Види безперебійників живлення та де застосовують?

Види безперебійників живлення та де застосовують?

Перебої в електропостачанні завжди трапляються несподівано і в самий невідповідний момент. Несподіване відключення електрики може призвести до втрати важливих даних, пошкодження техніки або зупинки виробничих процесів. Особливо критична така ситуація для підприємств, де навіть короткочасна відсутність живлення здатна порушити роботу всієї організації.

У цьому небезпечні як повні відключення електроенергії. Перепади напруги, короткі замикання, електромагнітні перешкоди – всі ці фактори можуть завдати непоправної шкоди дорогому обладнанню. Саме тому джерела безперебійного живлення (ДБЖ) стали невід'ємною частиною сучасної енергетичної інфраструктури. Вартість такого захисту непорівнянна з можливими втратами – наприклад, ігровий комп'ютер вартістю понад 50 000 гривень можна надійно захистити безперебійником за 3000-5000 гривень.

Основні види ДБЖ за принципом роботи

Вибираючи джерело безперебійного живлення, важливо розуміти, що є три основних типи цих пристроїв. У кожного свої особливості роботи, переваги та обмеження. Давайте розберемо їх докладніше.

Резервні (офлайн) ДБЖ

Резервні ДБЖ є найпростішим і доступнішим варіантом захисту обладнання. При нормальній напрузі в мережі живлення подається безпосередньо до підключеного обладнання. Якщо виникають проблеми з електропостачанням, система переключається на роботу від акумулятора. Час такого перемикання може досягати 10 мілісекунд.

Завдяки простій конструкції ці пристрої відрізняються високим ККД – до 95-98%, компактними розмірами та доступною ціною. Однак у них є суттєвий недолік – відсутність стабілізації напруги та мінімальний захист від мережевих перешкод. Такі ДБЖ ідеально підходять для захисту простого обладнання: домашніх комп'ютерів, ігрових приставок, маленьких мережних пристроїв. Час автономної роботи зазвичай становить 5-15 хвилин - цього достатньо для коректного завершення роботи пристроїв, що захищаються.

Лінійно-інтерактивні ДБЖ

Наступний ступінь розвитку систем безперебійного живлення – лінійно-інтерактивні ДБЖ. На відміну від резервних моделей, вони не просто захищають від відключення електрики, а й стабілізують вхідну напругу. Це досягається завдяки вбудованому автотрансформатору, який коригує напругу без перемикання на роботу батарей.

Діапазон автоматичного регулювання напруги таких пристроїв становить ±15-30%. На батареї система переходить лише за значних відхилень параметрів мережі, що суттєво збільшує термін їхньої служби. Час перемикання скорочено до 4-8 мілісекунд. Єдиний істотний недолік - форма вихідного сигналу є ступінчастою синусоїдою.

Основні сфери застосування лінійно-інтерактивних ДБЖ:

• Комп'ютерна техніка середнього класу
• Торговельне обладнання
• Системи відеоспостереження
• Невеликі серверні кімнати

Online ДБЖ з подвійним перетворенням

Online ДБЖ є вершиною еволюції джерел безперебійного живлення. У цих пристроях реалізована технологія подвійного перетворення: вхідна змінна напруга спочатку перетворюється на постійну, а потім знову на змінну. Такий підхід забезпечує ідеальні параметри вихідної напруги, незалежно стану електромережі.

Час перемикання на батареї таких системах дорівнює нулю, оскільки навантаження постійно живиться через інвертор. На виході пристрою формується ідеальна синусоїда із стабілізацією напруги до ±1-2%. Крім того, відбувається коригування частоти, що є особливо важливим для чутливого обладнання.

За такий рівень захисту доводиться платити вищою вартістю, збільшеними габаритами та дещо меншим ККД (85-92%). Однак для критично важливого обладнання ці недоліки повністю компенсуються надійністю роботи. Online ДБЖ незамінні для захисту серверного та телекомунікаційного обладнання, медичної техніки, промислових контролерів та прецизійного обладнання.

Час автономної роботи таких систем варіюється від 10-15 хвилин до кількох годин залежно від ємності акумуляторних батарей. При необхідності його можна збільшити, підключивши додаткові модулі батареї.

Класифікація ДБЖ за потужністю

При виборі джерела живлення важливо правильно розрахувати необхідну потужність пристрою. Недостатня потужність призведе до перевантаження та відключення ДБЖ, а надмірна – до невиправданих витрат. Сучасні виробники пропонують моделі різної потужності, які умовно можна поділити на три категорії.

Пристрої малої потужності до 1 кВА (1000 ВА) призначені для захисту домашньої техніки та невеликих офісів. Такої потужності достатньо підтримки роботи комп'ютера з монітором, маршрутизатора і принтера. Наприклад, для захисту сучасного комп'ютера з монітором (сумарна споживана потужність близько 450-500 Вт) підійде ДБЖ потужністю 800 ВА. При цьому важливо враховувати, що реальна максимальна потужність у ВАТ становить приблизно 60-70% від зазначеної в ВА.

Джерела середньої потужності від 1 до 10 кВА знаходять застосування у малому та середньому бізнесі. ДБЖ потужністю 3 кВА здатний забезпечити безперебійну роботу невеликої серверної стійки або кількох робочих станцій із периферійним обладнанням. Такі пристрої часто встановлюють захисту торговельного устаткування – касових апаратів, терміналів оплати, систем обліку товарів.

Потужні ДБЖ понад 10 кВА застосовуються на великих підприємствах та в дата-центрах. Наприклад, система потужністю 20 кВА може підтримувати роботу цілого серверного залу з кліматичним обладнанням. Для захисту промислових ліній чи великих медичних центрів використовуються системи потужністю 30-40 кВА і вище. Такі пристрої часто об'єднуються в паралельні системи для підвищення надійності та збільшення загальної потужності.

Сфери застосування ДБЖ

Розвиток технологій та збільшення залежності від безперебійного електропостачання призвело до розширення сфер застосування ДБЖ. Розглянемо основні сфери, де ці пристрої стали незамінними.

• У побуті джерела безперебійного живлення захищають комп'ютерну техніку, домашні сервери та системи розумного будинку. Особливо актуальною є установка ДБЖ для заміських будинків, де часто трапляються перебої з електропостачанням. У таких випадках безперебійник потужністю 1-2 кВА здатний підтримувати роботу критично важливих систем: освітлення, охоронної сигналізації та систем відеоспостереження.
• Офіси та підприємства малого бізнесу активно використовують ДБЖ для захисту робочих станцій, серверів та мережевого обладнання. Несподіване відключення електрики може призвести до втрати важливих даних та простою в роботі. Тому встановлення системи безперебійного живлення стає необхідною умовою стабільної роботи сучасного офісу. Для невеликого офісу на 5-7 робочих місць зазвичай достатньо ДБЖ потужністю 3-5 кВА.
• У промисловості вимоги до надійності електропостачання особливо високі. Зупинення виробничої лінії через відключення електрики призводить до серйозних фінансових втрат. На промислових об'єктах встановлюють потужні ДБЖ, часто з можливістю гарячої заміни компонентів. Час автономної роботи таких систем може досягати кількох годин, що дозволяє завершити виробничий цикл або коректно зупинити обладнання.
• Особливе місце посідають медичні установи, де від безперебійної роботи устаткування залежить життя пацієнтів. В операційних, реанімаційних відділеннях та діагностичних кабінетах встановлюють онлайн ДБЖ із подвійним перетворенням. Потужність таких систем розраховується із двократним запасом, а схема підключення часто передбачає резервування за схемою N+1.
• Сучасні дата-центри немислимі без систем безперебійного живлення. Тут застосовуються модульні ДБЖ великої потужності, що працюють паралельно для забезпечення максимальної надійності. Час перемикання на резервне живлення має бути нульовим, а якість вихідної напруги ідеальним. Типова потужність ДБЖ для середнього дата-центру становить 100-200 кВА, при цьому система може масштабуватися за необхідності збільшення потужності.

Критерії вибору ДБЖ

Вибір джерела безперебійного живлення – відповідальне завдання, від правильного вирішення якого залежить надійність роботи всього обладнання, що захищається. При доборі ДБЖ слід враховувати кілька ключових параметрів, які визначать ефективність роботи в конкретних умовах.

Першорядне значення має правильний розрахунок потужності навантаження, що підключається. Для цього необхідно підсумувати потужність всіх пристроїв, які планується підключити до ДБЖ. При цьому важливо враховувати не номінальну, а реальну потужність, що споживається. Наприклад, лазерний принтер може споживати до 800 Вт на момент друку, хоча в режимі очікування його споживання не перевищує 10 Вт. Рекомендується вибирати ДБЖ із запасом потужності 20-30% для врахування можливого підключення додаткового обладнання.

Час автономної роботи – другий важливий параметр під час вибору ДБЖ. Воно залежить від ємності акумуляторних батарей та потужності підключеного навантаження. Для комп'ютерної техніки зазвичай достатньо 10-15 хвилин автономної роботи – цього вистачить для коректного завершення всіх процесів. А ось для серверного обладнання може знадобитися автономна робота протягом години і більше. У таких випадках використовують додаткові батарейні модулі, які значно збільшують час роботи від акумуляторів.

Якість вихідної напруги особливо важлива для чутливого обладнання. Сучасні ДБЖ можуть забезпечувати різну форму вихідного сигналу: від ступінчастої синусоїди в бюджетних моделях до ідеальної синусоїди онлайн ДБЖ. Для простої офісної техніки підійде апроксимована синусоїда, а ось для медичного обладнання або серверів необхідна чиста синусоїда з мінімальними спотвореннями.

Можливість масштабування системи стає актуальною при захисті бізнесу, що росте. Модульні ДБЖ дозволяють нарощувати потужність шляхом додавання силових модулів. Наприклад, розпочавши із системи 10 кВА, можна поступово збільшити її потужність до 30-40 кВА без заміни всього пристрою. Такий підхід забезпечує суттєву економію коштів у довгостроковій перспективі.