien virransyöttö. - M.: Eco-Trends, 2002.
  5. ↑ Ershov M. S., Egorov A. V., Trifonov A. A. Teollisuuden sähköjärjestelmien vakaus - M .: Nedra Publishing House, 2010.
  6. ↑ Shulga R. Sähkön kerääminen ja säästäminen. Teknologian kehitystrendit // Sähkötekniikan uutisia. - 2021. - Nro 1. . Haettu 6. syyskuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 6. syyskuuta 2021.
  7. ↑ Sähköenergian akut // Astakhov Yu. N. et al. Energiaakut sähköjärjestelmissä: Proc. sähkötehoa koskeva erityiskorvaus. yliopistot. - M .: Korkeakoulu, 1989.
  8. ↑ Rozanov Yu. K. Tehoelektroniikka. Evoluutio ja sovellus - M .: Znak, 2018. - s. 75.
  9. ↑ Tehoelektroniikka / Labuntsov V. A. (toim.). — M.: Energoatomizdat, 1987. — S. 298.
  10. ↑ 1 2 3 4 5 Gurevich Yu. E., Kabikov K. V. Virtalähteen ominaisuudet keskittyvät teollisen kuluttajan keskeytymättömään toimintaan. - M.: Eleks-KM, 2005.
  11. ↑ Bushuev V. M. Viestintälaitteiden virtalähde. - M .: Radio ja viestintä, 1986. - S. 122.
  12. ↑ 1 2 GOST IEC 62040-1-2013 UPS (Uninterruptible Power Supply Systems). Osa 1: UPS:n yleiset ja turvallisuusvaatimukset
  13. ↑ 1 2 Gurevich V. I. Releen suojausvirtalähdelaitteet. Ongelmia ja ratkaisuja. — M.: Infratekniikka, 2013.
  14. ↑ TR CU 020/2011 Tulliliiton tekninen määräys "Teknisten välineiden sähkömagneettinen yhteensopivuus" Liite 3
  15. ↑ TR EAEU 048/2019 Euraasian talousliiton tekniset määräykset "Energiaa kuluttavien laitteiden energiatehokkuutta koskevista vaatimuksista". Hakemus nro 10
  16. ↑ 1 2 3 4 Gurvich I. S. Tietokoneen suojaus ulkoisilta häiriöiltä. - M .: Energia, 1975.
  17. ↑ 1 2 3 Vashkevich, Petr. Kuinka asennamme DDIBP:n: valtavat vauhtipyörät palvelinkeskuksissa ja keino kriittisten kohteiden  hätäreserviin // Habr. - KROK, 2014. - 11. joulukuuta.
  18. ↑ 1 2 Aberson M. L. Käyttövirran lähteet sähköasemilla. - M.-L.: Energia, 1964.
  19. ↑ IEC 62040-5-3(2016) | Elektronisten standardien kauppa . Haettu 17. joulukuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 18. joulukuuta 2018.
  20. ↑ 1 2 Tärkeää tietää : Kuorma on jännitteetön , kun UPS siirtyy akkuvirralle ja päinvastoin! Siksi interaktiivista ja offline-tyyppistä UPS:ää (sen omasta luotettavuustasosta riippumatta) ei voida pitää erittäin luotettavana henkilökohtaisen tietokoneen keskeytymättömänä virtalähteenä: henkilökohtainen tietokone saattaa ehtiä käynnistyä uudelleen vaihdon yhteydessä, koska tyypillinen UPS-kytkentäaika ja aika, jonka tietokone kestää jännitteettömässä tilassa ilman uudelleenkäynnistystä, - samassa järjestyksessä (riippuu useista tekijöistä, erityisesti piiriparametreista ja sen virtalähteen iästä , nykyisestä virrankulutustasosta prosessori ja näytönohjain).
  21. ↑ Erityyppiset UPS-järjestelmät http://www.apc.com/salestools/SADE-5TNM3Y/SADE-5TNM3Y_R7_EN.pdf Arkistoitu 10. elokuuta 2017 Wayback Machinessa
  22. ↑ Graf Sh., Hessel M. 1. Johdanto // Vianetsintäkaaviot = Fehlererkennungsschaltungen. - M .: Energoatomizdat, 1989. - S.  6 . — 144 s. – 80 000 kappaletta.  — ISBN 5-283-02462-8 .
  23. ↑ Zhukov V.V. Oikosulut tasavirtasähköasennuksissa - M .: MPEI Publishing House, 2005
  24. ↑ 1 2 Zdrok A.G. Tasasuuntauslaitteet jännitteen stabilointiin ja akun lataamiseen. - M.: Energoatomizdat, 1988.
  25. ↑ GOST R IEC 60050-482-2011 Kemialliset virtalähteet. Termit ja määritelmät
  26. ↑ Gurvich I. S. Tietokoneen suojaus ulkoisilta häiriöiltä. - M.: Energoatomizdat, 1984.
  27. ↑ Veselovsky O. N., Shneiberg Ya. A. Voimatekniikka ja sen kehitys. - M .: Higher School, 1976. - S. 136.
  28. ↑ 1 2 3 4 Gulia N. V. Energian varastointilaitteet. - M.: Nauka, 1980.
  29. ↑ 1 2 Mutta D. A., Alievsky B. L., Mizyurin S. R., Vasyukevitš P. V. Energian varastointi. - M.: Energoatomizdat, 1991.
  30. ↑ Elec.ru Kondensaattori akun sijaan . Haettu 24. tammikuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 25. tammikuuta 2018.
  31. ↑ Barskov, Aleksanteri. Vanha uusi dynaaminen UPS // Journal of Network Solutions/LAN. - 2011. - Nro 02.

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa
 Sähköenergian laatu