Как сделать сквозной ноль с ибп

Обновлено: 04.07.2024

Исто́чник бесперебо́йного пита́ния, (ИБП) (англ. Uninterruptible Power Supply, UPS) — автоматическое электронное устройство с аккумуляторной батареей, предназначенное для бесперебойного кратковременного снабжения электрической энергией компьютера и его компонентов с целью корректного завершения работы и сохранения данных в случае резкого падения или отсутствия входного питающего напряжения системы.

ИБП (UPS) - это прежде всего вспомогательное устройство, поэтому для постоянного и долговременного питания компьютера не годится. Лучше всего для этих целей служит другие устройства, например ИРП - источники резервного питания, генераторы.

Существуют 3 типа ИБП: UPS Off-Line, UPS On-Line, UPS Line-Interractive. Другие варианты устройств фактически являются их производными.

ГОСТ 13109-97 (взамен ГОСТ 13109-87) определяет следующие нормы в электропитающей сети: напряжение 220 В ± 5 % (предельные значения ± 10 %); частота 50 Гц ± 0,2 Гц (предельные значения ± 0,4 Гц); коэффициент нелинейных искажений формы напряжения менее 8 % (длительно) и менее 12 % (кратковременно).

Неполадками в питающей сети считаются:

авария сетевого напряжения (напряжение в питающей сети полностью пропало);
высоковольтные импульсные помехи (резкое увеличение напряжения до 6 кВ продолжительностью от 10 до 100 мс);
долговременные и кратковременные подсадки и всплески напряжения;
высокочастотный шум (высокочастотные помехи, передаваемые по электросети);
побег частоты (отклонение частоты более чем на 3 Гц).

Массовое использование ИБП связано с обеспечением бесперебойной работы компьютеров, позволяющее подключенному к ИБП оборудованию при пропадании электрического тока или при выходе его параметров за допустимые нормы, некоторое непродолжительное (как правило — до 10-15 минут) время продолжить работу. Кроме компьютеров, ИБП обеспечивают питанием и другую электрическую нагрузку, критичную к наличию питания с нормальными параметрами электропитающей сети, например схемы управления отопительными котлами. ИБП способен корректировать параметры (напряжение, частоту) выходной сети. Крайне редкие экземпляры могут совмещаться с различными видами генераторов электроэнергии (например, дизель-генератором).

Важными показателями, обуславливающими выбор схемы построения ИБП, являются время переключения нагрузки на питание от аккумуляторных батарей и время работы от аккумуляторной батареи.

Ноутбукам и прочим устройствам, имеющим встроенную аккумуляторную батарею, ИБП не нужен — аккумулятор со встроенными схемами переключения сам является таковым.

Содержание

Схемы построения ИБП

Существует три схемы построения ИБП:

Резервная

Резервная схема (англ. Off-Line, Standby) — в нормальном режиме питание подключенной нагрузки осуществляется напрямую от первичной электрической сети, которое ИБП фильтрует (высоковольтные импульсы и электромагнитные помехи) пассивными фильтрами. При выходе электропитания за нормированные значения напряжения (или его пропадании) нагрузка автоматически переподключается к питанию от схемы, получающей электрическую энергию от собственных аккумуляторов с помощью простого инвертора. При появлении напряжения в пределах нормы, снова переключает нагрузку на питание от первичной сети.

Достоинства

За счёт КПД около 99 % (при наличии напряжения сети) практически бесшумны и имеют минимальное тепловыделение;
невысокая стоимость ИБП в целом.

Недостатки

относительно долгое время (порядка 4..12 мс) переключения на питание от батарей;
невозможность корректировать ни напряжение, ни частоту (VFD по классификации МЭК).
несинусоидальная форма выходного напряжения при работе от батареи (аппроксимированная синусоида, квази-синусоида);

Итог: Чаще всего ИБП, построенные по такой схеме, используется для питания персональных компьютеров или рабочих станций локальных сетей начального уровня, для которых не критично своевременное отключение в случае неполадки в сети. Практически все недорогие маломощные ИБП, предлагаемые на отечественном рынке, построены по данной схеме.

Интерактивная

Интерактивная схема (англ. Line-Interactive) — устройство аналогично предыдущей схеме; дополнительно на входе присутствует ступенчатый стабилизатор напряжения на основе автотрансформатора, позволяя получить регулируемое выходное напряжение. (VI по классификации МЭК). При работе в нормальном режиме такие ИБП не корректируют частоту, пассивные фильтры фильтруют входящее переменное напряжение. При пропадании напряжения ИБП переходит на питание от инвертора, аналогично предыдущему.

Инверторы некоторых моделей линейно-интерактивных ИБП выдают напряжение как прямоугольной или трапецеидальной формы, как у предыдущего варианта, так и синусоидальной формы. Время переключения меньше, чем в предыдущем варианте так как осуществляется синхронизация инвертора с входным напряжением. КПД ниже, чем у резервных.

По сути от такого ИБП можно питать только приборы, не требовательные к качеству питания, то есть, например, все приборы с импульсными БП, где питающее напряжение немедленно выпрямляется и фильтруется. То есть компьютеры и значительная часть современной бытовой электроники. Также можно питать осветительные и обогревательные приборы.

Двойное преобразование

Достоинства

отсутствие времени переключения на питание от батарей;
синусоидальная форма выходного напряжения, то есть — возможность питать любую нагрузку, в том числе отопительные системы (в которых есть асинхронные двигатели).
возможность корректировать и напряжение, и частоту (более того, такой прибор одновременно является и самым лучшим из возможных стабилизаторов напряжения).

Недостатки

Низкий КПД (80—94 %), повышенная шумность и тепловыделение. Практически всегда прибор содержит вентилятор компьютерного типа, и потому не бесшумен (в отличие от line-interactive ИБП).
Высокая стоимость. Примерно вдвое-втрое выше, чем line-interactive.

Характеристики ИБП

Некоторые виды нагрузок используют провод защитного заземления (PE) для своих рабочих нужд.

Это не является проблемой при питании от сети, как сети TN-C-S, так и сети TT, поскольку в обеих из них PE рано или поздно сообщается с N — через точку деления в TN-C-S или же через физическую землю от потребителя до трансформаторной станции с заземленной нейтралью в случае ТТ, кроме того, в сети ТТ вполне возможны и повторные заземления N на пути от ТП до потребителя. В этом случае вышеописанные цепи в приборе, подключенные между L и PE, работоспособны.

Выбор ИБП для отопительных котлов

Составные части ИБП

Реализация основной функции достигается работой устройства от аккумуляторов, установленных в корпусе ИБП, под управлением электрической схемы, поэтому в состав любого ИБП, кроме схемы управления, входит зарядное устройство, которое обеспечивает зарядку аккумуляторных батарей при наличии напряжения в сети, обеспечивая тем самым постоянную готовность к работе ИБП в автономном режиме. Для увеличения автономного режима работы, можно оснастить ИБП дополнительной (внешней) батареей.

Инвертор — устройство, которое преобразует род напряжения из постоянного в переменное (аналогично переменное в постоянное). Основные типы инверторов:

инверторы, которые генерируют напряжение прямоугольной формы;
инверторы с пошаговой аппроксимацией;
инвертор с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).
преобразователь с импульсно-плотностной модуляцией (ИПМ, англ. Pulse-density modulation)

Показатель, который характеризует степень отличия формы напряжения или тока от идеальной синусоидальной формы — коэффициент нелинейных искажений (англ. Total Harmonic Distortion, THD). Типовые значения:

0 % — форма сигнала полностью соответствует синусоиде;
порядка 3 % — форма близкая к синусоидальной;
порядка 5 % — форма сигнала приближенная к синусоидальной;
до 21 % — сигнал имеет трапецеидальную или ступенчатую форму (модифицированный синус или меандр);
43 % и свыше — сигнал прямоугольной формы (меандр).

Для уменьшения влияния на форму напряжения в питающей электросети, (если входным узлом ИБП, построенного по схеме с двойным преобразованием, является тиристорный выпрямитель, элемент нелинейный и потребляющий большой импульсный ток, такой ИБП становится причиной появления гармоник высшего порядка) во входной цепи ИБП устанавливается специальный THD-фильтр. При использовании транзисторных выпрямителей коэффициент нелинейных искажений (англ. Total Harmonic Distortion, THD) составляет порядка 3 % и фильтры не используют.

Для расширенного мониторинга состояния самого ИБП (например, уровень заряда батарей, параметры электрического тока на выходе) применяются различные интерфейсы: для подключения к компьютеру — USB и последовательный (COM) порт, при этом производителем ИБП поставляется фирменное программное обеспечение, которое позволяет проанализировав ситуацию, определить время работы и дать оператору возможность безопасно выключить компьютер, завершив работу всех программ. Для наблюдения за состоянием источников бесперебойного питания) и другого оборудования через локальную вычислительную сеть используется протокол SNMP и специализированное программное обеспечение.

Для того, чтобы повысить надёжность всей системы в целом, применяется резервирование — схема, которая состоит из двух или более ИБП.

Международная классификация ИБП

Стандартом IEC 62040-3 введена следующая классификация ИБП:

Пример обозначения типа ИБП: VFI SS 111

1-я группа символов — зависимость выходного сигнала ИБП от входного (сети).

Класс VFI (Voltage and Frequency Independent) — напряжение и частота на выходе ИБП не зависят от входной сети.
Класс VI (Voltage Independent) — выход ИБП зависит от частоты входа, но напряжение поддерживается в заданных пределах пассивным или активным регулированием.
Класс VFD (Voltage and Frequency Dependent) — напряжение и частота на выходе ИБП зависят от входной сети.

2-я группа символов — форма выходного сигнала ИБП.

SS — синусоидальная форма выходного сигнала (коэффициент гармонических искажений Kги автономный режим -> режим bypass,
2-я цифра: 100 % изменение линейной нагрузки в нормальном или автономном режиме (худший параметр),
3-я цифра: 100 % изменение нелинейной нагрузки в нормальном или автономном режиме (худший параметр).

14 февраля 2007 года на мировом рынке источников бесперебойного питания произошло важное событие: компания Schneider Electric завершила приобретение APC и объединение её с подразделением MGE (занимающимся трёхфазными ИБП большой мощности).

В конце июня 2007 однофазный бизнес (MGE OPS) концерн Schneider Electric продаёт компании Eaton Corporation (оборудование под маркой Powerware).

ИБП производства General Electric также известны по предыдущему производителю как Victron или IMV (Invertomatic Victron).

На 2013 год АРС by Schneider Electric является основным вендором и уже долгое время с явным отрывом сохраняет лидерство на рынке ИБП.[2]

Часто монтаж ИБП осуществляется электриками, которые не имеют специализированных знаний по особенностям функционирования источников бесперебойного питания. В этом посте рассмотрим некоторые из них.

1. Не устанавливается байпас (питание в обход)

Некоторые ИБП имеют встроенный ручной байпас. Однако следует его дублировать внешним байпасом, который позволит полностью выключить ИБП, запитав нагрузку в обход бесперебойника. Изначально источник бесперебойного питания – надежная электроустановка, но порой случаются нештатные ситуации: протечка воды, отключение кондиционирования или просто необходимость в ремонте, а “погасить” нагрузку не представляется возможным. Для этих целей можно использовать реверсные трехпозиционные рубильники.

Перекидной реверсный рубильник ABB OT125F3C

В случае, если перебоя в питании не должно быть ни на секунду – следует реализовывать схемы с автоматами, оснащенными опережающим контактом.

2. Установка УЗО до ИБП

Во-первых, ИБП самостоятельная генерирующая электроустановка, которая может давать токи утечки. Во-вторых, если срабатывает УЗО до ИБП или инвертора во время поражения человека током, то отключится линия питания до ИБП, а человека продолжит “бить” током уже ИБП. Таким образом, УЗО устанавливаются только после бесперебойника.

3. Использование общей нейтрали при установке однофазного ИБП

Разберем на примере

Давайте посмотрим на электрощит, который смонтировал под работу ИБП электрик строительной организации:

Распределительный щит с ИБП

Давайте разбираться. 1 – это автомат питания трехфазного ИБП. 2 – трехфазное УЗО, через которое подается основная линия на реверсную схему контакторов – 4, 3 – автомат, на который приходит линия с ИБП.

Как работает схема?

Если пропало (или вышло за диапазон) напряжение на одной или нескольких фазах, реле контроля при помощи пускателей-контакторов переключает питание правой стороны щита на ИБП. При восстановлении питания происходит обратный процесс.

В первой части статьи про ИБП Kehua Tech KR11 мощностью 1 кВА я обещал испытать его по полной программе. Так сказать, выжать из него все токи. Сейчас, когда я пишу эти строки, я не знаю, останется ли в живых мой ИБП. Тем не менее, я намерен подойти к делу серьезно, насколько это позволяет моя домашняя лаборатория и объем статьи. На всякий случай, оставляю самые экстремальные тесты напоследок.

Исследование ИБП — задача, зависящая от многих факторов, и занимающая много времени. Достаточно сказать, что время заряда зависит от режимов работы, и может быть более 10 часов. Поскольку была цель проверить моего подопытного на разных нагрузках и режимах, исследования заняли не одни сутки. Некоторые тесты мне приходилось делать по нескольку раз, чтобы учесть все влияющие факторы, вносящие погрешность, и удостовериться в актуальности результатов.

Тестирование ИБП обычно основывается на двух важных моментах: проверке времени заряда и времени работы в автономном режиме (от аккумуляторов). Но для начала я решил выяснить несколько важных для меня вопросов.

Горячая замена АКБ

Получается, что ИБП Kehua может спокойно работать без АКБ, если это зачем-то кому-то понадобится. Естественно, о всяком резервировании придётся забыть. И если у какого-нибудь безумного айтишника возникнет идея поменять аккумуляторы в тот момент, когда бухгалтер считает зарплату всему заводу, он может это делать смело. А если серьезно, то существует не подлежащий учету человеческий фактор, и можно остаться без зарплаты. Ведь такая замена требует сноровки и осторожности — необходимо вскрытие корпуса, и можно ненароком зацепить оголенные части под напряжением или что-то замкнуть. Тем не менее, мое любопытство удовлетворено.

Эта функция говорит о возможности включения ИБП без сетевого напряжения. То есть, из выключенного состояния можно нажать кнопку On и запустить питание нагрузки в автономном режиме. Проверено, работает.

Представьте, что в дачном поселке снежным зимним вечером отключили свет. И это надолго. Функция холодного запуска ИБП позволит зарядить севший телефон, чтобы вызвать такси. У меня такое было.

Идеальность измеряется в коэффициенте нелинейных искажений (КНИ, или THD), другое название — уровень гармонических искажений. Его можно измерить только при помощи профессиональных приборов — например, анализатора качества напряжения или анализатора спектра. В реально чистой синусоиде есть только одна составляющая спектра — 50 Гц, КНИ=0 %.

В случае, когда на выходе любого источника питания присутствует значительный уровень гармоник, это негативно сказывается на нагрузке, особенно на индуктивной — двигатели, трансформаторы. Такая нагрузка начинает греться, поскольку для её работы нужна только основная гармоника 50 Гц, а все другие части спектра уходят в тепло. С электроникой, у которой cos φ >0,9, тоже может быть не всё хорошо — при высоком уровне гармоник (двух- и трехступенчатая аппроксимация) напряжение основной гармоники 50 Гц может быть слишком низким (менее 150 В), и техника будет сбоить или вообще откажется работать.

Вентилятор

По вентилятору я писал в первой части — он работает по датчику температуры, закрепленному на радиаторе выходных транзисторов.

Если вы уже определились с выбором ИБП для вашего котла, следующей задачей будет правильно его установить и подключить.

Кстати, можете проверить себя, не совершили ли вы катастрофической ошибки при покупке бесперебойника. Узнать об этом можно из статьи «5 ошибок при выборе ИБП для газового котла«.

В первую очередь ИБП необходимо подсоединить к аккумуляторам. При подключении батареи к инвертору он должен находиться в выключенном состоянии.

Для подсоединения чаще всего используются провода двух цветов:

красный – к плюсовой клемме аккумуляторной батареи

Не во всех моделях есть защита от переполюсовки, поэтому проверяйте полярность внимательнее.

При подключении второй клеммы, вполне возможно появление искры, что считается допустимым.

Хорошо подтягивайте контакты, но чрезмерного усилия здесь не требуется.

Если у вас две батареи, то предварительно их нужно последовательно соединить друг с другом.

Если нет заводской перемычки, сделайте ее из медного провода сечением минимум 16мм и медных наконечников.

Соединять между собой нужно плюсовой и минусовой контакты разных АКБ. И только после этого подкидывайте провода от UPS на оставшиеся клеммы ”+” и ”-”.

А если у вас есть 3,4,5 шт батарей, можно их все подключить таким же способом? В этом моменте также будьте внимательны.

Не монтируйте аккумуляторов больше чем разрешено заводской инструкцией. Это также может быть обговорено заводом производителем.

Далее подключаете сетевой кабель 220В к инвертору и втыкаете вилку в сеть. Нажимаете кнопку включения и проверяете показания на табло.

Если все нормально, отключаете питание. Теперь нужно подсоединить к ИПБ сам котел. Для этого его нужно обесточить.

и подключить через выходную розетку бесперебойника.

После чего, запустить ИБП и далее сам котел.

Проверьте что показывает индикация на табло.

Там обычно высвечиваются следующие данные:

Подключение через ближайшую вилку с розеткой, самый простой способ и тут ни у кого неразрешимых сложностей возникнуть не должно.

А вот если мощность ИБП большая, то его придется подключать непосредственно от распределительного щитка. Придется устанавливать отдельные автоматические выключатели и тянуть выделенную линию на отдельные токоприемники.

Схема подключения будет выглядеть следующим образом:

Для проверки автономности, необходимо первый раз искусственно имитировать отключение электроэнергии. Для этого выключите фазный автомат питания в щитке на котельную.

Именно автомат, а не вилку из розетки. Для фазозависимых моделей важно не разрывать фазу и ноль одновременно.

После того, как пропало питание от сети, на жк дисплее должно высветиться, что входящее напряжение равно нулю, а исходящее по прежнему в пределах 220В.

Далее следует проверить электророзжиг котла. Отключаете его от питания и заново включаете.

Если в вашем ИБП не правильная синусоида, то электророзжиг не зажгется.

Если же все прошло успешно, вы можете быть уверены, что ваша котельная защищена на 100%. Даже когда вас нет дома.

Ту комнату, где находится источник питания и его батарея, желательно также прогревать до температур от 18 до 25 градусов. В противном случае это все скажется на емкости АКБ и сроках ее службы.

А еще, если в ней не поддерживать постоянный температурный режим, то перепады "тепло-холодно" могут способствовать появлению конденсата внутри оборудования.

Не забывайте про вентиляционные отверстия для охлаждения у инвертора.

И уж тем более не нужно ставить их под вентилями или любыми соединительными стыками и муфтами.

ИБП это фактически активный фильтр внешнего сигнала сети. Через него может происходить сброс излишков потенциала на землю.

не рекомендуется ставить бесперебойник и аккумуляторы непосредственно на пол

Делайте какую-нибудь подложку. Хоть на табуретку поставьте.

Во-первых, это обеспечит изоляцию от холодного основания. Во-вторых, защитит оборудование от возможных протечек в системе водоснабжения.

Разрешается только последовательное соединение инвертора и потребителя.

нельзя заряжать АКБ от внешнего зарядного устройства, если он в этот момент подключен к ИБП

Есть так называемые фазозависимые котлы отопления. Для них критичен момент, куда подается фаза, а куда ноль.

В случае отказа в запуске котла от ИБП, попробуйте перевернуть вилку питания на 180 градусов и уже в этом положении опять воткнуть ее в розетку.

Для таких моделей также критично подключения через УЗО или дифф.автомат. При его срабатывании, происходит разрыв как фазного, так и нулевого провода.

ИБП подает напряжение от аккумуляторов. Но так как нейтраль на УЗО потеряна, котел ”видит” на входе напряжение на обоих контактах. Что плюсовая клемма, что минусовая, по сути обе являются потенциалом.

Поэтому газовая горелка просто не поджигается.

Единственным решением в этом случае будет провести отдельную линию в обход УЗО или дифф.автомата. По этой же причине, не следует собирать схему ИБП через двухполюсные автоматы. Хотя при сборке некоторых схем без них не обойтись.

Еще одной частой ошибкой схемы является подключение нейтрали не через ИБП, а напрямую к электрооборудованию, связанному с работой котла. Например так:

Из-за этого будет наблюдаться некорректная работа самого инвертора. Фактически вы лишаете его замкнутой цепи, в то время когда он сам является источником разницы потенциалов.

Правильная схема будет выглядеть следующим образом:

То есть, ноль должен сначала идти на бесперебойник, и только потом через отдельную нулевую шинку распределяться по оборудованию.

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Топ авторов темы

131959G 10 постов

Mahno 8 постов

SVN 15 постов

Изображения в теме

Сложно сказать. Позиционных обозначений на плате как не было, так и нет. Да и схема, похоже, другая. То есть, нужно восстановить по плате схему, пронумеровать компоненты на схеме и плате, а потом уж разбираться с разводкой ? Мне лично, это делать лень.

Василичь! В слепом стремлении обгадить ты дошёл до точки. Схема, из двух дифкаскадов и с двухтактным выходом не симметрична? Большего бреда в жизни не слышал. Даже комментировать твой прогрессирующий старческий маразм не собираюсь.

если три спиральки, значит три зоны, три положенья крутейки. вот об этой трёхзонной жопе и вой в интернетах. они это быстро поняли и сняли трёхзонные к уям от греха с производства и мастера в с/ц как я понял меняют на двухзонные по гарантии. первый хозяй повремя прочухал эту уйню и вовремя сбагрил её. тебе. ты красавчег! я не буду брать с тебя пример)))

Читайте также: