Байпас ибп что это

Байпас ибп: что это, функции и принцип работы, назначение, виды и особенности

Менеджеры компании с радостью ответят на ваши вопросы, произведут расчет стоимости услуг и подготовят индивидуальное коммерческое предложение.

Сообщение отправлено
Спасибо, что выбираете нас!
Мы уже ищем ответ на Ваш вопрос.

16 марта 2023

ИБП предназначен для обеспечения автономной работы ответственных потребителей, поэтому у него должны быть конкретные функции и опции, обеспечивающие увеличение показателя надежности всей системы подачи электрической энергии. Одной из подобных опций служит байпас. Далее он будет рассмотрен подробно.

Оглавление

Особенности

Байпас (от англ. bypass – обход) выступает в качестве одного из необходимых режимов функционирования источника бесперебойного питания. Важна характеристика компонента состоит в том, что для электроснабжения подсоединенных приборов используется обходной путь, то есть непосредственно от внешней сети. За обеспечение режима отвечает внутренний блок ИБП либо наружный модуль, создающий цепи, проходящие минуя бесперебойник при подсоединении к нему. Байпас необходим для поддержания полноценной работы нагрузки в случае нештатных ситуаций при использовании ИБП, а также при выполнении обслуживания, конфигурирования или ремонта. В определенных моделях ИБП посредством байпаса обеспечивается экономия электрической энергии – если ее качество на входе удовлетворительное, тогда нагрузка автоматически транслируется на питание от наружной сети, поэтому удается снизить потери электроэнергии на элементы силовой части. Этот режим получил название экономичный.

Виды байпаса ИБП

Обычно ИБП средней и малой мощности содержат байпас в качестве внутреннего компонента системы. Аналогичный компонент имеется у более мощных моделей, которые поддерживают подсоединение наружных шкафов или модулей байпаса. Если это внутренний компонент системы, то он отвечает за пуск напряжения исключительно в обход силовой части ИБП, а наружный модуль либо шкаф целиком обесточивает устройство, снимает напряжение с его клемм на входе и на выходе. Байпасы различаются по методу коммутации и назначению:

• Механический. Цепь ИБП, используемая для обхода, активируется посредством рубильника, контактора, переключателя или иного компонента с механическим управлением. Обычно этот метод предполагает переход в байпасный режим вручную.
• Статический или электронный. Для перехода на резервную цепь обхода требуется электронный ключ. Для запуска коммутации используется автоматический режим или это происходит посредством управления пользователем.
• Сервисный. Это наружный блок, у которого имеется коммутатор с механическим управлением. Есть электронные модели с сенсорным либо кнопочным запуском. Этот вид назвали сервисным, так как с его помощью легко переключить подачу питание от сети, чтобы провести ремонт или техническое обслуживание компонентов.

Байпас в ИБП разных типов

Можно рассмотреть специфику функционирования байпаса в ИБП различных видов:

• Резервные ИБП (off-line). В нем не предполагается наличие байпаса, так как при доступе к входному напряжению с допустимыми параметрами устройства получает нагрузку непосредственно от сети, параметры не будут корректироваться.
• Линейно-интерактивные ИБП. У бюджетных образцов не предусмотрен байпас, так как базовый подход к их работе схож с офлайн моделями. При допустимом напряжении в сети электропитания оно транслируется на нагрузку, а при недопустимом оборудование переводится в режим батареи. В дорогостоящих корпоративных моделях может присутствовать ручной байпас.
• ИБП двойного преобразования. Важным блоком выступает автоматический электронный байпас. Это связано с тем, что поломка или перегрузка преобразователей силовой схемы не должна становиться причиной обесточивания электрической нагрузки. Определенные модели снабжаются комбинированной электронно-механической схемой, которая состоит из сочетания автоматического и ручного байпаса.

ИБП от ГК «Штиль»

Компания «Штиль» является российским предприятием, выпускающим системы электропитания. Компания поставляет такие источники бесперебойного питания, эксплуатируемые повсеместно:

• Однофазные устройства напольного, настенного, стоечного и универсального типа с показателем мощности на выходе 0,25-10 кВА;
• Конфигурация 3 в 1 – трехфазный вход и однофазный выход, стоечного и напольного исполнения с выходами 10-20 кВА;
• Трехфазные модели шкафного и напольного исполнения с мощностью на выходе 10-500 кВА.
• Все устройства работают на базе технологии двойного преобразования, которая позволяет обеспечить:
• Входное напряжение стабилизируется в диапазоне 90-310 В с высоким показателем точности, при этом нет перехода на работу от аккумуляторов;
• Бесперебойное моментальное переключение электропитания на аккумулятор в случае отключения электрической сети либо при пересечении напряжением диапазона стабилизации;
• Питание подсоединенных потребителей напряжением с идеальной синусоидой в каждом рабочем режиме.

Технические параметры всех этих ИБП позволяют эксплуатировать их даже для потребителей с электрочувствительной нагрузкой.

Соответственно тому, какая модель ИБП «Штиль» используется, в ней могут быть встроены аккумуляторы или предполагаться возможность подсоединения внешних аккумуляторов, которые обеспечат нагрузку автономным электроснабжением на продолжительный период.

Можно рассмотреть, какие типы байпасов предусматриваются в онлайн ИБП «Штиль».

Байпас в ИБП от ГК «Штиль»

ГК «Штиль» выпускает модели ИБП, которые могут гарантировать питание без перебоев, а также предохраняют от нестабильного напряжения в сети все виды нагрузок, в том числе, критически значимые. У приборов предусмотрены все опции, необходимые для увеличения показателя производительности и надежности систем электропитания. Имеется и байпас, который в плане функционала частично схож во всех моделях, а частично его функционал продиктован фазностью оборудования.

Автоматический и ручной байпас ИБП

У каждой однофазной модели ИБП от ГК «Штиль» используется встроенный электронный автоматический байпас. Он необходим для безразрывного перевода электроснабжения нагрузки с ИБП на сеть на входе, поэтому срабатывает при поломке силовой части или при перегрузке оборудования. После автоматического перехода на байпас не останавливается контроль со стороны ИБП параметров сети, поэтому нагрузка будет обесточена при выходе питающего напряжения за конкретные границы.

Можно перевести на байпас принудительно посредством меню ЖК-дисплея и клавиатуры или посредством ПО удаленного мониторинга.

При принудительном переводе на байпас не будет работать защита от пониженного или повышенного напряжения в сети.

Трехфазные ИБП «Штиль» снабжены не только электронным байпасом, но и ручным. Он обеспечивает переключение нагрузки на сеть при сервисном обслуживании бесперебойника, которое можно выполнить без прекращения электропитания потребителя.

ECO-режим ИБП

Все модели ИБП «Штиль» дополнены режимом ECO, который обеспечивает экономию электроэнергии при нормальном электроснабжении. Когда он активирован, устройство питает нагрузку посредством цепи электронного байпаса, при этом реализован непрерывной контроль параметров сети на входе. При их выходе за назначенные границы происходит моментальный переход ИБП на работу через силовую часть, поэтому напряжение стабилизируется.

Внешний байпас

Выпускается большое разнообразие модулей и шкафов внешнего байпаса, которые рассчитаны на совместное подключение с трехфазными и однофазными источниками бесперебойного питания. Это оборудование обеспечивает безразрывное ручное переключение электроприбора с выходом ИБП на входную сеть, при это можно заниматься сервисным обслуживанием или полностью заменить ИБП, не прекращая питание потребляющих устройств.

Наши специалисты ответят на любой интересующий Вас вопрос

Байпас в ИБП ELTENA

Введение. Общий принцип организации Байпаса

Байпас – Комплекс технических средств и/или режим питания нагрузки входным сетевым напряжением в обход основной схемы Источника Бесперебойного Питания (ИБП), т. е., в обход ИБП. Часто Байпасом называют саму обходную линию (цепь) и её сопутствующие контрольные цепи и коммутационные устройства. “Байпас” (дословно — обход, обходная цепь) позволяет выполнить коммутацию входного сетевого напряжения непосредственно на выход ИБП, для питания нагрузки, минуя все функциональные блоки.

Применение Байпаса увеличивает надежность систем бесперебойного питания, а также позволяет значительно облегчить эксплуатацию, профилактическое обслуживание и ремонт ИБП.

Общий принцип организации Байпаса: коммутация входного напряжения на выход ИБП осуществляется с помощью встроенных (внутренних) электронных цепей ИБП с обязательным контролем передаваемого на выход ИБП напряжения или при помощи внешних коммутирующих устройств по желанию пользователя.

Рис.1.1 Питание нагрузки через Инвертор

Рис.1.2 Питание нагрузки через цепи Байпаса

Типы и классификация Байпаса

Основные схемные решения Байпаса могут быть классифицированы по нескольким признакам:

1. По способу коммутации:

— Ручной Байпас, для включения и отключения которого используются разъёмы, переключатели, рубильники и прочее коммутирующее оборудование.

— Электронный Байпас, включающийся автоматически, при наступлении в ИБП события или условия, для которого предусмотрен режим Байпаса. В качестве коммутирующих элементов используются тиристоры, симисторы, иногда – электронные реле.

2. По конструктивному расположению цепей Байпаса:

— Внутренний Байпас (встроенный). Электронный (автоматический, встроенный, статический Байпас (STS — Static Transfer Switch)) присутствует во всех On-Line моделях ИБП ELTENA. Наряду со встроенным электронным Байпасом некоторые модели ИБП ELTENA имеют встроенные (внутренние) переключатели Ручного сервисного Байпаса.

— Внешний Байпас. Конструктивно Внешний Байпас может быть исполнен как в специальных корпусах (шкафы, отдельные блоки и т.п.), поставляемых как опциональное оборудование, так и в составе электрораспределительного щита.

ВНИМАНИЕ: При использовании внешних коммутирующих устройств необходимо исключить возможность появления на выходе одновременно входного напряжения через цепи Байпаса и выходного напряжения самого ИБП.

3. По скорости переключения:

— С нулевым временем переключения. Цепи встроенного электронного Байпаса в On-Line ИБП полностью синхронизируют выходное напряжение ИБП с входным сетевым напряжением и время перехода питания нагрузки (время переключения Инвертор – Байпас) равно 0 мс.

— С не нулевым временем переключения. При использовании механических способов коммутации время переключения определяется временем срабатывания переключающего устройства (рубильник, переключатель, коммутатор и т. п.).

4. По степени защиты от обратного напряжения:

— “Безопасный” Байпас – для включения которого и перехода обратно, состояние (режим работы) основного оборудования ИБП не имеет значения;

— “Опасный” Байпас – для включения которого и возврата обратно необходим строгий контроль режима работы функциональных блоков ИБП. В этом случае существует опасность выхода оборудования из строя при неквалифицированных действиях персонала из-за возможности появления на выходе ИБП “встречного” напряжения, когда одновременно с выходным напряжением Инвертора на выходе ИБП может появиться входное напряжение через цепи Байпаса.

5. По фазности (по количеству полюсов):

— 1 в 1 (однополюсный) – 1-фазный. На выход ИБП коммутируется входная фаза.

— 3 в 1 (трехфазное входное напряжение и однофазное выходное напряжение) – для ИБП с конфигурацией напряжения “3 в 1” на выход ИБП в качестве байпасного коммутируется однофазное напряжение, как правило, первой фазы А.

— 3 в 3 (трехполюсный) – 3-фазный. На выход ИБП коммутируются все три входные фазы.

Замечание 1: При любой конфигурации входного и выходного напряжения нейтральный провод и провод заземления проходят без разрыва в системе, т. е. не коммутируются Байпасом.

Замечание 2: В специальных случаях допускаются Байпасы с разрывом нейтрали, то есть используются коммутационные устройства, разрывающие нейтральный провод (2-полюсные для 1-фазного Байпаса и 4-хполюсные для 3-хфазного Байпаса). Без необходимости этого делать не рекомендуется. “Земля” проходит без разрыва в системе.

Электронный (автоматический) Байпас

Систему встроенного, электронного, автоматического Байпаса имеют все ИБП ELTENA структуры On-Line (двойное преобразование), все ИБП ELTENA серии Monolith. В режим электронного Байпаса ИБП автоматически переключаются в случае:

— Перегрузки. При перегрузке включается соответствующая световая индикация и звуковая сигнализация. После устранения причин перегрузки (после отключения части нагрузки) ИБП автоматически возвращаются в режим двойного преобразования. Если причины перегрузки не устранены, или закончилось допустимое для перегрузки время, ИБП прекращают питание нагрузки через цепи электронного статического Байпаса и отключаются.

– Перегрева. При перегреве включается соответствующая световая индикация и звуковая сигнализация. После устранения причин перегрева, т. е. после охлаждения внутренних узлов и блоков, ИБП автоматически возвращаются в режим двойного преобразования. Если причины перегрева не устранены, и температура внутренних узлов и блоков превышает допустимую, ИБП прекращают питание нагрузки через цепи электронного Байпаса и отключаются.

– Внутренней неисправности ИБП. При внутренней неисправности цепей двойного преобразования ИБП переключаются в режим Байпаса с включением соответствующей индикации неисправности (кода ошибки) и сигнализации. При неисправности внутренних цепей Байпаса ИБП прекращают питание нагрузки и блокируются.

– При подключении к входному напряжению. ИБП ELTENA серий Monolith К 1 кВА — 3 кВА и Monolith RT 6 кВА — 10 кВА включают режим электронного Байпаса автоматически.

Для автоматического включения режима электронного Байпаса ИБП ELTENA остальных серий необходимо разрешение Байпаса:

— Программное разрешение (соответствующие настройки) для ИБП ELTENA серии Monolith II;

— Аппаратное разрешение (включение входного автомата BYPASS) для ИБП ELTENA серий Monolith RT 20 кВА, Monolith Monolith K 6 кВА — 20 кВА и Monolith XS/XL/XM. Аналогично, после отключения режима двойного преобразования, т. е. после выключения Инвертора, ИБП не отключают питание нагрузки, а продолжают работать в режиме Байпаса, контролируя входное напряжение.

ИБП серии Monolith RT мощностью 1 кВА — 3 кВА включают цепи электронного Байпаса только в случае перегрузки, перегрева или неисправности либо нажатием определенной комбинации кнопок лицевой панели.

ИБП серий Monolith II, Monolith RT мощностью 6 кВА — 20 кВА, Monolith XS/XL/XM предоставляют пользователю возможность установки (изменения) напряжения разрешенного Байпаса, т. е. пользователь может установить минимальное и максимальное значение напряжения для питания нагрузки через цепи электронного Байпаса.

Электронный автоматический Байпас относится к безопасному типу – появление на выходе ИБП встречного (обратного) напряжения исключено и контролируется самим ИБП.

На рис. 3.1 показано питание нагрузки в режиме двойного преобразования и через цепи электронного Байпаса.

Рис.3.1 Общий принцип организации электронного автоматического Байпаса

На рис.3.2 — 3.4 представлены структурные блок-схемы организации электронного Байпаса ИБП с различными конфигурациями напряжения.

Рис. 3.2 Электронный Байпас ИБП конфигурации “1 в 1” (однофазный вход и однофазный выход), где:
Q1 – входной автомат ИБП;
В — Выпрямитель;
И — Инвертор;
ЗУ — Зарядное устройство;
ЭБ — цепи электронного Байпаса;
L – входной и выходной фазный провода;
N – нейтральный провод;
GND – провод заземления.

Рис. 3.3 Электронный Байпас ИБП конфигурации “3 в 1” (трехфазный вход и однофазный выход), где:
Q1 – входной автомат ИБП (трехполюсный);
В — Выпрямитель;
И — Инвертор;
ЗУ — Зарядное устройство;
ЭБ — цепи электронного Байпаса;
A-B-C – входные фазные провода;
L – выходной фазный провод;
N – нейтральный провод;
GND – провод заземления.

Рис. 3.4 Электронный Байпас ИБП конфигурации “3 в 3” (трехфазный вход и трехфазный выход), где:
Q1 – входной автомат BYPASS (трехполюсный) – подача входного напряжения на входные цепи и цепи электронного Байпаса;
Q2 – входной автомат POWER (трехполюсный) — подача входного напряжения на функциональные блоки ИБП;
Q3 – выходной автомат;
OUTPUT (трехполюсный) — подача выходного напряжения на нагрузку;
В — Выпрямитель;
И — Инвертор;
ЗУ — Зарядное устройство;
ЭБ — цепи электронного Байпаса;
Ain-Bin-Cin – входные фазные провода;
Aout-Bout-Cout – выходные фазные провода
N – нейтральный провод;
GND – провод заземления.

Важные замечания:
— в режиме электронного Байпаса все узлы и внутренние блоки ИБП находятся под напряжением
— обслуживание и ремонт ИБП в данном режиме не возможны и запрещены;
— входное напряжение, коммутируемое цепями электронного Байпаса, анализируется входными цепями ИБП — некорректное входное напряжение не может попасть на нагрузку.

Встроенный Ручной (сервисный) Байпас

Наличие в составе ИБП встроенного переключателя Ручного Байпаса позволяет перевести нагрузку на питание входным напряжением без прерывания питания нагрузки и обесточить все внутренние цепи, узлы и блоки ИБП для проведения профилактических или ремонтных работ.

Замечание: при включенном переключателе Ручного Байпаса напряжение присутствует только на входных и выходных клеммах ИБП.

Конструктивно переключатель Ручного (Maintenance – сервисного) Байпаса может быть двух типов:

— Двухпозиционный переключатель (положения: UPS ↔ BYPASS) в моделях ИБП ELTENA серии Monolith К мощностью 10 кВА — 20 кВА. Переключатель расположен в специальном отсеке на задней панели ИБП и закрыт крышкой.

– Автомат (Maintenance breaker) Ручного сервисного ремонтного Байпаса в ИБП ELTENA серий Monolith XS/XL и в модульных ИБП серии Monolith XM. Автомат расположен на передней панели ИБП и закрыт крышкой или специальным запором, исключающими несанкционированное включение автомата Байпаса.

Ручной сервисный Байпас относится к опасному типу – возможно появление на выходе ИБП встречного (обратного) напряжения, что должно контролироваться обслуживающим персоналом.

Ниже, на рис. 4.1 – 4.3, приведены структурные блок-схемы ИБП различных конфигураций с переключателем (автоматом) Ручного Байпаса.

Рис. 4.1 Ручной и электронный Байпас ИБП конфигурации “1 в 1” (однофазный вход и однофазный выход), где:
Q1 – входной автомат ИБП;
Q4 – переключатель Ручного Байпаса;
В — Выпрямитель;
И — Инвертор;
ЗУ — Зарядное устройство;
ЭБ — цепи электронного Байпаса;
L – входной и выходной фазный провода;
N – нейтральный провод;
GND – провод заземления.

Внимание: Контроль байпасного напряжения при включении Ручного Байпаса не осуществляется.

Важное замечание: в ИБП ELTENA конфигурации “1 в 1” переключатели Ручного сервисного Байпаса не применяются.

Рис. 4.2 Ручной и электронный Байпас ИБП конфигурации “3 в 1” (трехфазный вход и однофазный выход), где:
Q1 – входной автомат ИБП (трехполюсный);
Q4 – переключатель Ручного Байпаса;
В — Выпрямитель;
И — Инвертор;
ЗУ — Зарядное устройство;
ЭБ — цепи электронного Байпаса;
А-В-С – входные фазные провода;
L – выходной фазный провод,
N – нейтральный провод;
GND – провод заземления.

Особенностью системы Байпаса в ИБП конфигурации “3 в 1” (трехфазный вход и однофазный выход) является коммутация цепями Байпаса (как встроенного электронного, так и Ручного сервисного) на выход только одной, первой, входной фазы.

Важное замечание: в связи с использованием в качестве байпасного напряжения только одной фазы, сечение входного провода по фазе, которая используется в качестве Байпаса, должно быть больше, чем сечение входных проводов по остальным фазам, и должно обеспечивать номинальный выходной ток (номинальную выходную мощность) ИБП.

Внимание: Контроль байпасного напряжения при включении Ручного Байпаса не осуществляется.

Рис.4.3 Ручной и электронный Байпас ИБП конфигурации “3 в 3” (трехфазный вход и трехфазный выход), где:
Q1 – входной автомат BYPASS (трехполюсный) — подача входного напряжения на входные цепи ИБП и цепи Байпаса;
Q2 – входной автомат POWER (трехполюсный) — подача входного напряжения на функциональные блоки ИБП;
Q3 – выходной автомат OUTPUT — подключение выходного напряжения к нагрузке;
Q4 (РБ) — автомат Ручного сервисного Байпаса;
ЭБ – цепи электронного встроенного Байпаса;
В (Выпрямитель),
ЗУ (зарядное устройство),
И (Инвертор) – функциональные блоки ИБП;
Ain, Bin, Cin – входные фазные провода;
Aout, Bout, Cout – выходные фазные провода;
N – нейтральный провод,
GND – провод заземления.

В качестве переключателя Ручного сервисного Байпаса в трехфазных ИБП ELTENA применяются специальные автоматы ”Maintenance” (обслуживание), расположенные, как правило, на передней панели, вместе с входными, батарейным и выходным автоматом. Автомат Ручного Байпаса закрыт крышкой или специальным фиксатором, исключающими несанкционированное включение Ручного Байпаса.

Применение переключателя Ручного сервисного Байпаса.

ВНИМАНИЕ: Включение/выключение переключателя (автомата) Ручного сервисного Байпаса должно выполняться квалифицированным инженерно-техническим персоналом в строгой последовательности с постоянным контролем состояния и режима работы ИБП.

Важные замечания по применению Ручного сервисного Байпаса:

— использование переключателя Ручного сервисного Байпаса разрешено только квалифицированному обслуживающему персоналу.

— при включении переключателя Ручного сервисного Байпаса на входных и выходных клеммах ИБП остается высокое напряжение.

— некорректное включение переключателя Ручного Байпаса может вызвать появление на выходных клеммах ИБП «встречного» (обратного) напряжения, что приведет к выходу ИБП из строя.

— штатное положение переключателя Ручного Байпаса — “UPS”. В положение “BYPASS” переключатель переводится только на время проведения сервисных работ. После окончания сервисных работ переключатель должен быть возвращен в положение “UPS”. При работе ИБП в штатном режиме двойного преобразования переключатель (автомат) Ручного Байпаса должен быть закрыт крышкой (зафиксирован).

Порядок включения/выключения переключателя (автомата) Ручного сервисного Байпаса. Переключатель (автомат) Ручного сервисного Байпаса применяется для обеспечения непрерывного питания нагрузки во время отключения ИБП при проведении профилактических или сервисных работ.

При этом необходимо выполнить два условия:

1) Питание нагрузки не должно прерываться.
2) На выходе ИБП не должно быть «встречного», обратного напряжения.

Эти условия выполняются при соблюдении строгой последовательности включения коммутирующих устройств системы Ручного сервисного Байпас. Ниже приведена последовательность включения/выключения переключателя Ручного сервисного Байпаса на примере ИБП ELTENA Monolith K2000LT конфигурации “3 в 1” (рис. 4.2).

Включение режима Ручного сервисного Байпаса:

Исходное состояние:
— Включен Q1 (входной автомат ИБП);
— ИБП работает в режиме двойного преобразования;
— Входное напряжение корректно по амплитуде и частоте;
— Нагрузка питается «чистым» напряжением через функциональные блоки ИБП по цепи: А-В-С-N (входная сеть) → Q1 (входной автомат) → В (Выпрямитель) → И (Инвертор) → L (выход на нагрузку).

1. Перевести ИБП из режима двойного преобразования в режим Электронного Байпаса — выключить Инвертор нажатием кнопки OFF на лицевой панели.

ИБП перейдет в режим Электронного Байпаса. Нагрузка без перерыва питается входным напряжением от входной фазы А по цепи: А (входная сеть) → Q1 (входной автомат) → ЭБ (Электронный Байпас) → L (выход на нагрузку). При этом входное напряжение, передаваемое через цепи электронного Байпаса, контролируется ИБП.

2. Демонтировать крышку автомата Q4 (”Maintenance”) на задней панели ИБП (для ИБП других моделей демонтировать крышку отсека переключателя Ручного Байпаса).

3. Включить автомат Q4 РБ (”Maintenance”), перевести его в положение ”Maintenance ON”. Для ИБП других моделей перевести переключатель Ручного Байпаса из положения ”UPS” в положение ”BYPASS”. Нагрузка без перерыва продолжает питается входным напряжением от входной фазы А по двум параллельным цепям: — А (входная сеть) → Q1 (входной автомат) → ЭБ (Электронный Байпас) → L (выход на нагрузку) и по цепи: А (входная сеть) → Q4 (Ручной Байпас) → L (выход на нагрузку).

4. Выключить входной автомат Q1. Отключить аккумуляторные батареи. Внутренние узлы и блоки ИБП полностью обесточены, нагрузка питается входным напряжением по цепи: А (входная сеть) → Q4 (Ручной Байпас) → L (выход на нагрузку). В этом режиме напряжение присутствует только на входных и выходных клеммах ИБП и возможно безопасное проведение профилактических работ.

Выключение режима Ручного сервисного Байпаса:

Исходное состояние:
— Выключен Q1 (входной автомат ИБП);
— ИБП работает в режиме Ручного Байпаса;
— Входное напряжение корректно по амплитуде и частоте;
— Нагрузка питается входным напряжением через переключатель Ручного сервисного Байпаса по цепи (см. рис.4.2): А (входная сеть) → Q4 (Ручной Байпас) → L (выход на нагрузку).

1. Подключить аккумуляторные батареи. Включить входной автомат Q1. Входное напряжение поступает на входные цепи ИБП, включается режим Электронного Байпаса и нагрузка без перерыва продолжает питаться входным напряжением по двум параллельным цепям:
— А (входная сеть) → Q4 (Ручной Байпас) → L (выход на нагрузку);
— А (входная сеть) → Q1 (входной автомат) → ЭБ (Электронный Байпас) → L (выход на нагрузку).

2. Выключить автомат Q4 РБ (”Maintenance”), перевести его в положение ”Maintenance OFF”. Для ИБП других моделей перевести переключатель Ручного Байпаса из положения ”BYPASS” в положение ”UPS”. Нагрузка без перерыва продолжает питается входным напряжением от входной фазы А по цепи: — А (входная сеть) → Q1 (входной автомат) → ЭБ (Электронный Байпас) → L (выход на нагрузку). Выходное напряжение контролируется входными цепями ИБП.

3. Установить крышку автомата Q4 (”Maintenance”) за задней панели ИБП (для ИБП других моделей установить крышку отсека переключателя Ручного Байпаса).

ВНИМАНИЕ: дальнейшие действия без установленной и закрепленной крышки отсека переключателя Ручного Байпаса недопустимы.

4. Перевести ИБП из режима Электронного Байпаса в режим двойного преобразования

Включить Инвертор нажатием кнопки ON на лицевой панели. ИБП перейдет в режим работы от Инвертора (режим двойного преобразования). Нагрузка без перерыва питается «чистым» выходным напряжением Инвертора по цепи: А-В-С-N (входная сеть) → Q1 (входной автомат) → В (Выпрямитель) → И (Инвертор) → L (выход на нагрузку) и полностью защищена ИБП. В ИБП конфигурации ”1 в 1 ” и ”3 в 3” встроенный переключатель Ручного сервисного Байпаса применяется аналогичным образом.

Важное предупреждение: встроенный переключатель Ручного сервисного Байпаса предназначен для проведения профилактических и сервисных работ (профилактика, чистка, замена батарей и проч.). При этом напряжение присутствует на входных и выходных клеммах ИБП, что исключает возможность полного демонтажа ИБП для снятия его с места постоянной эксплуатации или проведения ремонтных работ без прерывания питания нагрузки.

Внешний Ручной (ремонтный) Байпас

Наличие в системе бесперебойного питания переключателя (автомата) Внешнего ручного ремонтного Байпаса позволяет полностью обесточить ИБП, включая отсутствие напряжения на входных и выходных клеммах, не прерывая питания нагрузки.

ВНИМАНИЕ: переключатель Внешнего ремонтного Байпаса должен быть предусмотрен на этапе проектирования системы бесперебойного питания и смонтирован на этапе монтажа и подключения ИБП.

Конструктивно Внешний Байпас может быть исполнен как в специальных корпусах (шкафы, отдельные блоки и т. п.), поставляемых как опциональное оборудование, так и в составе электрораспределительного щита. В данном случае будет рассмотрена организация Внешнего Ручного Байпаса на распределительном щите.

Для правильной организации системы бесперебойного питания и повышения удобства эксплуатации рекомендуется на распределительном щите установить индивидуальный вводной автомат ИБП (QF1 рис. 5.1 — 5.3), индивидуальный выводной автомат ИБП (QF2 рис. 5.1 — 5.3) и автомат (переключатель) Внешнего Ручного ремонтного Байпаса (QF3 рис. 5.1 — 5.3).

Наличие перечисленных устройств защиты и коммутации позволяет безопасно переключить питание нагрузки на входное напряжение и полностью отключить ИБП, вплоть до демонтажа с места постоянной эксплуатации для отправки в ремонтную организацию, без прерывания питания нагрузки. При применении Внешнего Ручного Байпаса напряжение отсутствует не только на внутренних узлах и блоках, но и, что очень важно для безопасности проводимых работ, на входных и выходных клеммах ИБП.

Внешний Ручной ремонтный Байпас относится к опасному типу – возможно появление на выходе ИБП «встречного» (обратного) напряжения, что должно контролироваться обслуживающим персоналом.

Ниже, на рис. 5.1 ~ 5.3, приведены структурные блок-схемы ИБП различных конфигураций с автоматом (переключателем) Внешнего Ручного Байпаса.

Рис.5.1 Организация Внешнего Ручного Байпаса ИБП конфигурации ”1 в 1”, где:
QF1 – индивидуальный вводной автомат ИБП;
QF2 — индивидуальный выводной автомат ИБП;
QF3 – автомат (переключатель) Внешнего Ручного Байпаса;
Q1 – входной автомат ИБП;
Q4 – автомат (переключатель) встроенного Ручного сервисного Байпаса;
ЭБ — цепи встроенного электронного Байпаса;
В (Выпрямитель),
И (Инвертор),
ЗУ (Зарядное Устройство) — функциональные блоки ИБП;
L- входной и выходной фазный провод;
N – нейтральный провод,
GND – заземление.

Рис.5.2 Организация Внешнего Ручного Байпаса ИБП конфигурации ”3 в 1”, где:
QF1 – индивидуальный вводной автомат ИБП;
QF2 — индивидуальный выводной автомат ИБП;
QF3 – автомат (переключатель) Внешнего Ручного Байпаса;
Q1 – входной автомат ИБП;
Q4 (РБ) – автомат (переключатель) встроенного Ручного сервисного Байпаса;
ЭБ — цепи встроенного электронного Байпаса;
В (Выпрямитель),
И (Инвертор),
ЗУ (Зарядное Устройство) — функциональные блоки ИБП;
А, В, С — входные фазные провода;
L – Выходной фазный провод;
N – нейтральный провод,
GND – заземление.

Особенностью системы Байпаса ИБП конфигурации “3 в 1” (трехфазный вход и однофазный выход) является коммутация цепями Байпаса (встроенного электронного, встроенного Ручного сервисного и Внешнего Ручного ремонтного) на выход только одной, первой, входной фазы.

Рис.5.3 Организация Внешнего Ручного Байпаса ИБП конфигурации ”3 в 3”, где:
QF1 – индивидуальный вводной автомат ИБП;
QF2 — индивидуальный выводной автомат ИБП;
QF3 – автомат (переключатель) Внешнего Ручного Байпаса;
Q1 (BYPASS) – входной автомат Байпаса ИБП — подача входного напряжения на входные цепи;
Q2 (POWER) – входной автомат ИБП — подача входного напряжения на функциональные блоки ИБП;
Q3 (OUTPUT) — — подключение выходного напряжения к нагрузке;
Q4 (РБ) – автомат (переключатель) встроенного Ручного сервисного Байпаса;
ЭБ — – цепи электронного встроенного Байпаса;
В (Выпрямитель),
И (Инвертор),
ЗУ (Зарядное Устройство) — функциональные блоки ИБП;
Ain, Bin, Cin – входные фазные провода;
Aout, Bout, Cout – выходные фазные провода;
N – нейтральный провод,
GND – провод заземления.

Примечание: номинал автомата QF3 Внешнего Ручного Байпаса (мощность контактов переключателя Внешнего Ручного Байпаса) выбирается в соответствии с величиной нагрузки, которая запитывается через эти коммутирующие устройства.

Применение автомата (переключателя) Внешнего Ручного ремонтного Байпаса.

ВНИМАНИЕ: Включение/выключение автомата (переключателя) Внешнего Ручного ремонтного Байпаса должно выполняться квалифицированным инженерно- техническим персоналом в строгой последовательности с постоянным контролем состояния и режима работы ИБП.

Важные замечания по применению Внешнего Ручного ремонтного Байпаса:
— Использование переключателя Внешнего Ручного ремонтного Байпаса разрешено только квалифицированному обслуживающему персоналу.
— Штатное положение автомата (переключателя) Внешнего Ручного Байпаса — “UPS”. В положение “BYPASS” переключатель переводится только на время проведения ремонтных работ. После окончания ремонтных работ переключатель должен быть возвращен в положение “UPS”.

При работе ИБП в штатном режиме двойного преобразования автомат (переключатель) Внешнего Ручного Байпаса должен быть закрыт крышкой (зафиксирован).

ВНИМАНИЕ: Несанкционированное, некорректное включение автомата (переключателя) Внешнего Ручного Байпаса при работе ИБП в режиме двойного преобразования может привести к одновременному появлению на выходных клеммах входного переменного напряжения через цепи Байпаса и выходного напряжения Инвертора, т. е. «встречного», обратного напряжения, что вызовет выход ИБП из строя.

Порядок включения/выключения автомата (переключателя) Внешнего Ручного Байпаса.

Автомат (переключатель) Внешнего Ручного Байпаса применяется для обеспечения непрерывного питания нагрузки на время отключения и демонтажа ИБП при проведении профилактических, сервисных или ремонтных работ. При этом необходимо выполнить два условия:
1. Питание нагрузки не должно прерываться.
2. На выходе ИБП не должно быть «встречного», обратного напряжения.

Эти условия выполняются при соблюдении строгой последовательности включения коммутирующих устройств системы Внешнего Ручного ремонтного Байпас.

Ниже приведена последовательность включения/выключения автомата (переключателя) Внешнего Ручного ремонтного Байпаса на примере ИБП ELTENA Monolith XL40 конфигурации “3 в 3” (рис. 5.3).

Включение режима Внешнего Ручного ремонтного Байпаса (по рис.5.3):

Исходное состояние:
— Включен QF1 (вводной автомат ИБП);
— Входное напряжение корректно по амплитуде и частоте;
— Включен Q1 (BYPASS);
— Включен Q2 (Power);
— Включен Q3 (OUTPUT);
— Включен QF2 (выводной автомат ИБП);
— ИБП работает в режиме двойного преобразования;
— Нагрузка питается «чистым» напряжением через функциональные блоки ИБП по цепи: Аin-Вin-Сin-N (входная сеть) → QF1 (вводной автомат) → Q2 (Power) → В (Выпрямитель) → И (Инвертор) → Q3 (OUTPUT) → QF2 (выводной автомат) → Аout-Вout-Сout-N (выход на нагрузку). См. рис. 5.3.

1. Перевести ИБП из режима двойного преобразования в режим Электронного Байпаса — выключить Инвертор нажатием кнопок OFF на лицевой панели. ИБП перейдет в режим Электронного Байпаса. Нагрузка без перерыва питается входным напряжением по цепи: Аin-Вin-Сin-N (входная сеть) → QF1 (вводной автомат) → Q1 (BYPASS) → ЭБ (цепи электронного Байпаса → Q3 (OUTPUT) → QF2 (выводной автомат) → Аout-Вout-Сout-N (выход на нагрузку). Проконтролировать режим работы ИБП по индикации лицевой панели. При этом входное напряжение, передаваемое через цепи электронного Байпаса, контролируется ИБП.

2. Демонтировать крышку крышку автомата QF3 (Внешний Байпас) на распределительном щите (если автомат Внешнего Байпаса зафиксирован — снять фиксатор).

3. Включить автомат QF3 (ВБ) на распределительном щите (перевести переключатель Внешнего Байпаса в соответствующее положение). Нагрузка без перерыва продолжает питается одним и тем же входным напряжением по двум параллельным цепям:
— Аin-Вin-Сin-N (входная сеть) → QF1 (вводной автомат) → Q1 (BYPASS) → ЭБ (цепи электронного Байпаса → Q3 (OUTPUT) → QF2 (выводной автомат) → Аout-Вout-Сout-N (выход на нагрузку);
— Аin-Вin-Сin-N (входная сеть) → QF3 (автомат Внешнего Байпаса) → Аout-Вout-Сout-N (выход на нагрузку).

4. Выключить Q1, Q2 и Q3 (входные и выходной автоматы ИБП). Нагрузка без перерыва питается входным напряжением по цепи Внешнего Ручного Байпаса: Аin-Вin-Сin-N (входная сеть) → QF3 (ВБ) → Аout-Вout-Сout-N (выход на нагрузку). ИБП полностью обесточен, напряжение присутствует только на входных и выходных клеммах ИБП. Входное напряжение, передаваемое через цепи Внешнего Ручного Байпаса, не контролируется.

5. Выключить вводной (QF1) и выводной (QF2) автоматы на распределительном щите. Напряжение отсутствует на входных и выходных клеммах ИБП — возможно полное отключение ИБП и его демонтаж. Нагрузка питается входным напряжением, не контролируемым ИБП.

Выключение режима Внешнего Ручного Байпаса (по рис.5.3)

Исходное состояние:
— Включен автомат QF3 (ВБ);
— Нагрузка питается входным напряжением по цепи: Аin-Вin-Сin-N (входная сеть) → QF3 (ВБ) → Аout-Вout-Сout-N (выход на нагрузку).
— Клеммы ИБП полностью обесточены.

1. Включить вводной (QF1) и выводной (QF2) автоматы на распределительном щите. На входных и выходных клеммах ИБП появилось входное напряжение. Нагрузка продолжает работать от входного напряжения через цепь Внешнего Байпаса.

2. Включить входной автомат ИБП Q1 (BYPASS). ИБП включится в режиме работы Электронного Байпаса. Прибором проверить напряжение на верхних выводах автомата Q3 (OUTPUT) и его соответствие входному напряжению (на нижних выводах автомата Q3).

3. Включить выходной автомат Q3. ИБП работает в режиме встроенного Электронного статического Байпаса и нагрузка питается по двум параллельным цепям:
— Аin-Вin-Сin-N (входная сеть) → QF1 (вводной автомат) → Q1 (BYPASS) → ЭБ (цепи электронного Байпаса → Q3 (OUTPUT) → QF2 (выводной автомат) → Аout-Вout-Сout-N (выход на нагрузку);
— Аin-Вin-Сin-N (входная сеть) → QF3 (автомат Внешнего Байпаса) → Аout-Вout-Сout-N (выход на нагрузку).

4. Выключить автомат QF3 (ВБ) Внешнего Ручного Байпаса. Нагрузка питается входным напряжением, контролируемым цепями встроенного Электронного (статического) Байпаса по цепи: Аin-Вin-Сin-N (входная сеть) → QF1 (вводной автомат) → Q1 (BYPASS) → ЭБ (цепи электронного Байпаса → Q3 (OUTPUT) → QF2 (выводной автомат) → Аout-Вout-Сout-N (выход на нагрузку);

5. Закрыть крышку (зафиксировать) автомат QF3 (ВБ).

6. Выполнить дальнейшее включение ИБП от входного напряжения (включить входной автомат Q2 и т. д.) в точном соответствии с процедурой включения, описанной в Руководстве по эксплуатации на конкретный ИБП.

7. После включения Инвертора (кнопки ON на лицевой панели) ИБП синхронизирует свое выходное напряжение Инвертора с входным и переключится в режим двойного преобразования и будет питать нагрузку «чистым» напряжением через функциональные блоки ИБП по цепи: Аin-Вin-Сin-N (входная сеть) → QF1 (вводной автомат) → Q2 (Power) → В (Выпрямитель) → И (Инвертор) → Q3 (OUTPUT) → QF2 (выводной автомат) → Аout-Вout-Сout-N (выход на нагрузку). Таким образом, на время проведения ремонтных работ ИБП был полностью обесточен, но нагрузка продолжала непрерывно работать от входного напряжения.

Техническая поддержка ИБП ELTENA

Технический отдел ООО «Интеллиджент Пауэр»
Email: support@eltena.com
Тел.: +7 (499) 940-95-70 (08.30 — 18.00 МСК)
Моб.: +7 916-112-17-70 (08.30 — 18.00 МСК)

Байпас ибп: что это, функции и принцип работы, назначение, виды и особенности

Менеджеры компании с радостью ответят на ваши вопросы, произведут расчет стоимости услуг и подготовят индивидуальное коммерческое предложение.

Сообщение отправлено
Спасибо, что выбираете нас!
Мы уже ищем ответ на Ваш вопрос.

16 марта 2023

ИБП предназначен для обеспечения автономной работы ответственных потребителей, поэтому у него должны быть конкретные функции и опции, обеспечивающие увеличение показателя надежности всей системы подачи электрической энергии. Одной из подобных опций служит байпас. Далее он будет рассмотрен подробно.

Оглавление

Особенности

Байпас (от англ. bypass – обход) выступает в качестве одного из необходимых режимов функционирования источника бесперебойного питания. Важна характеристика компонента состоит в том, что для электроснабжения подсоединенных приборов используется обходной путь, то есть непосредственно от внешней сети. За обеспечение режима отвечает внутренний блок ИБП либо наружный модуль, создающий цепи, проходящие минуя бесперебойник при подсоединении к нему. Байпас необходим для поддержания полноценной работы нагрузки в случае нештатных ситуаций при использовании ИБП, а также при выполнении обслуживания, конфигурирования или ремонта. В определенных моделях ИБП посредством байпаса обеспечивается экономия электрической энергии – если ее качество на входе удовлетворительное, тогда нагрузка автоматически транслируется на питание от наружной сети, поэтому удается снизить потери электроэнергии на элементы силовой части. Этот режим получил название экономичный.

Виды байпаса ИБП

Обычно ИБП средней и малой мощности содержат байпас в качестве внутреннего компонента системы. Аналогичный компонент имеется у более мощных моделей, которые поддерживают подсоединение наружных шкафов или модулей байпаса. Если это внутренний компонент системы, то он отвечает за пуск напряжения исключительно в обход силовой части ИБП, а наружный модуль либо шкаф целиком обесточивает устройство, снимает напряжение с его клемм на входе и на выходе. Байпасы различаются по методу коммутации и назначению:

• Механический. Цепь ИБП, используемая для обхода, активируется посредством рубильника, контактора, переключателя или иного компонента с механическим управлением. Обычно этот метод предполагает переход в байпасный режим вручную.
• Статический или электронный. Для перехода на резервную цепь обхода требуется электронный ключ. Для запуска коммутации используется автоматический режим или это происходит посредством управления пользователем.
• Сервисный. Это наружный блок, у которого имеется коммутатор с механическим управлением. Есть электронные модели с сенсорным либо кнопочным запуском. Этот вид назвали сервисным, так как с его помощью легко переключить подачу питание от сети, чтобы провести ремонт или техническое обслуживание компонентов.

Байпас в ИБП разных типов

Можно рассмотреть специфику функционирования байпаса в ИБП различных видов:

• Резервные ИБП (off-line). В нем не предполагается наличие байпаса, так как при доступе к входному напряжению с допустимыми параметрами устройства получает нагрузку непосредственно от сети, параметры не будут корректироваться.
• Линейно-интерактивные ИБП. У бюджетных образцов не предусмотрен байпас, так как базовый подход к их работе схож с офлайн моделями. При допустимом напряжении в сети электропитания оно транслируется на нагрузку, а при недопустимом оборудование переводится в режим батареи. В дорогостоящих корпоративных моделях может присутствовать ручной байпас.
• ИБП двойного преобразования. Важным блоком выступает автоматический электронный байпас. Это связано с тем, что поломка или перегрузка преобразователей силовой схемы не должна становиться причиной обесточивания электрической нагрузки. Определенные модели снабжаются комбинированной электронно-механической схемой, которая состоит из сочетания автоматического и ручного байпаса.

ИБП от ГК «Штиль»

Компания «Штиль» является российским предприятием, выпускающим системы электропитания. Компания поставляет такие источники бесперебойного питания, эксплуатируемые повсеместно:

• Однофазные устройства напольного, настенного, стоечного и универсального типа с показателем мощности на выходе 0,25-10 кВА;
• Конфигурация 3 в 1 – трехфазный вход и однофазный выход, стоечного и напольного исполнения с выходами 10-20 кВА;
• Трехфазные модели шкафного и напольного исполнения с мощностью на выходе 10-500 кВА.
• Все устройства работают на базе технологии двойного преобразования, которая позволяет обеспечить:
• Входное напряжение стабилизируется в диапазоне 90-310 В с высоким показателем точности, при этом нет перехода на работу от аккумуляторов;
• Бесперебойное моментальное переключение электропитания на аккумулятор в случае отключения электрической сети либо при пересечении напряжением диапазона стабилизации;
• Питание подсоединенных потребителей напряжением с идеальной синусоидой в каждом рабочем режиме.

Технические параметры всех этих ИБП позволяют эксплуатировать их даже для потребителей с электрочувствительной нагрузкой.

Соответственно тому, какая модель ИБП «Штиль» используется, в ней могут быть встроены аккумуляторы или предполагаться возможность подсоединения внешних аккумуляторов, которые обеспечат нагрузку автономным электроснабжением на продолжительный период.

Можно рассмотреть, какие типы байпасов предусматриваются в онлайн ИБП «Штиль».

Байпас в ИБП от ГК «Штиль»

ГК «Штиль» выпускает модели ИБП, которые могут гарантировать питание без перебоев, а также предохраняют от нестабильного напряжения в сети все виды нагрузок, в том числе, критически значимые. У приборов предусмотрены все опции, необходимые для увеличения показателя производительности и надежности систем электропитания. Имеется и байпас, который в плане функционала частично схож во всех моделях, а частично его функционал продиктован фазностью оборудования.

Автоматический и ручной байпас ИБП

У каждой однофазной модели ИБП от ГК «Штиль» используется встроенный электронный автоматический байпас. Он необходим для безразрывного перевода электроснабжения нагрузки с ИБП на сеть на входе, поэтому срабатывает при поломке силовой части или при перегрузке оборудования. После автоматического перехода на байпас не останавливается контроль со стороны ИБП параметров сети, поэтому нагрузка будет обесточена при выходе питающего напряжения за конкретные границы.

Можно перевести на байпас принудительно посредством меню ЖК-дисплея и клавиатуры или посредством ПО удаленного мониторинга.

При принудительном переводе на байпас не будет работать защита от пониженного или повышенного напряжения в сети.

Трехфазные ИБП «Штиль» снабжены не только электронным байпасом, но и ручным. Он обеспечивает переключение нагрузки на сеть при сервисном обслуживании бесперебойника, которое можно выполнить без прекращения электропитания потребителя.

ECO-режим ИБП

Все модели ИБП «Штиль» дополнены режимом ECO, который обеспечивает экономию электроэнергии при нормальном электроснабжении. Когда он активирован, устройство питает нагрузку посредством цепи электронного байпаса, при этом реализован непрерывной контроль параметров сети на входе. При их выходе за назначенные границы происходит моментальный переход ИБП на работу через силовую часть, поэтому напряжение стабилизируется.

Внешний байпас

Выпускается большое разнообразие модулей и шкафов внешнего байпаса, которые рассчитаны на совместное подключение с трехфазными и однофазными источниками бесперебойного питания. Это оборудование обеспечивает безразрывное ручное переключение электроприбора с выходом ИБП на входную сеть, при это можно заниматься сервисным обслуживанием или полностью заменить ИБП, не прекращая питание потребляющих устройств.

Наши специалисты ответят на любой интересующий Вас вопрос

Что такое источник бесперебойного питания (ИБП). Термины и определения

На территории Российской Федерации действует государственный стандарт ГОСТ 13109-97 («Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения»), оценивающий качество электрической энергии (КЭ) по 10 показателям.
Основными, из которых являются:
— напряжение 380В (для трехфазных сетей) и 220В (для однофазных);
— допустимое отклонение +/-5%, предельно допустимое +/-10%;
— частота 50 Гц, предельно допустимое отклонение частоты +/-0,4 Гц;
— нормально допустимое значение коэффициента нелинейных искажений 6%, предельно допустимое -20%.
К основным неполадкам сетевого электропитания относятся:
— полное пропадание напряжения в сети (авария в сети);
— долговременные и кратковременные проседания и всплески напряжения;
— высоковольтные импульсные помехи;
— высокочастотный шум;
-отклонение частоты за пределы допустимых значений.
Наиболее распространенным видом неполадок в больших городах являются долговременные проседания напряжения, а в сельской местности к ним добавляются аварии в электросети и высоковольтные импульсные помехи, вызванные атмосферным электричеством. Следует иметь в виду, что далеко не каждое оборудование способно выдерживать даже допустимый по ГОСТу КНИ 20%.

Критичная нагрузка (Critical Load)

Нагрузка, чувствительная к неполадкам в электросети, грозящим выходом оборудования из строя, нарушением технологического процесса или утратой важной информации. Чтобы предотвратить подобные случаи, для питания такой нагрузки (файловых серверов, рабочих станций, персональных компьютеров, телекоммуникационного и офисного оборудования и др.) следует применять ИБП.

Источник бесперебойного питания (ИБП) UPS

Устройство, применяемое для защиты оборудования от проблем с питающим напряжением (пропаданием, отклонения от номинала, импульсных помех и др.), использующее для аварийного питания нагрузки энергию аккумуляторных батарей. Основной задачей является поддержание работоспособности критичного оборудования при авариях сетевого напряжения, продолжающихся от нескольких минут до нескольких суток в зависимости от мощности нагрузки и емкости батарейного комплекта. Этого времени достаточно либо для устранения неполадок в линии электропередачи, либо для штатного отключения критичной нагрузки.

Активная мощность

Полезная мощность, отбираемая нагрузкой, в том числе и ИБП, из электросети и преобразуемая в энергию любого иного вида (механическую, тепловую, электрическую, электромагнитную и др.). Вычисляется как усредненный по периоду сигнала определенный интеграл произведения мгновенных значений входного тока и напряжения. Единица измерения: Вт (Ватт).

Полная мощность

Кажущаяся потребляемая нагрузкой (например, ИБП) суммарная мощность с учетом активной и реактивной ее составляющих, а также отклонения формы тока и напряжения от гармонической.

Вычисляется как произведение среднеквадратичных значений входного тока и напряжения. Единица измерения: ВА (Вольт х Ампер).

ИБП резервного типа (Off-line или Standby)

Источник бесперебойного питания, выполненный по схеме с коммутирующим устройством, которое в нормальном режиме работы обеспечивает подключение нагрузки непосредственно к внешней питающей электросети, а в автономном — переводит ее на питание от аккумуляторных батарей.

Достоинством ИБП резервного типа является его простота и невысокая стоимость, а недостатком — не нулевое время переключения (~4 мс) на батареи и более интенсивная эксплуатация аккумуляторов, так как устройство переходит в автономный режим при любых неполадках в электросети. ИБП резервного типа, как правило, имеют небольшую мощность и применяются для обеспечения бесперебойного электропитания отдельных устройств (персональных компьютеров, рабочих станций, офисного оборудования) в районах с хорошим качеством электрической сети.

Off-Line (Standby) Нормальный режим работы	Off-Line (Standby) Автономный режим работы

Линейно-интерактивный ИБП (Line-Interactive)

Источник бесперебойного питания, выполненный по схеме с коммутирующим устройством (Off-line) и дополненной автоматическим регулятором напряжения (AVR) на основе автотрансформатора с переключаемыми обмотками (ступенчатым стабилизатором).

Основное преимущество линейно-интерактивного ИБП по сравнению с источником резервного типа заключается в том, что он способен обеспечить нормальное функционирование нагрузки при повышенном или пониженном напряжении электросети (наиболее распространенный вид неполадок в отечественных электросетях) без перехода в автономный режим, что позволяет продолжать работу от сети, экономя энергию батарей и избегая простоев оборудования. Недостатком линейно-интерактивной схемы является не нулевое время переключения (~4 мс) нагрузки на питание от батарей. Линейно-интерактивные ИБП делятся на 2 основных класса по типу инвертора:
1) со ступенчатой аппроксимацией синусоиды (в батарейном режиме). Эти ИБП могут применяться только для защиты оборудования с импульсными блоками питания, некритичными к форме напряжения;
2) с синусоидальным выходным напряжением.
Также ИБП можно применять для защиты любого оборудования, допускающего время переключения порядка 4 мс, в том числе, оборудования с трансформаторными блоками питания. В модельном ряду ELTENA (INELT) к первому типу относятся все ИБП Smart Station, ко второму — все ИБП intelligent.

Line-Interactive (нормальный режим работы)	Line-Interactive (автономный режим работы)

Автоматический регулятор напряжения Automic Voltage Regulator (AVR)

Автоматический регулятор напряжения, построенный на основе автотрансформатора с переключаемыми обмотками (см.рисунки). Применяется в ИБП, собранных по линейно-интерактивной схеме, для ступенчатой корректировки входного напряжения в сторону его повышения (пониженное входное напряжение) или понижения (повышенное входное напряжение). AVR расширяет диапазон входных напряжений, при которых ИБП обеспечивает нормальное питание нагрузки без перехода в автономный режим работы.

У ИБП ELTENA (INELT) Smart Station DOUBLE диапазон изменения входного напряжения, при котором ИБП не переходит на батареи, продолжая питать нагрузку от сети, составляет 140-280В, что позволяет избегать простоев в условиях длительных просадок напряжения.

Нормальный режим	Режим повышения (boost)	Режим понижения (buck)

ИБП с двойным преобразованием напряжения (On-line)

Схема On-Line подразумевает, что поступающее на вход ИБП переменное сетевое напряжение преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем с помощью инвертора снова в переменное. Аккумуляторная батарея, постоянно включенная между выпрямителем и инвертором, питает последний при отсутствии входного напряжения. Схема On-Line обеспечивает идеальное выходное напряжение при любых неполадках в электросети. Она характеризуется нулевым временем переключения из нормального режима в автономный и обратно без переходных процессов в выходном напряжении.

Другим существенным преимуществом ИБП с двойным преобразованием напряжения является наличие обходной цепи (Байпаса), что позволяет при перегрузке по выходу ИБП, перегреве или выходе инвертора ИБП из строя переводить нагрузку на питание от входной сети, избегая ее отключения. Кроме того, многие ИБП с двойным преобразованием (в том числе, все выпускаемые в настоящее время ИБП ELTENA (INELT) Monolith мощностью 6 кВА и выше) допускают объединение в параллельные системы с резервированием и/или наращиванием мощности, что дает возможность строить системы бесперебойного питания высочайшей надежности.
К недостаткам схемы On-Line относятся ее сравнительная сложность, более высокая стоимость, а также энергетические потери на двойном преобразовании напряжения. Необходимо заметить, что защита наиболее критичных устройств, таких, как серверы, телекоммуникационное оборудование, АСУ ТП, рекомендуется осуществлять только с использованием ИБП со схемой On-Line. В модельном ряду ELTENA (INELT) по схеме On-Line с двойным преобразованием напряжения построены все ИБП Monolith.

On-Line (нормальный режим работы)	On-Line (автономный режим работы)

ИБП с выходным изолирующим трансформатором

Инверторы с выходным изолирующим трансформатором применяются в ИБП средней и большой мощности с двойным преобразованием напряжения (On-Line) и предназначенных для работы с широким перечнем нагрузок.

Основные преимущества ИБП с выходным изолирующим трансформатором:
— Возможность работы с нагрузками любых типов, имеющих различные коэффициенты мощности, пусковые токи и т.п.
— Стабильность выходных параметров, как при статической, так и динамической нагрузке.
— Гальваническая изоляция увеличивает помехозащищенность нагрузки.
— Более высокая надежность.
Основные недостатки ИБП с выходным изолирующим трансформатором является следствием его достоинств:
— Большие габариты и вес по сравнению с бестрансформаторными ИБП.
— Более высокая стоимость.
ИБП с выходным изолирующим трансформатором (преимущественно трехфазные, мощностью 20 кВА и выше) большой мощности применяются для защиты наиболее ответственного оборудования, требующего надежной защиты.
В модельном ряду ELTENA (INELT) по схеме с выходным изолирующим трансформатором построены ИБП серии Monolith XL.

Бестрансформаторные ИБП On-Line с высокочастотным инвертором.

Бестрансформаторные инверторы применяются в ИБП малой, средней и ограниченно большой мощности (не более 100 кВА . 200 кВА), построенных по схеме On-Line с двойным преобразованием напряжения. В модельном ряду ELTENA (INELT) по бестрансформаторной схеме построены ИБП серий Monolith II, Monolith M, Monolith X.

Основные преимущества бестрансформаторных схем:
1. Малые габариты и вес.
2. Обычно более низкая цена.
3. Относительно высокий КПД.
Основные недостатки бестрансформаторных схем:
1. Ниже перегрузочная способность и общая надежность ИБП.
Благодаря высоким потребительским свойствам и сравнительно доступным ценам бестрансформаторные ИБП практически полностью вытеснили ИБП с выходным трансформатором с рынка однофазных ИБП мощностью до 20 кВА.

Выпрямитель (Rectifier)

Устройство, преобразующее переменное напряжение электросети в постоянное. Однофазные ИБП оснащаются 2- или -4-импульсными выпрямителями, а трехфазные ИБП — 6-, 12- или 24-импульсными. Существуют следующие основные типы выпрямителей, используемых в ИБП:

— Тиристорный управляемый (классический 6-импульсный);
— Тиристорный управляемый составной индуктивный (12-импульснй).
— На мощных полевых транзисторах (MOSFET) с активной коррекцией входного коэффициента мощности (APFC).
IGBT — выпрямитель с активной коррекцией входного коэффициента мощности (APFC) и низким КНИ входного тока. Примечание: все упомянутые типы выпрямителей обладают функцией активной или пассивной) коррекции входного коэффициента мощности (APFC/PFC).
Тиристорные 6-импульсные выпрямители обладают не самым высоким коэффициентом мощности, поэтому при выборе мощных ИБП часто стоит потратить дополнительные деньги на 12-импульсный выпрямитель, особенно, если Вы используете ДГУ по входу ИБП. IGBT- выпрямители обладают очень высокими характеристиками, но более критичны к качеству входного напряжения, поэтому рекомендуется к использованию в электросетях с высоким качеством напряжения. В российских электросетях, по нашему мнению, более оправданно применение ИБП с тиристорными выпрямителями.

Инвертор (Inverter)

Устройство, преобразующее постоянное напряжение в переменное. В зависимости от используемого принципа преобразования различают три основных типа инверторов (см. рисунки): инверторы, генерирующие напряжение прямоугольной формы, инверторы с пошаговой апрокисмацией и инверторы с широтно — импульсной модуляцией (ШИМ). Последние обеспечивают наиболее близкую к гармонической форму выходного напряжения. Основными характеристиками инвертора являются:

— Перегрузочная способность;
— Коэффициент полезного действия (КПД);
— Допустимый крест — фактор нагрузки;
— Допустимый коэффициент мощности нагрузки;
— Качество выходного напряжения.

Форма напряжения на выходе инвертора, генерирующего прямоугольные импульсы.

Форма напряжения на выходе инвертора с пошаговой аппроксимацией.

Формы напряжения на выходе инвертора с широтно — импульсной модуляцией (ШИМ).

Коэффициент полезного действия (КПД)

Коэффициент полезного действия, определяемый как отношение выходной мощности устройства к потребляемой им от сети (при полностью заряженных батареях).

THD-фильтр

Устройство, устанавливаемое во входной цепи ИБП для уменьшения его влияния на форму тока и напряжения в питающей электросети. Поскольку входным узлом любого мощного ИБП, построенных по схеме с двойным преобразованием (On-Line), является большинство выпрямитель нелинейный и потребляющий большой импульсный ток элемент), такие ИБП становятся причиной «загрязнения» электросети.

Применение THD-фильтра позволяет существенно ослабить подобное «загрязнение».
Мощные системы бесперебойного питания серии Monolith XL могут комплектоваться фильтрами, уменьшающими КНИ входного тока до 5 . 10%. Однако, при необходимости изменить THD ELTENA (INELT) рекомендует, в первую очередь, использование 12-импульсного выпрямителя.

Коэффициент нелинейных искажений, Total Harmonic Distorsion (THD)

Показатель, характеризующий степень отличия формы сигнала от синусоидальной. В основном используется для измерения искажений формы входного тока или выходного напряжения ИБП. КНИ равен отношению суммы мощностей высших гармоник сигнала к мощности его первой гармоники.

Примеры осциллограмм входного тока для некоторых других видов нагрузок:

6-п.п.выпрямитель без фильтра	6.п.п.выпрямитель с фильтром
6-п.п.выпрямитель с улучшенным фильтром фильтром	12-п.п.выпрямитель с улучшенным
Индуктивная нагрузка (электродвигатель)

Последовательное резервирование

Техническое решение, направленное на повышение надежности системы питания нагрузки путем последовательного (каскадного) соединения нескольких ИБП, один из которых является основным, а другое — резервным (см. рисунок). Для соединения по такой схеме каждый ИБП должен иметь отдельный вход цепи байпас. В то время как основной ИБП питает нагрузку, резервные источники работают в холостом режиме, потребляя минимальную мощность. При возникновении признаков неисправности внутренних узлов основной ИБП переключается в режим байпас и всю нагрузку берет на себя следующий по схеме резервный источник.

Данная схема в настоящее время применяется крайне редко, только для ИБП, не имеющих функции параллельной работы.

Параллельное резервирование (система 1+1)	Последовательное резервирование

Параллельное резервирование

Техническое решение для повышения надежности и/или для увеличения суммарной выходной мощности системы. Оно предусматривает параллельное соединение двух или нескольких одноранговых (одинаковых по мощности) ИБП по входу и выходу. Работоспособность такой системы обеспечивается специальной схемой фазовой синхронизации выходных напряжений.

Примеры обозначения параллельных систем:
«1+1» — система из двух ИБП со 100% резервированием.
«2+1»-система из тех модулей, один из которых (любой) является резервным (50% резервирование).
«N+2» — система, состоящая из (N+2) модулей, два из которых (любые) являются избыточными.
При аппаратном резервировании нагрузка равномерно распределяется между всеми ИБП, а в случае выхода из строя одного из них перераспределяется между исправными устройствами.
Не рекомендуется устанавливать параллельные системы ИБП без резервирования, поскольку надежность такой системы обратно пропорциональна числу модулей.
В схеме с параллельным резервированием допускается применение как отдельных аккумуляторов для каждого ИБП (рекомендуется для создания полного резервирования независимых устройств), так и общего комплекта батарей. ИБП ELTENA (INELT) серий Monolith RT, Monolith U, Monolith XS, Monolith XL, могут быть объединены в параллельную систему.

Обходная цепь байпас (Bypass)

Байпас — это режим питания нагрузки сетевым напряжением в обход основной схемы ИБП. Переход устройства в режим байпас может выполняться автоматически или вручную. ИБП со схемой On-Line автоматически переходят в режим байпас при перегрузке выходных цепей или при возникновении внутренних неисправностей. Таким образом, нагрузка защищается не только от сбоев в питающей электросети, но и от неполадок в самом ИБП. Возможность ручного перевода устройства в режим байпас предусмотрена на случай проведения его технического обслуживания без отключения нагрузки.

(режим работы байпас)

Коэффициент мощности, Power factor (PF)

Комплексный показатель, характеризующий линейные и нелинейные искажения формы тока и напряжения в электросети, обусловленные влияния нагрузки (например, ИБП), вычисляется как отношение поглощаемой нагрузкой активной мощности к полной.

В случае линейной нагрузки коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига между током и напряжением и в зависимости от характера нагрузки может носить емкостной или индуктивный характер.
В случае активной нелинейной нагрузки коэффициент мощности определяется отношением мощности первой гармоники тока к общей активности мощности, потребляемой нагрузкой.
Необходимо заметить, что реальная промышленная нагрузка является нелинейной и носит преимущественно емкостной характер (PF=0,8).

Крест — фактор нагрузки

Показатель, характеризующий способность ИБП питать нелинейную нагрузку, потребляющую импульсный (нелинейный) ток. Определяется как отношение амплитуды импульсного тока в нелинейной нагрузке Im (нелин.) к амплитуде тока гармонической формы Im (лин.) при эквивалентной потребляемой мощности (см. рисунки).

Крест — фактор нагрузки. Форма напряжения и тока на линейной нагрузке.

Крест — фактор нагрузки. Форма напряжения и тока при нелинейной нагрузке.