Avr в ИБП что это?

50 или 60 (выбор)

Настройка частоты (режим работы от батарей)

Форма выходного сигнала

Режим работы от сети

110% -0/+8% выключение через 3 мин;
150% -0/+10% выключение через 10 циклов

Режим работы от батарей

110% +/-6% выключение через 30 сек;
150% -0/+10% выключение через 5 циклов

2-4 мс стандартное;
6 мс макс;
13 мс макс – для режима «Генератор»

Время автономной работы (100% нагрузки)

5 минут (минимум)

3 часа (до 90%, после полной разрядки)

Режим работы от сети

Горит зелёный светодиод

Режим работы от батарей

Светодиод вспыхивает каждые 4 сек.

Уровень нагрузки/уровень заряда батарей

0-25%: горит 4 светодиод

26-50%: горят З и 4 светодиоды

51-75%: горят 2, З и 4 светодиоды

76-100%: горят все 4 светодиода

Отказ платы управления

Горит аварийный светодиод

Низкий заряд батареи

Индикатор батареи загорается каждую секунду

Режим работы от батарей

Индикатор батареи загорается каждые 4 секунды

Низкий заряд батареи

Непрерывный продолжительный сигнал

Габаритные размеры, мм

Дополнительный комплект батарей

0 – +40°С
при влажности 0–90% (без конденсата)

Windows, Linux, Mac

Аварийное отключение питания (АОП)

Технические решения

Серьёзность намерений подчеркивается не только дизайном. Модульная структура Smart Winner 2000 предусматривает оперативное подключение дополнительных аккумуляторных батарей. Сами блоки ИБП можно располагать как вертикально, так и горизонтально, но, судя по отсутствию ножек, идеальное месторасположение – в стойке на 19 дюймов. Все элементы управления встроены в головной модуль.

«IPPON Smart Winner – линейно-интерактивный источник бесперебойного питания с синусоидальной формой выходного напряжения. Обеспечивает стабилизированное питание для компьютерной техники (ПК, сервера, сетевого оборудования) и другого чувствительного к качеству электропитания оборудования».

Оснащённость нашего дома бытовыми электроприборами растёт год от года: сначала кофеварка, микроволновка, солидный кухонный комбайн, ресивер домашнего театра с потреблением 400–700 Вт, к нему активный савбуфер ватт этак на 200, потом мощная стиральная машина, вместительный холодильник с отдельной морозилкой, кондиционер со сплит-системой… Розеток не хватает! У соседей, как правило, наблюдается аналогичная картина. И вот когда «за стенкой» или наверху стартует киловаттный сплит, дома напряжение падает до 170 В, а то и ниже. Какой блок питания такое выдержит? Хоть с сетевым фильтром, хоть без… А вся цифровая техника очень не любит скачки питания. Недаром настоящие аудиофилы запитывают свою аппаратуру от отдельных трансформаторов.

ИБП бывают нескольких типов. Линейный (on-linear UPS), он же с двойным преобразованием энергии, имеет более низкий к.п.д. и, в общем случае, меньшее время наработки на отказ (MTBF). Аккумуляторная батарея постоянно подзаряжается, а выпрямитель и инвертор функционируют независимо от того, нормальное напряжение в сети или нет. Зато переход из одного режима в другой (с сети на батарею) и обратно происходит практически мгновенно. К тому же обеспечивается дополнительная фильтрация выходного сигнала инвертором. Высокая эффективность, достаточная надёжность, компактность, небольшая цена – вот неоспоримые преимущества. ИБП данного типа оправдывают себя при нагрузке от 0,5 до 5 кВА и рекомендуются для обеспечения резервного питания малых предприятий (серверы отделов, сетевые устройства и т.п.). Относительно новый тип – интерактивные ИБП – является разновидностью линейных UPS.

IPPON Smart Winner 750 и Smart Winner 2000 относятся к линейно-интерактивным ИБП со стабилизатором. Последний элемент немаловажен, так как обеспечивает автоматическую подстройку выходного напряжения при сильных колебаниях входного.

О технических решениях, применяемых в линейно-интерактивных ИБП IPPON, было рассказано ранее. Сейчас бегло коснёмся отличий, реализованных в моделях Smart Winner. Глядя на фото, становится ясно, что у Smart Winner иная, более профессиональная концепция.

«Розеточный» блок для подключения потребляющих устройств можно зафиксировать в нише на задней стенке батарейного модуля. К батарейному модулю можно подключить следующий и т.д., тем самым увеличив время автономной работы ИБП.

Как рассчитать потребляемую мощность

Нагрузка различается по типу – чисто активная (например, нагреватели, утюги и т.д.) и реактивная (электродвигатели, радиоэлектронные устройства и т.п.). Следует различать полную мощность, измеряемую в вольт-амперах, и активную мощность, оцениваемую в ваттах. Часто на электроприборах указывается только активная потребляемая мощность. Например, если на электродрели написано 600 Вт, то следует внести поправку, разделив на коэффициент 0,6-0,7 (получится выше 1000 ВА). Более того, рекомендуется выбирать стабилизатор с 20% запасом от суммарной потребляемой мощности нагрузки.

Для измерительных приборов и цифровой аудиоаппаратуры точность питаемого напряжения должна быть в пределах 3%, для остальной бытовой техники – 7%. Как известно, энергетики обязуются поставлять 220 В +/- 10%. Однако в ночные часы напряжение иногда поднимается выше 242 В, а в пиковые дневные нередко падает ниже 200 В. И это не считая быстрых скачков и локальных во времени провалов!

Smart Winner 750 внешне мало отличается от старшего собрата – такой же дизайн, такое же управление. Однако сходство обманчиво. И дело вовсе не в четырёх встроенных розетках вместо шести с удлинителем. Помимо меньшей мощности, 750-й явно ориентирован на сугубо домашнее применение или применение в малых офисах.

Кстати, в прилагаемой инструкции подробно написано, как заменить аккумуляторную батарею у Smart Winner.

Измерения

Понижение входного напряжения

При понижении напряжения до 205 В и тот и другой тестируемый ИБП переходят в режим, называемый «AVR mode» (стабилизация). Выходное напряжение при этом составляет 210 В. При дальнейшем снижении напряжения до 185 В ИБП переходит в режим работы от батарей. Выходное напряжение при этом будет в точности равно выставленному в настройках ИБП, например, 230 В. Ну а при понижении напряжения с уровня >245 В тестируемый ИБП переходит в режим работы от сети на отметке 235 В.

Повышение входного напряжения

На этапе возвращения напряжения «из ямы» в норму на отметке примерно 195 В тестируемый ИБП переходит в режим «AVR mode», а при входном напряжении 215 В возвращается в режим работы от сети. При дальнейшем повышении питающего напряжения в обоих моделях на рубеже 245 В включается режим «AVR mode», обеспечивая примерно заданное напряжение (в частности, 230 В) на выходе.

Результаты измерений сведены в итоговую таблицу.

Некоторые особенности использования АВР при построении систем гарантированного электроснабжения

При проектировании систем гарантированного электроснабжения (СГЭ), предназначенных для обеспечения работы электроприемников первой категории и особой группы первой категории надежности, возникает задача выбора типа устройства автоматического ввода резерва (АВР).

Рассмотрим основные требования, предъявляемые к этим устройствам при построении СГЭ.

1. Как известно (гл.1.2 ПУЭ), электроприемники первой категории надежности должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания , а для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого источника.

2. В обоих случаях в качестве одного из резервирующих источников питания может использоваться автоматизированная дизель-электрическая электростанция, что требуется учитывать при выборе конкретной схемы АВР.

3. При использовании АВР должны быть приняты меры, исключающие возможность замыкания между собой двух независимых источников питания друг на друга, причем в дополнение к требованиям ПУЭ службы энергонадзора, как правило, требуют наличия не только электрической, но и механической блокировки коммутирующих элементов.

4. Максимальное время переключения резерва зависит от характеристик потребителей электроэнергии, но при наличии в системе источников бесперебойного питания (ИБП) не имеет определяющего значения. Для исключения ложных срабатываний при переключениях АВР на стороне высокого напряжения должна быть предусмотрена возможность регулировки задержки переключения при неисправностях одной из сетей.

5. Важное значение имеет наличие регулировки порогов срабатывания АВР в диапазоне контролируемого напряжения для каждого ввода. Так, например, в случае подключения к выходу АВР ИБП согласование между собой диапазонов входных напряжений обоих устройств позволяет обеспечить своевременное переключение на резервную сеть при отклонении напряжений основной питающей сети за заданные значения и тем самым исключить длительную работу ИБП на батареях при исправной резервной сети.

6. Желательно наличие индикации состояния и возможности ручного управления АВР.

Попытаемся кратко проанализировать преимущества и недостатки различных типов АВР с позиций перечисленных требований.

Тиристорные (электронные) АВР

Аппараты этого типа имеют минимально возможное время переключения при синфазных сетях (не более 3мс), а при несинфазных сетях могут обеспечивать включение резервного ввода в момент перехода его входного напряжения через нуль (с целью ограничения возможных бросков тока при коммутации). Отсутствие в схеме механических элементов позволяет получить высокую надежность электронных АВР.

В то же время при больших токах нагрузки тепловыделение тиристорных АВР может достигать нескольких киловатт (потребуются принудительная вентиляция или кондиционирование помещения электрощитовой), а блокировка от возможных замыканий двух входов между собой может быть только электронной.

Кроме того, стоимость тиристорных АВР примерно в два раза выше, чем стоимость электромеханических аппаратов той же мощности.

Электромеханические АВР на контакторах

Эти устройства наиболее распространены и имеют достаточно высокое быстродействие среди электромеханических аппаратов (десятки — сотни миллисекунд), уступая только тиристорным. При двухвходовой схеме АВР существует возможность ввести в дополнение к электрической механическую блокировку контакторов.

Электромеханические АВР на автоматических выключателях с электроприводом

Такие АВР несколько уступают предыдущим по быстродействию и также позволяют осуществить механическую и электрическую блокировки при двухвходовой схеме.

К недостаткам можно отнести более сложную схему и более высокую стоимость этих устройств.

Электромеханические АВР на управляемых переключателях с электроприводом

Характеризуются наибольшим временем переключения, по сравнению с предыдущими типами аппаратов (до 2,5с). К достоинством этих АВР можно отнести конструктивную невозможность замыкания между собой двух входов, а также наличие ручного управления, которое выполняется независимо от напряжения на сетевых вводах.

Стоимость АВР на управляемых переключателях при мощностях более 100кВА значительно ниже, чем стоимость аппаратов на контакторах и автоматических выключателях.

У всех рассмотренных типов АВР при необходимости могут быть реализованы функции контроля верхнего и нижнего уровня напряжений, введены элементы регулировки задержек и схемы управления работой ДЭС.

Резюмируя все выше сказанное, можно сделать следующие выводы:

Для СГЭ, имеющей два независимых ввода электроснабжения

Целесообразно использовать АВР электромеханического типа, которые могут быть выполнены на контакторах, управляемых автоматических выключателях или управляемых переключателях с электроприводом.
Схема АВР должна предусматривать регулировки задержек переключения, порогов срабатывания во всем диапазоне входных напряжений.
Желательно наличие механической блокировки, исключающей возможность замыкания двух входов друг на друга.
При использовании в качестве резервного источника дизель-электрической станции схема АВР должна содержать необходимые элементы для управления ее работой (автоматический пуск и останов ДЭС, возможность регулировки различных временных параметров, в том числе задержки обратного переключения на сеть, времени работы ДЭС на холостом ходу для охлаждения и т.п.).

Для СГЭ, имеющей три независимых ввода электроснабжения

Трехвходовая схема может быть реализована путем последовательного соединения двух двухвходовых АВР, при этом каждый из этих аппаратов должен быть выполнен с учетом требований, указанных выше.
АВР на контакторах и управляемых автоматических выключателях могут быть реализованы как трехвходовые (что уменьшит суммарную стоимость оборудования на 20-30% за счет меньшего числа коммутирующих элементов), однако при этом невозможно обеспечить полноценную механическую блокировку между тремя входами.

Остановимся на некоторых практических рекомендациях, которые подтверждены в различных проектах, реализованных специалистами холдинга «Электросистемы».

1. СГЭ мощностью до 100кВА, имеющая в своем составе ИБП и работающая от двух сетевых входов.

В этом случае могут быть предложены автоматические коммутаторы серии АК фирмы «ППФ БИП-сервис», представляющие собой АВР контакторного типа.

Эти аппараты имеют:

механическую и электронную блокировку контакторов;
автоматические выключатели на каждом входе, обеспечивающие защиту сетей от перегрузок и коротких замыканий нагрузки;
регулировку диапазона контролируемых напряжений;
контроль правильности чередования фаз;
возможность установки приоритета любого из входов;
индикацию режима работы и состояния входов;
регулировку задержки времени переключения.

Такой перечень функциональных возможностей позволяет успешно применять коммутаторы серии АК в системах, содержащих ИБП.

2. СГЭ мощностью более 100кВА, имеющая в своем составе ИБП и работающая от двух сетевых входов.

Для таких систем более целесообразно использовать автоматические коммутаторы серии АКП фирмы «ППФ БИП-сервис», которые представляют собой АВР на управляемых переключателях с электроприводом.

Эти аппараты имеют все перечисленные выше особенности, но кроме того, как указывалось выше, позволяют управлять переключением входов вручную при любом напряжении или его отсутствии. Переключатели оснащены механическими замками, позволяющими заблокировать их в любом из возможных состояний, что может быть в некоторых случаях важно для потребителя.

3. СГЭ, работающая от одного сетевого ввода и имеющая в качестве резервного питания ДЭС.

Для такой конфигурации может быть применена панель переключения нагрузки типа TI, также представляющая собой АВР контакторного типа, но имеющая в своем составе все необходимые элементы для управления автоматизированной ДЭС. Изделия этого типа, как правило, рекомендуются фирмами — изготовителями дизель-генераторов, в частности, фирмой F.G.Wilson.

4. СГЭ, имеющая в своем составе ИБП и работающая от двух сетевых входов и резервной ДЭС.

Здесь могут быть предложены следующие варианты построения АВР:

СГЭ, реализованная по первому варианту (рис.1), по существу, является комбинацией двух рассмотренных выше схем для двух сетевых вводов и для сетевого ввода и ДЭС.

Очевидно, однако, что эта схема обладает некоторой избыточностью (например, для коммутаторов типа АК необходимо четыре контактора), поэтому схемы трехвходовых АВР могут быть экономически более привлекательны.

В то же время следует повторно отметить то обстоятельство, что для трехвходовой контакторной схемы невозможна полноценная механическая блокировка всех входов между собой, что определяется конструктивными особенностями контакторов. В связи с этим в трехвходовых контакторных АВР целесообразно установить электрическую и механическую блокировку между ДГ и каждым из сетевых вводов, а между сетевыми вводами предусмотреть только электрическую блокировку. Именно по такому принципу выполнены трехвходовые коммутаторы серии АК (см. рис.2).

Схема трехвходового коммутатора серии АКП (рис.3), как отмечалось ранее, исключает возможность замыкания входов между собой за счет конструкции переключателей и одновременно дешевле, чем два отдельных каскадно соединенных АВР.

В настоящей статье рассмотрены лишь некоторые частные вопросы, которые могут возникать при создании оптимальной структуры СГЭ.

Более подробно ознакомиться с характеристиками щитового оборудования, в том числе упомянутых автоматических коммутаторов серий АК и АКП, а также тиристорных коммутаторов серии АКТ, можно на сайте www.bip.serviсe.ru.

Материал подготовил Феоктистов С.Г.,
начальник отдела проектирования
ТХ «Электросистемы»

Что такое AVR в ибп?

Automatic Voltage Regulator (AVR) – англ. Автоматический регулятор напряжения – электронное устройство на основе автотрансформатора с переключаемыми обмотками (см. рисунки). … 1) AVR в применении к ИБП – ступенчатый регулятор напряжения (см.

Что такое инвертор в ибп?

Инвертор представляет собой преобразователь напряжения постоянного тока 12В в переменное напряжение 220В. … По своей сути, предлагаемая нашей компанией система инвертор плюс АКБ это тот же источник бесперебойного питания (ИБП, UPS).

Что делает ибп?

Назначение ИБП – обеспечение корректной работы нагрузки при резких «провалах» или «всплесках» напряжения, а также обеспечение кратковременной автономной работы подключенного оборудования при полном отключении электроэнергии.

Как расшифровывается ибп?

УПС — в компьютерном жаргоне источник бесперебойного питания, калька с английской аббревиатуры англ. UPS — Uninterruptible Power Supply.

Что такое линейно интерактивный ибп?

Линейно-интерактивные (line interactive) – это тип ИБП, который способен регулировать выходное напряжение при понижении или повышении напряжения на входе в широком диапазоне – без переключения работу от аккумуляторов.

Чем отличается ибп от инвертора?

Инверторы имеют высокие токи, что позволяет корректно и быстро зарядить даже большие аккумуляторные банки. Мощность зарядного устройства ИБП как правило меньше и время на заряд аккумуляторов большой емкости может уйти более 10 часов.

Сколько времени может работать ибп?

Сколько работает ИБП в автономном режиме

Идеальным считается время около пяти минут. Обычному пользователю вполне хватит этого времени для того, чтобы сохранить документы и выключить компьютер. Существуют UPS-устройства, которые способны поддерживать время работы до двадцати минут.

Можно ли обойтись без ибп для компьютера?

В том случае, если Вы работаете с особо ценной, ежесекундно обновляемой информацией (тем более, если Ваш компьютер — сервер локальной сети, содержащий всевозможные базы данных), а в Вашей системе энергоснабжения довольно часто бывают перебои, то без UPS Вам никак нельзя.

Нужно ли покупать ибп?

Причины для покупки ИБП

Прибор не нужен, если на ПК периодически создается резервная копия информации, или сеть работает стабильно, а вероятность скачков напряжения минимальная. Рекомендуется покупка ИБП, если скачки напряжения или отключения электроэнергии происходят постоянно.

Как работает блок бесперебойного питания?

Так называемые резервные ИБП являются самыми простыми и доступными. Принцип работы бесперебойника данного типа крайне прост: электропитание нагрузки осуществляется через сеть, если там имеется напряжение, в противном случае происходит переключение питания от АКБ. Зарядка АКБ осуществляется вовремя работы ИБП.

Что такое бесперебойник для компьютера?

Таким образом, бесперебойник для компьютера – это важное защитное приспособление, которое не позволит нестабильной сети каким-либо образом повлиять на работу и исправность Вашей системы. Высокой популярности данной категории ИБП также способствует доступная цена.

Что означает Аппроксимированная синусоида?

Понятие «аппроксимированная синусоида» обозначает форму выходного сигнала ИБП, условно приближенную к синусоидальной форме. … Форма сигнала аппроксимированной синусоиды может быть трапецеидальной или ступенчатой. Аппроксимированным считается сигнал, отличающийся по форме от синусоиды более чем на 8%.

Что такое резервный ибп?

Источник бесперебойного питания резервного типа (Off-Line) – это устройство с автоматическим коммутатором в схеме, которое при работе в нормальном режиме обеспечивает подключение нагрузки непосредственно к внешней питающей электросети, а в автономном – переводит ее на питание от аккумуляторных батарей.

Чем линейно интерактивный отличается от резервного?

Основным отличием ИБП интерактивного типа от ИБП резервного типа является наличие дополнительного встроенного стабилизатора напряжения. … Если напряжение в электрической сети есть, но оно ниже номинального или выше номинального, то ИБП интерактивного типа работает как стабилизатор напряжения.

Какие бывают источники бесперебойного питания?

Итак, три основных вида ИБП:

Back UPS. Другие равнозначные названия – Off-line UPS, Standby UPS, ИБП резервного типа. …
Smart UPS. Другие названия – Line-Interactive, ИБП интерактивного типа. …
Online UPS. Другие названия – онлайн, источник бесперебойного питания с двойным преобразованием, инверторный.

Что такое ибп он лайн?

OnLine (онлайн) ИБП — это источник бесперебойного питания, использующий принцип двойного преобразования электрической энергии. Сначала переменное напряжение из сети 220В преобразуется в постоянное, а затем из постоянного формируется стабильное по напряжению и форме выходное переменное напряжение 220В 50 Гц.

АВР и все, все, все: автоматический ввод резерва в дата-центре

В прошлом посте про PDU мы говорили, что в некоторых стойках установлен АВР — автоматический ввод резерва. Но на самом деле в ЦОДе АВР ставят не только в стойке, но и на всем пути электричества. В разных местах они решают разные задачи:

в главных распределительных щитах (ГРЩ) АВР переключает нагрузку между вводом от города и резервным питанием от дизель-генераторных установок (ДГУ);
в источниках бесперебойного питания (ИБП) АВР переключает нагрузку с основного ввода на байпас (об этом чуть ниже);
в стойках АВР переключает нагрузку с одного ввода на другой в случае возникновения проблем с одним из вводов.

АВР в стандартной схеме энергоснабжения дата-центров DataLine.

О том, какие АВР и где используются, и поговорим сегодня.

Основных типа АВР два: ATS (automatic transfer switch) и STS (static transfer switch). Они отличаются принципами работы и элементной базой и используются для разных задач. Если вкратце, то STS — это более «умный» ATS. Он быстрее переключает нагрузку и чаще используется для больших нагрузок/токов. Он более гибок в настройке, зато «с капризами» к сети: может отказаться работать, если 2 ввода питаются от разных источников, например: от трансформатора и ДГУ.

АВР в ГРЩ

Главный АВР дата-центра двадцать лет назад выглядел как сложная система контакторов и реле.

АВР образца начала 2000-х.

Сейчас АВР — это компактное многофункциональное устройство.

Система АВР в ГРЩ управляет вводными автоматами и дает команды на запуск и остановку ДГУ. При нагрузке более 2 МВт на уровне ГРЩ нецелесообразно гнаться за скоростью. Даже если переключится быстро, то пройдет время, пока запустится ДГУ. В этой системе используются более «медленные» ATS и выставляются задержки (уставки). Работает это так: когда питание дата-центра от трансформаторов пропадает, АВР командует устройствам: «Трансформатор, выключись. Теперь ждем 10 секунд (уставка), ДГУ, включись, ждем еще 10 секунд».

АВР в ИБП

На примере ИБП посмотрим, как работает второй тип АВР — STS или static transfer switch.

В ИБП переменный ток преобразуется в постоянный на выпрямителе. Затем на инверторе он превращается обратно в переменный ток, но уже со стабильными параметрами. Это устраняет помехи и повышает качество энергии. При отключении основного источника питания ИБП переключается на аккумуляторные батареи и питает дата-центр, пока в работу включаются ДГУ.

Но что, если из строя выйдет какой-то из элементов: выпрямитель, инвертор или аккумуляторные батареи? На этот случай в каждом ИБП есть механизм обходного пути, или байпас. С ним устройство продолжает работу в обход основных элементов, сразу от входного напряжения. Также байпасом пользуются, когда нужно выключить ИБП и вывести его в ремонт.

STS в ИБП нужен, чтобы безопасно перейти на байпасный ввод. Если коротко, то STS контролирует параметры сети на входе и на выходе, дожидается, когда они совпадут, и переключается в безопасных условиях.

АВР в стойке

Итак, к стойке подведены два ввода электропитания. Если у вашего оборудования два блока питания, вы спокойно подключаете его к разным PDU, и пропадание одного ввода вам не страшно. А если у вашего сервера один блок питания?
В стойке АВР используют, чтобы профит от двух вводов не пропал даром. При проблемах с одним из вводов АВР переключает нагрузку на другой ввод.

Дисклеймер: Если можете, избегайте оборудования с одним блоком питания, чтобы не создавать точку отказа в системе. Дальше мы покажем, в чем недостатки такой схемы подключения.

Задача АВР в стойке — переключить оборудование на рабочий ввод так быстро, чтобы в его работе не было перерыва. Нужную для этого скорость нашли опытным путем: не больше 20 мс. Посмотрим, как это обнаружили.

Сбои в работе серверного оборудования происходят из-за провалов напряжения (из-за работ на подстанциях, подключения мощных нагрузок или аварий). Чтобы проиллюстрировать, как оборудование выдерживает разную амплитуду и длительность перепадов напряжения, разработали кривые безопасной работы электрооборудования CBEMA (Computer and Business Equipment Manufacturers Association). Сейчас они известны как кривые ITIC (Information Technology Industry Council), их варианты включены в стандарты IEEE 446 ANSI (это аналог наших ГОСТов).

Сверимся с графиком. Наша задача, чтобы устройства работали в «зеленой зоне». На кривой ITIC мы видим, что оборудование готово «терпеть» провал максимум 20 мс. Поэтому мы ориентируемся, чтобы АВР в стойке отрабатывал за 20 мс, а лучше — еще быстрее.

Источник: meandr.ru.

Устройство АВР. Типовой АВР (ATS) в стойке нашего ЦОДа занимает 1 юнит и выдерживает нагрузку 16 А.

На дисплее видим, от какого ввода питается АВР, сколько подключенные устройства потребляют в амперах. Отдельной кнопкой выбираем, отдать приоритет первому или второму вводу. Справа — порты для подключения к АВР:

Ethernet port — подключить мониторинг;
Serial port — зайти через ноутбук и посмотреть в логах, что происходит;
USB — вставить флешку и обновить прошивку.

Порты взаимозаменяемые: можно выполнить все эти операции, если есть доступ хотя бы к одному из них.

На тыльной стороне — вилки для подключения основного и резервного вводов и розеточная группа для подключения ИТ-оборудования.

Подробные характеристики АВР мы смотрим через веб-интерфейс. Там настраивается чувствительность переключения и видны логи.

Веб-интерфейс АВР.

Установка и подключение АВР. Устанавливать АВР по высоте лучше в середину стойки. Если мы заранее не знаем комплектацию стойки, то так оборудование с одним блоком питания сможет дотянуться проводами и с нижней, и с верхней части.

А вот дальше есть нюансы: глубина стандартной стойки гораздо больше, чем глубина АВР. Мы рекомендуем установить его как можно ближе к холодному коридору по двум причинам:

Где-то там, в глубине, мигает АВР — до порта уже не дотянуться.

Холодоснабжение. АВР рекомендуют использовать при температуре не более 45°С. При этом у него нет своих вентиляторов для охлаждения, это просто металлическое устройство с электронной начинкой. Поддерживают нужную температуру двумя способами:

потоками воздуха, которые дуют на него извне;
крепежами, которые уводят лишнее тепло.

Если установить АВР со стороны горячего коридора и вдобавок зажать его пирогом из серверов, то мы получим печку. В лучшем случае у АВР сгорят мозги и он потеряет связь с внешним миром, в худшем — начнет хаотично переключать нагрузку или бросит ее.

АВР парится лицом к горячему коридору.

Был случай. Инженер на обходе услышал нехарактерные щелчки.
В недрах горячего коридора под грудой серверов обнаружился АВР, который постоянно переключался с основного ввода на резервный.

АВР заменили. Логи показали, что целую неделю он переключался каждую секунду — итого более полумиллиона коммутаций. Вот как это было

Какие еще АВР бывают в стойке

Вводный ATS для стойки. В нашем ЦОДе такой АВР выступает единственным источником распределения питания в стойке: работает как АВР+PDU. Занимает несколько юнитов, выдерживает нагрузку 32 А, подключается промышленными разъемами и может питать до 6 КВт оборудования. Использовать его можно, когда нет возможности смонтировать стандартные PDU, а одноблочное оборудование в стойке не обслуживает критичные нагрузки.

Cтоечный STS. STS в стойке используется для оборудования, чувствительного к перепадам напряжения. Этот АВР переключается быстрее, чем ATS.

Этот конкретный STS занимает 6 юнитов и у него немного «винтажный» интерфейс.

Мини-АВР. Бывают и такие малышки, но у нас в ЦОДе такого не водится. Это мини-АВР для одного сервера.

Этот АВР подключается прямо в блок питания сервера.

Как мы ищем идеальный АВР

Мы тестируем много разных АВР и проверяем, как они ведут себя в условиях высоких температур.

Вот как издеваемся над АВР, чтобы это проверить:

подключаем к нему регистратор качества сети, сервер и еще несколько устройств для нагрузки;
изолируем стойку заглушками или пленкой, чтобы достичь высокой температуры;
нагреваем до 50°С;
поочередно отключаем вводы по 20 раз;
смотрим, не было ли провалов питания, как себя чувствует сервер;
если АВР проходит тест — нагреваем до 70°С.

Фото тепловизором с одного из испытаний.

Анализатор сети фиксирует напряжение с течением времени. На записи видим, сколько длилось переключение: на этот момент синусоида прервалась

Кстати, берем АВР на тест: проверим ваше устройство на прочность и расскажем, что получилось 😉

АВР в стойке: скрытая угроза

Главная проблема с АВР в стойке в том, что он умеет только переключать нагрузку с основного на резервный ввод, но не защищает от короткого замыкания или перегрузки. Если на блоке питания происходит короткое замыкание, то по защите сработает автоматический выключатель уровнем выше: на PDU или в распределительном щите. В результате один ввод отключается, АВР это понимает и переключается на второй ввод. Если короткое замыкание еще остается, сработает автоматический выключатель второго ввода. В итоге из-за проблемы на одном оборудовании может обесточиться вся стойка.

Так что еще раз повторю: тысячу раз подумайте, прежде чем устанавливать АВР в стойку и использовать оборудование с одним блоком питания.

Источники бесперебойного питания – разновидности и принципы

В статье рассмотрены виды ИБП, принципы работы ИБП, а также приведены реальные осциллограммы напряжений на выходе.

Для начала – немного общей терминологии. Источники бесперебойного питания (сокращенно – ИБП) у нас так же называют UPS, от английского сокращения Uninterruptable Power Supply (беспрерывный источник питания). Поэтому говорят и УПС (UPS) и ИБП, кому как удобнее. Я в статье буду называть и так, и эдак.

Зачем нужен UPS (ИБП)

Принцип работы ИБП раскрывается в названии – это такой источник, на выходе которого напряжение есть всегда. Но мы здесь собрались технари-реалисты, и понимаем, что ничего вечного нет, поэтому ниже разберемся в принципе действия.

ИБП в основном используются там, где пропадание электропитания может вызвать негативные последствия. Например, питание компьютеров и серверов, питание устройств связи и распределения сигналов (роутеры), питание устройств, автоматическая перезагрузка (перезапуск) которых без участия человека невозможна.

Вот пример, как мой читатель доработал ИБП для стратегически важной системы (2 сервера, и т.д.). Кроме того, усовершенствовал схему, и добавил возможность использования обычного автомобильного аккумулятора.

Для бытовых вещей это прежде всего компьютеры и системы отопления.

Следует понимать, что ИБП выбираются на время работы нагрузки 10-15 мин, редко до получаса. Предполагается, что за это время питание появится, либо человек (оператор) предпримет необходимые действия (сохранит данные, позвонит в энергослужбу предприятия, завершит технологический процесс).

ИБП нельзя рассматривать в качестве резервного источника питания. Он является лишь аварийным источником, и в лучшем случае используется очень редко, в общей сложности не более 10 минут в год (несколько раз, на время не более минуты). Если это время больше, то следует задуматься о повышении качества электропитания.

Виды источников бесперебойного питания

Виды (типы) ИБП имеют множество названий, но их всё равно ровно три. Разберёмся.

Итак, три основных вида ИБП:

Back UPS

Другие равнозначные названия – Off-line UPS, Standby UPS, ИБП резервного типа. Самые распространенные УПС, используются для большинства видов бытовой и компьютерной техники.

Back просто переключает нагрузку на питание от батарей при выходе входного напряжения за пределы. Нижний предел у разных моделей – около 180В, верхний – около 250В. Переходы на батарею и обратно – с гистерезисом. То есть, например, при понижении переход на батарею состоится при 180 В и менее, а обратно – при 185 и более. Тот же принцип действует у всех типов ИБП.

Чем-то напоминает работу реле напряжения, которое отключает нагрузку, а Back UPS не отключает, а переключает на аккумулятор, что позволяет ей некоторое время поработать.

Smart UPS

Другие названия – Line-Interactive, ИБП интерактивного типа. Недалеко ушли по принципу действия от Back.

Smart UPS действуют умнее, как следует из названия. Они ещё дополнительно переключают внутренний автотрансформатор, в некотором смысле стабилизируя входное напряжение. И только в крайнем случае переходят на батарею.

Таким образом, норма напряжения на выходе поддерживается при бОльших отклонениях на входе (150…300В). Автотрансформатор имеет несколько ступеней переключения, поэтому Умный УПС до последнего переключает выводы автотрансформатора, включая аккумулятор лишь в последний момент. Это позволяет экономить батарею, включая её в работу лишь при полном пропадании питания.

Данное устройство напоминает релейный стабилизатор напряжения со ступенчатым переключением обмоток автотрансформатора. С той лишь разницей, что при выходе за рабочие пределы стабилизатор будет бессилен, а наша “умница” введёт в работу аккумулятор, и питание не пропадёт.

Online UPS

Другие названия – онлайн, источник бесперебойного питания с двойным преобразованием, инверторный. Совершенно другой принцип действия, для любителей чистого синуса. Энергия со входа преобразуется в постоянное напряжение, и поступает на инвертор, генерирующий чистый синус. И одновременно – поддерживает аккумулятор в 100% готовности. При необходимости инвертор продолжает работать так же, только питание на него поступает с аккумулятора.

Используется для аварийного питания техники, чувствительной к форме выходного напряжения – например, газовые котлы, сервера, профессиональная аудио-видео аппаратура и другое стратегически важное оборудование.

Минусов онлайн ИБП два – цена и КПД. КПД низкий, т.к. такой ИБП включен в работу постоянно, что следует из названия. В отличии от двух других типов.

Существуют разновидности онлайн УПС, в которых используется так называемый “сквозной ноль”, для правильной работы газовых электрокотлов. Это связано с тем, что такие котлы чувствительны к наличию реального нуля, для правильного розжига.

Исследование ИБП с помощью осциллографа

А теперь – самое интересное.

Напряжение на выходе Back UPS

Я провёл исследование с использованием осциллографа Fluke 124. Осциллограммы (форма импульсов и колебаний на выходе ups) привожу и комментирую ниже.

Back UPS. Осциллограмма при переходе с сети на батарею.

Что видно по этой временной диаграмме? Период 20мс, частота 50Гц, амплитуда 315В. Стоит отметить, что фаза синуса и генерируемых импульсов совпадает, что хорошо. При пропадании сетевого напряжения ИБП мешкается 5-7 мс, и затем идут импульсы, которые называются “квази-синус”. Вот они:

Back UPS. Напряжение на выходе при питании от батарей.

Осциллограф померял RMS напряжение (среднеквадратическое), оно соответствует норме. Однако, когда я измерил это же напряжение мультиметром, я получил значение 155 В. Почему на выходе UPS низкое напряжение?

Дело в том, что мультиметр меряет только первую гармонику с частотой 50Гц. Для синуса всё гладко. Но если измерять напряжение таких вот импульсов, надо мерять именно RMS, среднеквадратическое, иначе не будут учтены следующие гармоники – 100, 150, 200 Гц. А они составляют значительную часть энергии, до 30%. Эту особенность знают производители UPS, и чтобы не заморачиваться (и не повышать цену на свои изделия), выдают на наши приборы такие импульсы с амплитудой около 370В.

Подробнее об измерении среднеквадратического несинусоидального напряжения – на видео:

Вот укрупненный график, где видно, что напряжение после переключения сначала повышается на пол секунды до 400В, а потом стабилизируется:

Back UPS. Выход, длительность 2 секунды

А вот как меняется форма напряжения на выходе Back-UPS в момент перехода с батарейного на сетевое питание:

Back UPS, – Напряжение на выходе ИБП при переходе с батареи на сеть. Форма импульсов на выходе ups

Тоже фаза не меняется, всё замечательно. Подключал на выход ИБП пускатель 2-й величины, переключал туда-сюда режимы питания – пускатель втянут надежно, никаких проблем.

В качестве испытуемого был ИБП APC Back-500-RS, параметры на фото ниже:

Параметры Back UPS – задняя панель

Напряжение на выходе Smart UPS

Теперь приведу для полноты картины осциллограммы напряжений на выходе Smart UPS. Испытаниям подвергался UPS Ippon Smart Power Pro 1000.

Время переключения также для всей современной аппаратуры несущественно – менее 7 мс.

Плавного изменения напряжения на входе я не делал, поскольку не было такой цели. Полагаю, что в данном случае Умный ИБП ведёт себя точно так же, как и релейный стабилизатор напряжения.

Данные исследования проведены в рамках проекта по включению ИБП в цепь управления промышленного холодильника.

Скачать

Информация по теме – статья про конструкцию и ремонт Источников Бесперебойного питания:

• APC_Smart-UPS_450-1500_Back-UPS_250-600 / Устройство и ремонт ИБП. Пособие по ремонту. Схемы и их обзор., pdf, 1.93 MB, скачан: 1727 раз./

Press ESC to close

Avr в ИБП что это?