Самое полное резюме знаний об ИБП (источнике бесперебойного питания) в истории.

ИБП,это источник бесперебойного питания. Обычно он является одной из подсистем в проектах машинных комнат слабого тока, соединяя аккумуляторы с основным оборудованием для обеспечения стабильного и бесперебойного питания устройств.

Когда входное напряжение в норме, ИБП подает стабилизированное сетевое питание на нагрузку, действуя как стабилизатор переменного напряжения, одновременно заряжая внутренний аккумулятор; когда сетевое питание прерывается (случайное отключение электроэнергии), ИБП немедленно подает нагрузке постоянное напряжение от аккумулятора через метод переключения инвертора.220В переменного тока, позволяя нагрузке поддерживать нормальную работу и защищая аппаратное и программное обеспечение нагрузки от повреждений.

Устройства ИБП обычно обеспечивают защиту как от перенапряжения, так и от пониженного напряжения. Давайте рассмотрим основные знания об ИБП.

Основные принципы и основные технические параметры ИБП

Что такое ИБП?

Устройство преобразования энергии, которое использует химическую энергию аккумуляторов в качестве резервной энергии для обеспечения (переменного тока) питания пользовательских устройств непрерывно во время отключений электроэнергии или других сбоев в сети.

Зачем нам нужен ИБП?

Электропитание, предоставляемое сетью, может казаться нормальным, но оно ненадежно: на первый взгляд нормальное питание на самом деле полно кризисов.

 

Перебои в электроснабжении

• Потеря данных, прерывание связи, задержки в бизнес-возможностях......

  —— Прямые убытки оцениваются в 5000-100000 юаней в минуту.

• Время простоя оборудования, сбои в работе инструментов, прерывание операций......

  —— Косвенные экономические потери не поддаются расчету.

Электрическое загрязнение

• Временные всплески, скачки напряжения, высоковольтные импульсы

  вызывая повреждение аппаратного обеспечения серверов, маршрутизаторов, дисковых массивов и т.д.

 

• Гармоническое загрязнение, межлинейный шум, дрейф частоты

  вызывая значительное увеличение коэффициента ошибок передачи в сети и замедление скорости передачи данных.

Четыре основные функции ИБП

Функция бесперебойного питания——решение проблемы отключений электроэнергии.

Функция стабилизации переменного напряжения——решение проблемы сильных колебаний напряжения.

Функция очистки——решение проблемы загрязнения сети и электроэнергии.

Функция управления——решение проблемы обслуживания переменного тока.

Структура системы ИБП

Мониторинговая платформа также является одной из самых важных компонентов ИБП.

Основные технические параметры ИБП

Характеристики входа:

1. Диапазон входного напряжения   Широкий диапазон входного напряжения может уменьшить возможности разряда аккумулятора и продлить срок службы аккумулятора.

2. Коэффициент мощности на входе   Низкий коэффициент мощности приводит к большому количеству реактивной мощности на входе, гармонический ток загрязняет сеть и мешает другим устройствам.

3. Допустимый диапазон основной частоты питания.

4. Гармонические компоненты входного тока. (PFC, 6/12 импульсный трансформатор)

Характеристики выхода:

1. Статическая стабильность. Большие устройства имеют 1%, малые и средние устройства - 2%.

2. Переходные характеристики выхода. Большие устройства имеют 5%, малые и средние устройства - 8%.

3. Перегрузочная способность выхода. (например, перегрузка 125% в течение 5 минут; 150% в течение 10 секунд)

4. Коэффициент мощности на выходе. (0.8, 0.9, 1)

5. Гармоническое искажение выходного напряжения. Обычно в пределах 3%.

Связанные с ИБП конфигурации и расчеты

Система ИБП в основном состоит из следующих частей:

•  Основной блок ИБП

• Основные функциональные компоненты (например, BCB BOX и т.д.)

• Аккумуляторы

• Поддерживающие шкафы/стойки для аккумуляторов, переключатели аккумуляторов и т.д.

• Дополнительные функциональные компоненты (например, защита от молний, мониторинг, обработка гармоник, выходные линии и т.д.)

Расчеты, которые необходимо выполнить:

• Расчет и выбор мощности основного блока ИБП

• Расчет и выбор мощности резервного аккумулятора ИБП

Расчет и выбор мощности ИБП

Сначала получите общее потребление энергии нагрузки и унифицируйте единицы в KVA.

Например: типичная нагрузка персонального компьютера составляет около 200VA, нагрузка небольшого сервера составляет около 1500VA, а нагрузка среднего и большого сервера составляет около 3000VA.

Соотношение преобразования между током I (А) и мощностью W (ватт) с VA.

• VA= I*220

• VA= W/0.8 (при расчете обычно считается, что ниже 20KVA это 0.7, выше 20KVA это 0.8)

Учитывая, что ИБП работает лучше всего в диапазоне 60-80%, обычно рекомендуется разделить вышеуказанный результат на 0.8, а затем увеличить его.

Затем выберите ближайший продукт мощности в руководстве по продукту.

• Используя метод расчета постоянной мощности

  W/ячейка = PL/(N×6×η)

Введение в решения по электропитанию ИБП

Централизованный метод электропитания:

Преимущества: может достичь уравновешенного контроля ресурсов сетевых устройств, снижая коэффициенты ошибок передачи.

Недостатки: высокие первоначальные инвестиции, значительное влияние от отказов отдельных машин.

Децентрализованный метод электропитания:

Преимущества: гибкая компоновка схемы, небольшое влияние от отказов.

Недостатки: если все устройство не может поддерживать одну и ту же линию заземления, оно подвержено помехам.

Электропитание отдельной машины

• Одно из самых простых решений ИБП

• Мощность системы источника переменного тока на каждом распределенном объекте в основном составляет менее 6KVA.

• Каждая точка переменного тока питается и защищается ИБП независимо

• Сетевое питание обычно подается через ближайшие розетки

Серия машин мастер-слейв "горячий резерв"

• Подходит для малых и средних сетей, серверных кластеров, офисов, инструментов и других приложений

• Состоит из основного блока ИБП, слейв-юнита ИБП, системы батарей и распределительной системы

• Простое распределительное проектирование и инженерное строительство

Преимущества:

Два или даже несколько блоков ИБП в основном находятся в относительно независимом, не мешающем рабочем состоянии.

Низкие требования к производительности синхронизации ИБП.

Использование различных моделей и мощностей ИБП для формирования метода горячего резервирования.

Недостатки:

Слейв-юнит находится в длительном состоянии работы без нагрузки, что приводит к низкой эффективности.

Батарейный блок слейв-юнита находится в длительном состоянии поддерживающей зарядки, с редкими возможностями для периодического разряда нагрузки, что может повлиять на срок службы батареи.

Слейв-юнит должен иметь хорошую способность к обработке ступенчатой нагрузки.

Для длительной работы ключевым является функция статического обходного переключения инвертора основного блока.

Нет возможности расширения.

По сравнению с системой "параллельной" избыточности, среднее время между отказами ниже.

Модульное параллельное питание

• Все нагрузки переменного тока централизованно питаются одним модульным параллельным ИБП

• Модульный ИБП включает: стойку, параллельные силовые модули, параллельные батарейные модули, модули зарядки и т.д.

• Подходит для малых и средних сетей, серверных кластеров, офисов, инструментов и других приложений

• Состоит из стойки, силового модуля ИБП, батарейного модуля и распределительной системы

• Энергетический модуль настроен на избыточность N+1, что снижает среднее время восстановления (MTTR).

• Общий вход, выход, параллельная батарейная система, система управления

Прямая параллельная избыточность N+1.

• Подходит для средних и крупных сетей, центров обработки данных, централизованного питания для зданий, промышленных предприятий и других приложений

• Состоит из ИБП, соединенных параллельно по схеме N+1, батарейных модулей и распределительных систем.

• Система избыточности N+1, надежность выше, чем у одиночного ИБП.

• Легко расширяется, удобное обслуживание

• Самое широко используемое решение

Преимущества:

Совершенная технология синхронизации с фазовой блокировкой обеспечивает равномерное распределение тока нагрузки несколькими ИБП при прямом параллельном соединении.

Хорошая производительность расширения (N+1).

Избегает недостатков метода горячего резервирования "серии".

Недостатки:

Высокие требования к технологии синхронизации фазовой блокировки самого оборудования.

Высокие требования к технологии производства оборудования - выходное сопротивление близко.

Высокие требования к производительности регулирования выходного напряжения инвертора - фазовая настройка.

ИБП должны быть одной модели и мощности.

При параллельном соединении нескольких блоков обход также должен увеличивать "индуктивность распределения тока".

Двойная шина

Решает проблему "узкого места" в режиме работы с одной шиной. Дальнейшее улучшение надежности системы. Конфигурация системы сложная, инвестиции большие, а требования к установке и наладке высокие.

 

 

 Примечание: Статья взята из "Breadboard Community", пожалуйста, удалите, если нарушает авторские права.