Какой выбрать ИБП? Эту тему мы подняли в предыдущей статье и рассмотрели типы бесперебойников, которые предлагают производители. Сегодня поговорим о том, как выбрать источник бесперебойного питания в зависимости от ваших задач и типа вашего оборудования, а также рассчитаем необходимую мощность UPS.

То, какой бесперебойник вам нужен, зависит от нескольких основных моментов:

1. От каких именно неполадок в сети вы хотите защитить оборудование?
2. Особенности конструкции оборудования, которое вы хотите подключить к ИБП.
3. Планируемая мощность нагрузки на ИБП.
4. Необходимое время автономной работы.

Итак, в этой статье мы рассмотрим выбор бесперебойника, учитывая следующие вопросы:

• Рассчитываем емкость аккумуляторов для известного времени автономной работы.
• Рассчитываем время автономной работы, зная емкость ИБП.

Зачем вам нужен ИБП?

Ответ на вопрос: какой бесперебойник выбрать - зависит прежде всего от того, зачем он вам нужен.

	Для чего?	Что покупать
	Корректно выключить компьютер и успеть сохранить данные при отключении электроэнергии .	В этом случае смело берите недорогой ИБП off-line типа или линейно-интерактивный с запасом работы батарей на 5-15 минут.
	Обеспечить питанием оборудование в случае достаточно долгого отключения электроэнергии.	Если вашему оборудованию подходит несинусоидальная форма сигнала, покупайте ИБП офф-лайн или линейно-интерактивный, но повышенной емкости, с расчетом на долгую работу от батарей. Как рассчитать емкость, вы можете прочитать ниже. Самый большой запас времени работы в автономном режиме - у ИБП с внешними батареями , за счет возможности увеличить емкость дополнительными аккумуляторами (подключаются параллельно). Такие бесперебойники чаще всего - из категории дорогих, с двойным преобразованием. Если необходимо действительно долгое время работы, десятки часов, возможно, лучшим выходом будет приобретение генератора.
	Защитить оборудование от повышенного или пониженного напряжения, провалов, опасных для техники отключений на несколько секунд (любят у нас электрики дергать рубильник туда-сюда).	Для этих целей вам нужен ИБП с функцией AVR (автоматической регулировки напряжения): линейно-интерактивный ИБП или более дорогой с двойным преобразованием. Стабилизация напряжения в линейно-интерактивных UPS чаще всего реализована в ступенчатом, грубом виде, в онлайн моделях стабилизатор работает плавно.
	Защитить чувствительное оборудование от максимального количества сбоев и помех в электрической сети.	Для этих целей подойдет только бесперебойник on-line типа .

Отметим, что если вам необходима только стабилизация питания и не требуется обеспечение автономной работы оборудования при отключении электричества, целесообразнее купить отдельный стабилизатор.

Также, довольно часто используют связку стабилизатор + недорогой ИБП (бесперебойник включается в сеть ПОСЛЕ стабилизатора). Такой тандем не только позволяет регулировать напряжение в том случае, если в UPS этого не предусмотрено, но и продлевает срок эксплуатации батарей ИБП.

Для защиты какого оборудования вы покупаете ИБП?

Какой выбрать бесперебойник - также зависит от особенностей конструкции подключаемой техники.

Общее правило таково: к ИБП с правильной синусоидой на выходе можно подключать практически любую технику, требуется лишь правильно рассчитать мощность. К остальным UPS, особенно оффлайн типа, можно подключать далеко не все оборудование.

Особенность	Оптимальный тип ИБП	Пояснение
Элементы, чувствительные к несинусоидальной форме сигнала .		Наиболее часто встречаемый случай - это устройства с электродвигателем, насосом, компрессором , в том числе насосы газовых котлов, а также практически вся бытовая техника: холодильники, фены, стиральные машинки, электродрели и т. д. На электродвигатель ступенчатая синусоида или, тем более, меандр, воздействуют негативно: возникают вихревые токи, падает индуктивное сопротивление, в результате двигатель перегревается вплоть до сгорания. В некоторых устройствах, например, лазерных принтерах, ксероксах также могут присутствовать компоненты, которым для работы требуется синусоидальная форма напряжения, и при работе от ИБП с прямоугольной или ступенчатой формой сигнала они прослужат гораздо меньше.
Индуктивные элементы (катушки индуктивности, дроссели).	ИБП on-line типа.	Довольно часто возникает вопрос - можно ли подключать к обычному дешевому бесперебойнику устройства с индуктивной нагрузкой, к примеру, люминесцентные лампы? На практике подключают, и все вроде как работает. Но следует учитывать, что многие производители этого категорически не рекомендуют и относят случаи поломки бесперебойника после подключения индуктивной нагрузки к негарантийным. Кроме того, встречались случаи, когда реактивная нагрузка повреждала не рассчитанный на нее ИБП.
Трансформаторный (линейный) блок питания.	ИБП on-line типа.	Выбирая ИБП для устройств с трансформаторными блоками питания, нужно с осторожностью относиться к UPS, который не выдает на выходе чистую синусоиду. При питании напряжением в форме меандра или ступенчатой синусоиды потери в трансформаторе увеличиваются, что, при сильной его нагруженности, приведет к уменьшению ресурсов трансформатора в десятки раз. Также на практике встречались случаи, когда сгорал сам УПС, к которому подключалась такая нагрузка. С другой стороны, довольно часто аппаратура с маломощными трансформаторными блоками питания, например, радиотелефоны, спокойно работает в паре с ИБП off-line типа. Однако многие производители, как и в случае индуктивной нагрузки, чаще всего не советуют подключать трансформаторные БП к обычным ИБП. Как отличить трансформаторный блок питания от обычного импульсного? Если мы говорим о внешнем БП, то импульсный - обычно легкий и небольшой, а трансформаторный - тяжелее и больше, за счет того, что внутри него размещен, собственно, трансформатор. Тип встроенного блока питания определить сложнее, здесь нужно ориентироваться на документацию производителя. Хорошая новость - в большинстве случаев в электронной технике, такой как модемы, коммутаторы, роутеры, компьютеры сейчас используются именно импульсные БП.
Конструктивные элементы, чувствительные к качеству питания.	Только ИБП on-line типа.	Практически все знают, что техника болезненно воспринимает перепады напряжения в сети, или постоянно заниженное (завышенное) напряжение. Однако качество электропитания определяется не только напряжением. Чувствительное телекоммуникационное, аудио-видео, измерительное, медицинское оборудование также негативно реагирует на: нестабильную частоту питания, радиочастотные помехи в сети, гармонические искажения напряжения, наносекундные и микросекундные импульсы напряжения. Все это может не только искажать работу техники, но и сокращать срок ее работы.
	ИБП on-line типа с соответствующей нагрузке мощностью.	Оборудование, имеющее электродвигатели, насосы, компрессоры и прочие конструктивные элементы, которые в момент пуска потребляют большое количество электроэнергии, нельзя подключать к маломощным ИБП. Пусковые токи могут превышать стандартное потребление в 3-7 и более раз.

Как рассчитать мощность ИБП?

Для того, чтобы правильно выбрать бесперебойник, необходимо посчитать общую мощность оборудования, которое вы собираетесь к нему подключить. Значения мощности можно уточнить в технических характеристиках (паспорте или инструкции к технике).

Рассмотрим условный пример.

Мы хотим подключить к ИБП:

• компьютер на 250 Вт,
• монитор LCD на 60 Вт,
• кондиционер на 2000 Вт (cos φ = 0,8).

Здесь есть один момент: даже если мощность всех устройств выражена в одной единице, в данном случае в Вт, подсчитать нужно две мощности: в вольт-амперах и ваттах.

Мощность в вольт-амперах и ваттах - в чем разница?

Мощность, которая выражается в вольт-амперах (ВА, VA) называют полной мощностью . Она показывает реальную нагрузку оборудования, с учетом активной и реактивной.

Мощность, которая выражается в ваттах (Вт, W), называют активной мощностью .

Это две разные величины, и обе нужно учитывать при выборе ИБП нужной вам мощности. Это особенно важно, если вы собираетесь подключать к ИБП реактивную нагрузку, так как в таком оборудовании полная и активная мощность могут серьезно отличаться.

Расчет мощности в вольт-амперах.

Для пересчета активной мощности (в ваттах) в полную мощность в вольт-амперах используем формулу:

где:

• VA - полная мощность,
• W - активная мощность,
• P - коэффициент мощности оборудования.

Если оборудование относится кактивной нагрузке, аэто практически все сетевое, телекоммуникационное оборудование, приборы освещения иобогрева, тоесть техника без индуктивности, без реактивной мощности, атакже компьютерная техника сблоками питания срегулировкой коэффициента мощности (APFC), токоэффициент можно принять равным 1, или лучше снебольшим запасом— 0,95.

Если высобираетесь подключать кИБП лазерный принтер, кондиционер, люминесцентные лампы— оборудование, вкотором есть электродвигатели итому подобное, все, где есть индуктивность иреактивная мощность, атакже компьютеры сблоками питания без APFC, токоэффициент мощности нужно посмотреть впаспорте устройства или нанаклейке назадней стенке. Для такой техники его чаще всего указывают. Обозначается коэффициент мощности как Power Factor (PF) или cos φ .

Втом случае, когда производитель неуказал значение коэффициента мощности, нонагрузка однозначно неявляется полностью активной, можно взять наиболее распространенную величину: 0,7.

Вернемся к нашему примеру.

Блок питания в компьютере без регулировки коэффициента мощности, поэтому берем значение P равным 0,7. По монитору аналогично. Итого получаем полную мощность:

• для компьютера с монитором:(250+60)/0,7 =442 VA,
• для кондиционера: 2000/0,8 =2500 VA,
• Вместе: 2942 VA.

Итак, что же, покупаем бесперебойник на 3000VA? Не торопитесь, не все так просто.

Расчет мощности в ваттах.

Чаще всего встречается самый простой случай - когда мощность в ваттах, ее также называют активной мощностью , уже указана в документации к оборудованию. Если нет, можно пересчитать мощность из вольт-амперов в ватты, используя ту же методику, что и для полной мощности.

Посчитаем мощность нашего оборудования в ваттах:

• компьютер с монитором - 310 Вт,
• кондиционер - 2000 Вт,
• Вместе: 2310 W.

В нашем интернет-магазине, среди ИБП на 3000 VA, к примеру, есть такие:

Как рассчитать необходимую емкость бесперебойника?

Обычно при выборе источника бесперебойного питания у нас есть какие-то определенные требования к времени, на протяжении которого он будет поддерживать работу подключенного к нему оборудования в случае отключения электроэнергии. Многие производители указывают примерный диапазон, например, пишут, что в зависимости от нагрузки, время работы от батарей составит 4-20 минут. Или указывают, что при работе с максимальной нагрузкой это время составит 5 минут.

Но это приблизительно, а нам нужно точно быть уверенным, что купленный нами UPS обеспечит работу от батарей для определенного перечня оборудования. Или же рассчитать, сколько времени будет держать нашу нагрузку какая-то выбранная нами модель ИБП.

Рассчитываем емкость аккумуляторов для известного времени автономной работы

Для расчетов нам понадобится:

• Общая активная мощность (в ваттах), оборудования, которое мы собираемся подключить к ИБП (W).
• Время автономной работы (T).
• Номинальное напряжение батарей.

Используем формулу:

где:

• T - время планируемой автономной работы (ч),
• P - мощность подключенного оборудования (ВТ),
• KPD - КПД источника бесперебойного питания (можно взять примерно 0,85).

И формулу пересчета емкости в Вт*ч в емкость в AH:

Допустим, нам нужно, чтобы компьютер и монитор из приведенного выше примера проработали 2 часа после отключения электроэнергии.

Емкость (Вт*ч) = 2 * 310 / 0,85 = 730 Вт*ч.

Однако емкость батарей принято указывать в ампер-часах. Чтобы пересчитать емкость в ватт-часах в ампер-часы, потребуется указать номинальное напряжение батарей.

Для батарей 12В:

Емкость (А*ч) = 730/12 = = 60,83 ≈ 61Ah.

Для батарей 24В:

730/24 = 30,42 ≈ 30Ah.

Поскольку чаще всего в ИБП используется 1-2 батареи, реже 4, емкостью 7-9AH, то подобрать ИБП стандартной комплектации для таких значений общей емкости нам будет сложно. Лучше всего купить источник бесперебойного питания с возможностью подключения внешних батарей и подбирать емкость по потребностям.

Каталог ИБП с возможностью подключения внешних батарей .

КПД UPS (примерно можно взять 0,85).

Используем формулы:

• V - номинальное напряжение батарей (V),
• AH - емкость одной батареи (AH),
• N - количество батарей.

• E - общая емкость (Вт*ч),
• KPD - КПД источника бесперебойного питания (по умолчанию можно взять 0,85,
• P - потребляемая мощность подключенного оборудования.

Возьмем для примера ИБП PowerCom BNT-800AP USB . Производитель заявляет время автономной работы 5 минут при максимальной загрузке. А сколько смогут проработать наш компьютер с монитором с потребляемой мощностью 310 Вт?

Общая емкость (Вт*ч) ИБП = 12В * 7,2AH * 1 = 86,4 Вт*ч.

Время = 86,4*0,85 / 310 = 0,237 часа ≈ 14 мин.

Заключение

Теперь давайте коротко подведем итоги.

Для того, чтобы выбрать ИБП, необходимо:

• Определить, какой тип UPS вам нужен.
• Рассчитать необходимую полную и активную мощность ИБП, с учетом пусковых токов и небольшим запасом.
• Если нужно поддержание питания в течение какого-то определенного времени - рассчитать, какая емкость ИБП для этого нужна. И в зависимости от рассчитанной емкости покупать обычный бесперебойник или же ИБП и комплект дополнительных батарей к нему.

сайт

Перед покупкой бесперебойника нужно не полениться и посчитать суммарное заявленное производителями электропотребление подключаемой к ИБП техники.

Лазерный принтер и копировальную технику подключать к выходу ИБП не планируй, поскольку при работе они в отдельные моменты потребляют пиковую мощность, превышающую возможности ИБП!
Системный блок компьютера — 450 Вт + монитор 45 Вт + модем 15 Вт = 510 Вт! Не верю! — воскликнешь ты, почти как Архимед в ванной. — Это же не компьютер , а обогреватель! Отчего же в комнате так прохладно?
Несложная лабораторная работа (амперметр переменного тока, включенный в разрыв сетевого кабеля, с поправкой на реактивность) подтвердит, что на практике, мощность, потребляемая системным блоком, даже под полной нагрузкой, в два раза меньше той, что указана на корпусе его импульсного блока питания! В твоём случае — примерно,300 Вт. В магазине выясняется, что полную мощность источников бесперебойного питания производители обозначают в Вольт-Амперах (VA).

Активную мощность БП компьютеров принято обозначать в Ваттах (W). Если мощность в VA умножить на коэффициент 0,6, то получим мощность в W (Ваттах). Pw = Pva х 0,6. И, наоборот, Pva = Pw/0,6.
Мощность ИБП , рассчитанная по этим формулам, должна, как минимум, в 1,2 раза превосходить суммарную мощность нагрузки для надёжной его работы. (В твоём случае 300W / 0,6 х 1,2 = 600VA). Продавец весьма смутно представлял разницу между этими величинами и потому столь же туманно давал рекомендации об их соотношении.
Для тех, кто вообще не дружит с математикой, важно запомнить простое правило: желательно, чтобы числовое значение суммарной мощности ИБП обозначенной в Вольт-Амперах (VA) было в два раза больше суммарной мощности нагрузки, обозначенной в Ваттах (W). (Например: 300W х 2 = 600VA).
Такое соотношение создаст запас мощности, который не только не повредит ИБП и компьютеру, но и продлит жизнь аккумулятора питания, который встроен в ИБП. Для питания домашнего ПК хватит ИБП мощностью 600 — 800 VA.
Также полезно первое включение ИБП в электросеть произвести на время от четырех до шести часов для полной зарядки аккумулятора. Полностью заряженный, в прохладном отсеке он служит пять и более лет. Температура 40 градусов по Цельсию снижает срок службы аккумулятора в несколько раз. Для экспресс оценки ИБП и состояния аккумулятора полезна функция «холодный старт». Если при отключенном сетевом кабеле ИБП способен запустить от встроенного аккумулятора компьютер и дополнительные PCI устройства вместе с монитором, то его мощность рассчитана точно и аккумулятор в хорошем состоянии.
Нужен ли ему ИБП, каждый решает сам. Но в некоторых случаях работа системы без него — просто авантюра. Например: при смене ПО спутникового ресивера в ответственный момент программирования флеш-памяти на мониторе возникает предупреждающая надпись: DO NOT POWER OFF!
И если ресивер в этот момент не питается, как и компьютер, от ИБП, то даже кратковременный сбой сетевого напряжения отправит сначала эту самую флеш в глубокий нокаут, а затем и вас крепким «панчером» хозяина:)!

Стабильность работы компьютеров и многих других устройств - как бытовых, так и тех, что применяются на производстве, - зависит от того, будет ли бесперебойным питание от электросети, к которой подключены девайсы. В случае если электричество подается со сбоями, может возникнуть ситуация, в которой не обойтись без ИБП. В чем заключается предназначение данных девайсов? Исходя из каких критериев следует выбирать источники бесперебойного питания для ПК и других видов техники?

Стоит ли покупать ИБП?

Прежде чем рассматривать то, как выбрать ИБП, полезно определиться, имеет ли смысл в принципе приобретать источник бесперебойного питания. Так, если речь идет о необходимости лишь стабилизировать напряжение в сети, то для этого могут использоваться иные, более доступные по цене устройства — например, специальные сетевые фильтры.

Но если есть потребность в обеспечении функционирования девайса при перебоях с подачей электричества, то без ИБП уже не обойтись. Конечно, если устройство имеет надежный встроенный аккумулятор — необходимость в источнике бесперебойного питания и в этом случае может отсутствовать.

Закупки ИБП — значимая статья расходов на крупных предприятиях. При этом перед менеджерами могут стоять самые разные вопросы: как подобрать оптимальный источник бесперебойного питания, какой аккумулятор выбрать для ИБП для компьютера, промышленного устройства, элемента отопительной инфраструктуры.

Классификация ИБП

В соответствии с распространенным в среде специалистов подходом, ИБП классифицируются на следующие основные типы:

Резервные;

Линейно-интерактивные;

ИБП класса online.

Рассмотрим их особенности подробнее.

Резервные ИБП

Резервные ИБП рассчитаны на применение главным образом в тех случаях, когда устройство, которое питается от электророзетки, необходимо поддерживать в функциональном состоянии при регулярных Данного ИБП достаточно, в частности, для обеспечения работы компьютера — например, если нужно, пока нет электричества, сохранить файл или завершить игру. Многие специалисты советуют пользователям, которые думают над тем, как выбрать ИБП, обращать внимание на особенность многих моделей устройств соответствующего типа: в них отсутствуют стабилизирующие элементы. Это означает, что при переходе компьютера на резервное питание появляется небольшой перерыв в подаче электричества.

Линейно-интерактивные ИБП

Линейно-интерактивные ИБП характеризуются высокой устойчивостью к перепадам напряжения. К которым, в свою очередь, чувствительны резервные устройства. Линейно-интерактивные девайсы имеют ряд особенностей, их также следует учитывать, рассматривая вопрос, как выбрать ИБП. Так, данные устройства могут формировать сетевые помехи, которые попадают в сеть общего пользования. Кроме того, соответствующего типа девайсы характеризуются довольно высокой шумностью, что делает затруднительным их размещение в жилых помещениях. Но, так или иначе, основное их преимущество — устойчивость к перепадам напряжения, делает соответствующие ИБП востребованными.

ИБП класса online

ИБП типа online имеют, как считают специалисты, самую высокую устойчивость к скачкам напряжения. Кроме того, они не создают сетевых помех. Таким образом, у них нет недостатков, характеризующих иные типы ИБП, рассмотренные нами выше. Однако и стоят соответствующие девайсы существенно дороже. Кроме того, следует иметь в виду, что они в ряде случаев уступают резервным и линейно-интерактивным по энергоэффективности.

Существуют и иные критерии классификации рассматриваемых устройств. Во многих случаях вопрос — как выбрать ИБП, следует рассматривать в контексте, прежде всего, оборудования, для которого покупается соответствующее устройство. Так, характеристики ИБП, адаптированного для ПК, могут существенно отличаться от тех, что имеет девайс, предназначенный, к примеру, для подключения к газовому котлу. Дело в том, что данное устройство призвано обеспечивать функционирование соответствующего оборудования как сложного инфраструктурного компонента системы теплоснабжения.

Поэтому ИБП газовых котлов выбрать исходя из этой особенности может быть непросто: в частности, потребуется детальное изучение показателей мощности девайсов, их совместимости с конкретными типами технологической инфраструктуры.

Мощность ИБП как критерий выбора устройства

Таким образом, мощность — один из ключевых критериев выбора источника бесперебойного питания. Измеряется она в вольт-амперах или VA. При необходимости их можно перевести в ватты. Для этого показатель в вольт-амперах нужно умножить на 0,6.

Требуемая величина мощности ИБП зависит от устройства, к которому предполагается его подключить. Например, если стоит вопрос о том, как выбрать ИБП для компьютера, то стоит ориентироваться на источник бесперебойного питания с мощностью не менее 500 вольт-ампер. Устройство, предназначенное для обеспечения функционирования газового котла, должно иметь несопоставимо большую мощность. В свою очередь, если нужен ИБП для холодильника - как выбрать его, конечно, всегда могут подсказать консультанты при приобретении соответствующего типа техники, но покупателю следует иметь ориентиры по параметрам рассматриваемого девайса — то его мощность будет ближе к той, что характеризует все же ИБП для ПК.

Следующий важнейший критерий выбора устройства — длительность его автономной работы при отсутствии электричества.

Длительность автономной работы

Рассматриваемый параметр чаще всего выражается в минутах, иногда — в часах. Если стоит вопрос — как выбрать ИБП для дома, то можно обратить внимание на те решения, что обеспечивают бесперебойную подачу электричества в течение примерно 5-7 минут. Как правило, этого времени достаточно для того, чтобы произвести необходимые операции с компьютером. Однако если рассматривать холодильник, то потребуется, очевидно, существенно более длительная автономная работа устройства. В принципе, отключение холодильника на 5-7 минут не критично, и в этом случае даже ИБП к нему подключать не обязательно. Но если подобные отключения регулярны или же существенно более длительны, то источник бесперебойного питания понадобится, и он должен работать ощутимо дольше указанного времени — например, порядка 20 минут.

Следующий важнейший критерий выбора ИБП — количество устройств, которые можно подключать к соответствующему устройству.

Выбираем ИБП: количество подключаемых устройств

Источники чаще всего оснащаются количеством розеток от 1 до 8. Какой ИБП выбрать, рассматривая устройства с разным количеством розеток?

Ответ здесь не всегда будет очевидным. Дело в том, что эксперты советуют обращать внимание не только на данный показатель, но и на качественные характеристики розеток. Так, в их числе могут быть те, что имеют повышенную защищенность от помех в электрической сети, а могут быть и обычные. Если ИБП выбирается для компьютера, то можно купить устройство, имеющее порядка 4-6 розеток, и при этом среди них необязательно иметь те, что защищены от перепадов. ИБП для более мощных устройств уже может потребовать специальных розеток.

Особенности электрической сети как критерий выбора ИБП

Следующий важнейший критерий выбора ИБП — особенности электросети, функционирующей в здании или помещении, в которых инсталлируются источники бесперебойного питания. Так, в случае если сеть работает без сбоев, то, вероятно, у пользователя не будет необходимости закупать дорогостоящие девайсы, которые обладают соответствующей защищенностью.

Выбор ИБП: нюансы

Рассмотрим ряд нюансов, характеризующих выбор источника бесперебойного питания.

Желательно, чтобы ИБП обеспечивал переключение устройства на питание аккумулятора не более, чем за 10 миллисекунд. Только в этом случае компьютер продолжит полноценно функционировать — например, в режиме запуска игры или редактирования документа. Но стоит отметить, что большинство современных моделей резервных источников бесперебойного питания соответствуют данному критерию.

Правда, если перебои в напряжении будут слишком частыми, то аккумулятор, установленный в ИБП, может испытывать чрезмерную нагрузку. В этом случае довольно скоро пользователю может потребоваться решать другую задачу — как выбрать батарею для ИБП, стоимость которой не всегда бывает доступной. В этом случае может быть целесообразно рассмотреть возможность покупки линейно-интерактивного ИБП. Данные девайсы обычно оснащаются регулятором напряжения, который работает в автоматическом режиме. Соответствующего типа источник бесперебойного питания может, осуществляя перевод устройства, к которому он отключен, на аккумулятор, осуществлять корректировку выходного напряжения если напряжение в сети увеличится или снизится.

В свою очередь, если нужно обеспечить максимально высокую устойчивость системы к появлению проблем в сети, лучше ориентироваться на более дорогостоящие, но в то же время технологичные ИБП типа online.

Выбор ИБП по мощности: нюансы

Выбрать мощность ИБП, оптимальную для обеспечения работы устройства — задача, решение которой также характеризуется рядом нюансов.

Так, эксперты советуют приобретать источники бесперебойного питания, имеющие мощность примерно на 30% выше, чем у девайса, к которому предполагается подключить ИБП. В случае с компьютерами это обусловлено тем, что ПК иногда выходят на мощность существенно более высокую, чем та, что соответствует средней нагрузке на устройство — например, по причине активного использования процессора.

Вполне может оказаться так, что пользователю может потребоваться установить в системный блок компьютера более мощный аппаратный компонент — например, систему охлаждения или видеокарту. Данное обновление аппаратной составляющей может существенно повысить общую мощность системы, подключенной к источнику бесперебойного питания.

Еще один критерий, который следует учитывать, если решается вопрос о том, как выбрать ИБП для компьютера по мощности, это количество дополнительных устройств, которые предполагается задействовать одновременно с ПК в автономном режиме. Так, например, таковым может быть принтер: вполне возможно, что при обесточивании компьютера пользователю потребуется не только сохранить, но и распечатать документ. Если принтер будет работать одновременно с ПК, особенно если речь идет о распечатке большого количества страниц подряд, то общая мощность системы может подскочить на порядок. Здесь-то и пригодится указанный резерв источника бесперебойного питания.

Выбор ИБП по времени автономной работы: нюансы

Как правило, для сохранения документов и даже завершения ключевых операций с программами, пользователю достаточно порядка 5 минут. Поэтому если объективно не стоит задача в проведении работы с файлами, которая требует большого количества времени, то и незачем покупать источники бесперебойного питания, обеспечивающие автономность работы в указанные выше 20 минут и больше. При этом вполне можно выбрать хороший ИБП, пусть и не рассчитанный на долгую автономную работу, по весьма демократичной цене, от брендового производителя.

Выбор ИБП: программное обеспечение

Другой примечательный критерий, в соответствии с которым может выбираться источник бесперебойного питания — оснащенность данного девайса функциональным программным обеспечением. Дело в том, что ситуации, в которых чаще всего у пользователей возникает необходимость в задействовании ИБП, довольно типичны. В случае если устройство, к которому подключается источник бесперебойного питания — ПК, то его срабатывание, как правило, сопровождается необходимостью оперативно сохранять файлы. Многие производители соответствующих девайсов внедряют подобные алгоритмы защиты данных на уровне встроенного ПО.

Преимущества подобных решений может заключаться в том, что файлы сохранятся, в соответствии с программой, даже в том случае, если пользователь по каким-либо причинам не будет находиться за компьютером. Во многих случаях ИБП также оснащаются не только розетками, но и разъемами для подключения периферийных девайсов — например, тех, что питаются от USB-кабеля. Некоторые источники бесперебойного питания адаптированы к защите сетевого оборудования и иных девайсов, функционирующих с использованием технологичных интерфейсов.

Выбор ИБП: средства управления

Еще один важный критерий, на который можно ориентироваться, рассматривая вопрос о том, какой ИБП выбрать — удобство управления девайсом. У пользователя не должно возникать в принципе особых сложностей в приведении устройства в оперативную готовность, а при необходимости — в отключении его, замене аккумулятора, проведении простейшей диагностики. Многие устройства соответствующего типа оснащены довольно информативными встроенными дисплеями, на которых могут отражаться различные параметры работы девайса. Например — уровень напряжения в сети, система.

Кроме того, производители также могут поставлять на рынок и специализированное ПО, которое позволит пользователю получать те же самые данные, а также многие другие — непосредственно на экран ПК. И это будет еще одним аспектом удобства управления девайсом, на который можно обратить внимание при выборе оптимальной модели источника бесперебойного питания.

Выбор ИБП: замена батарей

Важный, как считают многие специалисты, критерий выбора ИБП — наличие возможности поменять в нем аккумуляторы. Бывает так, что у пользователя возникает необходимость оперативной замены батареи. Например, если в сети очень часто наблюдаются скачки напряжения, в то время как устройство может быть не рассчитано на эксплуатацию в таких условиях. Поэтому желательно, чтобы у владельца техники, к которой подключается источник бесперебойного питания, была возможность относительно легко закупить в среднем по ассортименту компьютерном магазине и установить в ИБП новые аккумуляторы.

Выбор ИБП: производители

Итак, как правильно выбрать ИБП, мы теперь знаем. Но многие пользователи принимают решения о покупке соответствующих девайсов, ориентируясь на производителя. К самым популярным брендам, выпускающим источники бесперебойного питания, можно отнести:

Каждый из указанных производителей выпускает конкурентоспособную и востребованную технику - отзывы экспертов и пользователей могут подтверждать это. Основываясь на мнениях, присутствующих на тематических порталах, сложно объективно выявить лучшие и худшие образцы ИБП. Так или иначе, ориентируясь на эти бренды, в большинстве случаев пользователь сможет найти устройство, подходящее как по функциональности, так и по стоимости.

По мере своего развития цивилизация начинает потреблять все больше энергии, в частности, электрической — станки, заводы, электронасосы, фонари на улицах, лампы в квартирах… Появление радио, телевизоров, телефонов, компьютеров дало человечеству возможность ускорить обмен информацией, однако, еще сильнее привязало его к источникам электроэнергии, поскольку теперь, во многих случаях, пропадание электричества равносильно потере канала доставки информационного потока. Наиболее критична такая ситуация для ряда наиболее современных отраслей, в частности, там, где основным инструментом производства являются компьютерные сети.

Давно подсчитано, что через пару-тройку месяцев работы стоимость информации, хранящейся на компьютере, превышает стоимость самого ПК. Уже давно информация стала разновидностью товара — ее создают, оценивают, продают, покупают, накапливают, преобразуют… и порой теряют по самым разнообразным причинам. Разумеется, до половины проблем, связанных с потерей информации, возникает из-за программных или аппаратных сбоев компьютерами. Во всех остальных случаях, как правило, проблемы связаны с некачественным электроснабжением компьютера.

Обеспечение качественного питания компонентов ПК — залог стабильной работы любой компьютерной системы. От формы и качественных характеристик сетевого питания, от удачного выбора компонентов питания порой зависит судьба целых месяцев работы. Исходя из этих соображений, была разработана изложенная ниже методика исследования, призванная в дальнейшем стать основой тестирования качественных характеристик бесперебойных блоков питания.

1. Положения ГОСТ
2. Классификация ИБП (описание, схема)
   • Оффлайновые
   • Линейно-интерактивные
   • Онлайновые
   • Основные типы по мощностям
3. Физика
   • a. Виды мощности, формулы расчета:
     • Мгновенная
     • Активная
     • Реактивная
     • Полная
4. Тестирование:
   • Цель тестирования
   • Общий план проведения
   • Параметры для проверки
5. Оборудование, использованное при тестировании
6. Библиография

Положения ГОСТ

Все, что связано с электрическими сетями, в России регламентируется положениями ГОСТ 13109-97 (принят Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации взамен ГОСТ 13109-87). Нормативы этого документа полностью соответствуют международным стандартам МЭК 861, МЭК 1000-3-2, МЭК 1000-3-3, МЭК 1000-4-1 и публикациям МЭК 1000-2-1, МЭК 1000-2-2 в части уровней электромагнитной совместимости в системах электроснабжения и методов измерения электромагнитных помех.

Стандартными показателями для электросетей в России, установленными ГОСТ, являются следующие характеристики:

• напряжение питания — 220 В±10%
• частота — 50±1 Гц
• коэффициент нелинейных искажений формы напряжения — менее 8% в течение длительного времени и 12% — кратковременно

Оговорены в документе и типичные проблемы электроснабжения. Чаще всего нам приходится сталкиваться со следующими из них:

• Полное пропадание напряжения в сети (отсутствие напряжения в сети на время более 40 секунд из-за нарушений в линиях подачи электроэнергии)
• Проседания (кратковременное снижение напряжения в сети до величины менее 80% от номинального значения на время более 1 периода (1/50 секунды) являются следствием включения мощных нагрузок, внешне проявляется как мерцание ламп освещения) и всплески (кратковременные повышения напряжения в сети на величину более 110 % от номинального на время более 1 периода (1/50 секунды); появляются при отключении большой нагрузки, внешне проявляются как мерцание ламп освещения) напряжения разной продолжительности (характерно для больших городов)
• Высокочастотный шум — радиочастотные помехи электромагнитного или другого происхождения, результат работы мощных высокочастотных устройств, коммуникационных устройств
• Отклонение частоты за пределы допустимых значений
• Высоковольтные выбросы — кратковременные импульсы напряжения величиной до 6000В и длительностью до 10 мс; появляются при грозах, как результат статического электричества, из-за искрения переключателей, внешних проявлений не имеют
• Выбег частоты — изменение частоты на 3 и более Гц от номинального (50 Гц), появляются при нестабильной работе источника электроэнергии, внешне могут и не проявляться.

Все эти факторы могут привести к выходу из строя достаточно «тонкой» электроники, и, как это часто бывает, к потере данных. Впрочем, люди давно научились защищаться: фильтры сетевого напряжения, «гасящие» скачки, дизель-генераторы, обеспечивающие подачу электроэнергии системам при пропадании напряжения в «глобальном масштабе», наконец, источники бесперебойного питания — основной инструмент защиты персональных ПК, серверов, мини-АТС и др. Как раз о последней категории устройств и пойдет речь.
Классификация ИБП

«Разделять» ИБП можно по разным признакам, в частности, по мощности (или сфере применения) и по типу действия (архитектуре/устройству). Оба этих метода тесно связаны друг с другом. По мощности ИБП делятся на

1. Источники бесперебойного питания малой мощности (с полной мощностью 300, 450, 700, 1000, 1500 ВА, до 3000 ВА — включая и on-line)
2. Малой и средней мощности (c полной мощностью 3–5 кВА)
3. Средней мощности (с полной мощностью 5–10 кВА)
4. Большой мощности (с полной мощностью 10–1000 кВА)

Исходя из принципа действия устройств, в литературе в настоящее время используется два типа классификации источников бесперебойного питания. Согласно первому типу, ИБП делятся на две категории: on-line и off-line , которые, в свою очередь, делятся на резервные и линейно-интерактивные .

Согласно второму типу, ИБП делятся на три категории: резервные (off-line или standby), линейно-интерактивные (line-interactive) и ИБП с двойным преобразованием напряжения (on-line).

Мы будем пользоваться вторым типом классификации.

Рассмотрим для начала разницу типов ИБП. Источники резервного типа выполнены по схеме с коммутирующим устройством, которое в нормальном режиме работы обеспечивает подключение нагрузки непосредственно к внешней питающей сети, а в аварийном — переводит ее на питание от аккумуляторных батарей. Достоинством ИБП такого типа можно считать его простоту, недостатком — ненулевое время переключения на питание от аккумуляторов (около 4 мс).

Линейно-интерактивные ИБП выполнены по схеме с коммутирующим устройством, дополненной стабилизатором входного напряжения на основе автотрансформатора с переключаемыми обмотками. Основное преимущество таких устройств — защита нагрузки от повышенного или пониженного напряжения без перехода в аварийный режим. Недостатком таких устройств также является ненулевое (около 4 мс) время переключения на аккумуляторы.

ИБП с двойным преобразованием напряжения отличается тем, что в нем поступающее на вход переменное напряжение сначала преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем — с помощью инвертора — снова в переменное. Аккумуляторная батарея постоянно подключена к выходу выпрямителя и входу инвертора и питает его в аварийном режиме. Таким образом, достигается достаточно высокая стабильность выходного напряжения независимо от колебаний напряжения на входе. Кроме того, эффективно подавляются помехи и возмущения, которыми изобилует питающая сеть.

Практически, ИБП данного класса при подключении к сети переменного тока ведут себя как линейная нагрузка. Плюсом данной конструкции можно считать нулевое время переключения на питание от аккумуляторов, минусом — снижение КПД за счет потерь при двукратном преобразовании напряжения.

Физика

Во всех справочниках по электротехнике различаются четыре вида мощности: мгновенная , активная , реактивная и полная . Мгновенная мощность вычисляется как произведение мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока для произвольно выбранного момента времени, то есть

Так как в цепи с сопротивлением r u=ir, то

Средняя за период мощность P рассматриваемой цепи равна постоянной слагающей мгновенной мощности

Среднюю за период мощность переменного тока называют активной . Единица активной мощности вольт-ампер называется ватт (Вт).

Соответственно и сопротивление r называют активным. Так как U=Ir, то

Обычно именно активную мощность понимают под потребляемой мощностью устройства.

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля. Для синусоидального тока равна произведению действующих тока и напряжения на синус угла сдвига фазы между ними.

Полная мощность — потребляемая нагрузкой суммарная мощность (учитываются как активная, так и реактивная ее составляющие). Вычисляется как произведение среднеквадратичных значений входного тока и напряжения. Единица измерения — ВА (вольт-ампер). Для синусоидального тока равна

Практически на любом электрическом приборе находится этикетка с указанием либо полной мощности устройства, либо активной мощности.
Тестирование

Основная цель тестирования — продемонстрировать поведение тестируемых ИБП в реальных условиях, дать представление о дополнительных характеристиках, которые не находят отражения в общей документации на устройства, на практике определить влияние различных факторов на работу ИБП и, возможно, помочь определиться с выбором того или иного источника бесперебойного питания.

Несмотря на то, что рекомендаций по выбору ИБП в настоящее время существует великое множество, в ходе тестирования мы рассчитываем, во-первых, рассмотреть ряд дополнительных параметров, которыми стоит поинтересоваться перед покупкой оборудования, во-вторых, по необходимости скорректировать набор выбранных методов и параметров тестирования и выработать базу для будущего анализа всего тракта питания систем.

Общий план проведения тестирования выглядит следующим образом:

• Указание класса устройства
• Указание заявленных производителем характеристик
• Описание комплектности поставки (наличие руководства, дополнительных шнуров, ПО)
• Краткое описание внешнего вида ИБП (функции, вынесенные на контрольную панель и перечень разъемов)
• Тип аккумуляторов (с указанием емкости аккумуляторов, обслуживаемые/необслуживаемые, наименование, возможно — взаимозаменяемость, возможность подключения дополнительных аккумуляторных блоков)
• «Энергетическая» составляющая тестов

В процессе тестирования планируется проверить следующие параметры:

• Диапазон входного напряжения, при котором ИБП работает от сети, не переключаясь на аккумуляторы. Больший диапазон входного напряжения уменьшает количество переходов ИБП на батарею и увеличивает срок ее службы
• Время переключения на питание от аккумулятора. Чем меньше время переключения, тем меньше риск выхода из строя нагрузки (устройства, подключенного через ИБП). Длительность и характер процесса переключения во многом определяют возможность нормального продолжения работы оборудования. Для компьютерной нагрузки допустимое время прерывания питания 20-40 мс.
• Осциллограмма переключения на аккумулятор
• Время переключения с аккумулятора на внешнее питание
• Осциллограмма переключения с аккумулятора на внешнее питание
• Время работы в автономном режиме. Этот параметр определяется исключительно емкостью батарей, установленных в ИБП, которая, в свою очередь, увеличивается при росте максимальной выходной мощности ИБП. Для обеспечения автономным питанием двух современных компьютеров SOHO типичной конфигурации в течение 15-20 мин, максимальная выходная мощность ИБП должна быть порядка 600-700 ВА.
• Параметры выходного напряжения при работе от батарей
• Форма импульса в начале разряда аккумулятора
• Форма импульса в конце разряда аккумулятора
• Диапазон выходного напряжения ИБП при изменении входного напряжения. Чем этот диапазон уже, тем меньше влияние изменения входного напряжения на питаемую нагрузку
• Стабилизация выходного напряжения
• Фильтрация выходного напряжения (если она есть)
• Поведение ИБП при перегрузке на выходе
• Поведение ИБП при пропадании нагрузки
• Вычисление КПД ИБП. Определяется как отношение выходной мощности устройства к потребляемой мощности от источника питания
• Коэффициент нелинейных искажений, характеризующий степень отличия формы напряжения или тока от синусоидальной
  • 0% — синусоида
  • 3% — искажения не заметны на глаз
  • 5% — искажения заметны глазом
  • до 21% — трапецеидальная или ступенчатая форма сигнала
  • 43% — сигнал имеет прямоугольную форму

Оборудование

При тестировании мы будем пользоваться не реальными рабочими станциями и серверами, а эквивалентными нагрузками, которые имеют стабильный характер потребления и коэффициент использования мощности, близкий к 1. В качестве основного оборудования, которое будет использоваться при проведении тестирований, в настоящее время рассматривается следующий комплект:

Библиография

1. ГОСТ 721-77 Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения свыше 1000 В
2. ГОСТ 19431-84 Энергетика и электрификация. Термины и определения
3. ГОСТ 21128-83 Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения до 1000 В
4. ГОСТ 30372-95 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения
5. Теоретическая электротехника, изд. 9-е, исправленное, М.-Л., издательство "Энергия", 1965
6. Рекламные материалы компании
7. Интернет-ресурс