/ /

Трансформаторные и бестрансформаторные ИБП

Цивилизация на современном этапе ее развития очень сильно зависит от электрической энергии. Причина этой зависимости чрезвычайно проста - электрическую энергию просто передавать на значительные расстояния и затем преобразовывать в любой нужный вид энергии. Например, в световую, механическую, тепловую…

Зависимость от электроэнергии начинает особенно остро чувствоваться в моменты отсутствия напряжения в розетке. Мы привыкли пользоваться электроэнергией дома, в офисе, в дороге, и не замечаем того, что практически все вокруг работает от электрической энергии. И когда случаются какие-либо неполадки с напряжением, от которых страдают наши помощники - компьютеры, телевизоры, холодильники - тогда мы задумываемся над этим.

Для Российских электрических сетей характерно традиционно не очень высокое качество напряжения. Если требования по частоте, в силу их фатальности, более-менее выполняются, то со значением и качеством напряжения в сети присутствуют проблемы. Нередки и от-ключения электроэнергии.

Единственной защитой от искажений и пропадания напряжения являются источники бесперебойного питания (ИБП или английская аббревиатура - UPS). В зависимости от топологии (способа построения) ИБП, они обеспечивают различный класс защиты подключаемого через них оборудования. Самый низкий класс защиты обеспечивают ИБП Off-Line (или Stand-By UPS), самый высокий - ИБП топологии On-Line (двойное преобразование напряжения), промежуточное положение по классу защиты занимает топология Line Interactive.

При выборе ИБП для какого-либо оборудования необходимо учитывать его важность и возможные потери от сбоя. Например, такое оборудование, как сервера, рабочие станции с важными данными и приложениями, коммуникационное оборудование обязательно требуют подключение через ИБП класса On-Line. Такая рекомендация вызвана даже не стоимостью вышеперечисленного железа, а стоимостью потери хранящихся и передаваемых данных. Информация - вот "королева" современного мира бизнеса! Понимание этого принципа россиянами наглядно иллюстрирует тенденция неуклонного роста рынка ИБП On-Line и падения доли рынка ИБП Off-Line. Для оборудования в диапазоне мощностей от 8 кВА и выше выпускаются только On-Line ИБП.

Внутри класса On-Line ИБП присутствует масса различных вариантов исполнения входных и выходных цепей двойного преобразования. У каждого варианта есть свои достоинства и недостатки, которые определяют область применения ИБП. Одним из критериев разделения ИБП внутри семейства On-Line является наличие или отсутствие в ИБП выходного трансформатора.

Структура Бестрансформаторного ИБП

 

Структура Трансформаторного ИБП
 

Опыт группы КОПИТАН говорит о том, что необходимо провести дополнительное разъяснение преимуществ и недостатков ИБП с бестрансформаторным выходом по сравнению с более традиционными ИБП с трансформатором на выходе.

Сразу оговоримся - сам по себе ИБП на трансформаторной основе редко обеспечивает полную гальваническую развязку нагрузки. В случае необходимости полной гальванической развязки в большинстве случаев для бестрансформаторных и трансформаторных ИБП необходимо применять опциональный изолирующий трансформатор, который реализует гальваническую развязку, как в режиме «Normal» (работа от сети), так и режиме «Bypass» (работа в обходном режиме). Однако существуют и исключения - например некоторые модели Powerware 9315 и аппараты на основе устаревшей топологии Ferrups. То есть для получения отдельного источника с независимым заземлением, необходим изолирующий трансформатор независимо от того разработан ли ИБП на основе безтрансформаторной технологии или нет.

Для всех ИБП средней и большой мощности возможен трансформатор гальванической развязки, который позволяет обеспечить безопасность персонала, обслуживающего оборудование, подключенное через ИБП и, в ряде случаев, требуется по нормам и правилам. Кро-ме того, он работает как дополнительный фильтр и позволяет уничтожить помеху на 3-й гармонике, иметь выделенную нейтраль. Трансформатор понижает общий КПД системы на 2-4%, это значит, что при мощности подключенного оборудования 100 кВт, дополнительно будет рассеиваться 2-4 кВт.

Бестрансформаторная топология в ИБП средней и большой мощности является достаточно новой инновационной разработкой. Отсутствие в конструкции тяжелых трансформаторов делает ее идеальной для облегченной электрической защиты оборудования с высоким значением коэффициента полезного действия (КПД – 92…94% против 89…91% КПД ИБП с трансформатором). Благодаря высокой экономичности, бестрансформаторная топология является более предпочтительной перед традиционной трансформаторной. Кроме того, такая топология ИБП позволяет сэкономить рабочее пространство за счет малой занимаемой ИБП площади и предъявляет меньшие требования к нагрузочной способности перекрытий.

Может сложиться мнение, что бестрансформаторная топология является компромиссом между массо-габаритными показателями ИБП и его техническими. На самом деле бестрансформаторная и трансформаторная топологии обеспечивают одинаковые показатели по качеству электропитания на выходе, уровеню надежности ИБП, существенной разницы в показателях среднего времени наработки на отказ (MTBF) также не наблюдается.
Обычно по причинам стоимости материалов и комплектующих компонентов производители проектируют ИБП с трансформатором на выходе инвертора в диапазоне мощностей от 100 киловольт-ампер и выше. По этой причине бестрансформаторная конструкция ИБП более применима в работе в диапазоне более низких мощностей. Данное разграничение между двумя топологиями уменьшается с появлением на рынке новых и менее затратных по стоимости электротехнических составляющих. В среднем ИБП с трансформатором на выходе стоит на 20…30% дороже, чем ИБП без трансформатора аналогичной мощности.

Из вышесказанного может последовать вывод, что по всем показателям – цена, вес, габариты бестрансформаторные ИБП опережают традиционные ИБП с трансформатором и вытеснили или в ближайшем времени вытеснят последние с рынка. Такая тенденция присутствует, но в некоторых применениях без ИБП с трансформатором не обойтись.

Выводы

  • При выборе системы бесперебойного электропитания на основе трансформаторных или безтрансформаторных ИБП заказчик не должен идти на компромиссы. Бестрансформаторные источники имеют четкие преимущества по величине КПД, габаритных размеров, массе и цене. Поэтому мы рекомендуем эту технологию для низких и среднеуровневых мощностей. При работе с большими мощностями соотношение цены и доступности складываются в пользу традиционной трансформаторной технологии.
  • Трансформаторные ИБП отличаются тем, что по крайней мере в режиме «Normal» выходная нейтраль изолирована от нейтрали питающей электросети.
  • Мы рекомендуем всегда консультироваться с техническими экспертами поставщика ИБП для нахождения приемлемого решения для построения вашей системы бесперебойного электропитания.
 
 
 
| | | |
Купить источник бесперебойного питания (ИБП, UPS) по выгодным ценам