В разделе приведены основные термины, применяемые при работе с источниками бесперебойного питания (ИБП) и электросетями переменного тока.
Автоматический выключатель
Оборудование, которое устанавливают в электрическую цепь с целью защиты от избыточного тока. Защита срабатывает в двух случаях:
- Сила тока многократно превышает стандартные значения - происходит мгновенный разрыв цепи;
- Сила тока превышает стандартное значение в течении продолжительного времени - разрыв цепи происходит после заранее заданного времени.
Автономный электрогенератор
Независимый локальный преобразователь различных типов энергии в электрическую. В качестве примера можно привести электрогенераторы: бензиновый, газовый, ветряной, солнечный и т.д.
Автономный режим работы ИБП
При данном режиме работы электропитание нагрузки ИБП осуществляется не от электросети, а за счет энергии, накопленной встроенными или внешними аккумуляторными батареями.
Ампер (A)
Единица измерения силы тока в электрической цепи по Международной системе единиц (СИ). Количественно она определяет величину заряда, прошедшего через выбранное поперечное сечение проводника.
Ангармонические искажения и коэффициент гармоник (%)
Идеальная форма напряжения переменного тока имеет синусоидальную форму. Данный термин означает отклонение реальной формы волны напряжения у потребителя от теоретической. Характеризуется коэффициентом гармоник, который выражает в процентном отношении разницу фактической волны от эталонной синусоидальной. В качестве примера можно рассмотреть волну прямоугольной формы, у которой коэффициент гармоник примерно равен 33%.
Байпас
Обходное соединение, используемое с целью перенаправления нагрузки как от отдельных узлов ИБП, так и от всего ИБП в общем. Подразделяется на:
- Автоматический статический (электронный) – активизируется в случае возникновения внештатной ситуации из-за перегрузки или сбоя в узлах ИБП.
- Ручной или сервисный (механический) – это управляемый пользователем байпас, с помощью которого можно выполнить шунтировку схемы ИБП в случае крупного сбоя или в случае проведения определенных диагностических и сервисных работ (например, замена батарейных блоков и т.д.)
Ватт (Вт)
Единица измерения активной мощности. Используется для подсчета фактической максимальной потребляемой мощности подключаемого к ИБП оборудования. Активная и полная мощность связаны по формуле: Вт/коэффициент мощности = ВА.
Вольт-ампер (ВА)
Единица измерения полной мощности. Характеризует мощность, передаваемую ИБП к подключенному оборудованию. Состоит из активной мощности (совершает работу) и реактивной (тратится на электромагнитные поля цепи). Чем более эффективные технологии применены при создании ИБП, тем выше активная и ниже реактивная мощности. Активная и полная мощность связаны по формуле: ВА* коэффициент мощности = Вт. Для современных ИБП двойного преобразования выходной коэффициент мощности составляет 0,9.
Время автономной работы (мин)
Время, которое источник бесперебойного питания может функционировать и обеспечивать электропитание нагрузки при отсутствии напряжения входного источника. Зависит от суммарной емкости подключенных к ИБП аккумуляторных батарей и мощности, потребляемой подключенным оборудованием.
Время переключения ИБП
Время, требующееся для переключения на автономный режим работы при отключении входного источника питания. Для ИБП резервного и линейно-интерактивного класса на переключение требуется не менее 4 мсек. Задержка при переключении может привести к сбоям и ошибкам в работе подключенного к ИБП оборудования. ИБП двойного преобразования (онлайн) имеет нулевое время переключения, поэтому применяется для защиты электропитания ответственного оборудования.
Время простоя
Время, в течение которого оборудование неспособно выполнять свою функцию, из-за поломки или отсутствия необходимых для работы ресурсов (например, электропитания).
Всплеск напряжения
Кратковременное значительное повышение напряжения, в основном возникающее из-за выключения из сети приборов большой мощности.
Входное напряжение
Напряжение источника электропитания, к которому подключен ИБП.
Выпрямитель
Устройство для преобразования переменного тока в постоянный ток. В онлайн ИБП постоянный ток используется для заряда аккумуляторных батарей и преобразования инвертором в выходной переменный ток с требуемыми характеристиками.
Выходное напряжение
Является напряжением на выходе ИБП, используемым для электропитания нагрузки.
Гальваническая развязка
Конструкция ИБП на базе трансформатора, при которой энергия от входа на выход передается при помощи магнитных полей в трансформаторе. Таким образом между входным и выходным контурами (цепями) нет прямого соединения.
Гармоники
Сигналы тока или напряжения в электросети, имеющие частоту отличную на кратные значения от номинальной (50 или 60 Гц) частоты.
Гармонические искажения
Периодические искажения синусоидальной волны переменного напряжения с частотами кратными базовой. Вызывают искажения, приводящие к преобразованию синусоиды в более сложные по форме кривые.
Герц (Гц)
Единица, описывающая частоту происходящих в переменном напряжении колебаний. Равна одному полному колебанию в секунду.
«Горячая» замена АКБ
Возможность замены аккумуляторного модуля (батареи) без отключения электропитания нагрузки от ИБП на время проведения работ.
Двойное преобразование
Технология, используемая в современных ИБП, основанная на преобразовании входного переменного тока в постоянный и последующем обратным преобразованием его в переменный ток с требуемыми характеристиками. Данная технология позволяет получить выходное напряжение высокого качества с лучшими характеристиками.
Диапазон входного напряжения
Поддерживаемый ИБП промежуток значений входного напряжения электросети, при котором возможно функционирование без использования энергии аккумуляторных батарей ИБП.
Дуговой разряд
Это искра (разряд), имеющий форму дуги и возникающий вследствие нарушения изоляции между двумя потенциалами. Может привести к повреждению оборудования и создает опасность для обслуживающего персонала.
Емкость аккумулятора
Характеризует возможности аккумулятора в накоплении и отдаче электроэнергии постоянного зарядного тока (размерность Ампер-часы или Ватт-часы).
Заземление
Соединение, обеспечивающее электрический контакт с Землей, либо иным подходящим объектом, способным к выполнению роли земли. При наличии опасного напряжения применяется для обеспечения безопасности персонала в случае пробоя напряжения на корпус устройства. Как правило, провод заземления маркируется сочетанием полос желтого и зеленого цвета на изоляции в длину.
Звуковой шум
Возникновение акустического шума во время работы ИБП, в основном из-за активной системы охлаждения.
Инвертор
Узел ИБП, предназначенный для преобразования постоянного тока от внутренней шины или аккумуляторных батарей в переменный ток для электропитания нагрузки.
Источник бесперебойного питания (ИБП)
ИБП - устройство для защиты электропитания ответственного оборудования, обеспечивающее автономную работу оборудования от аккумуляторных батарей.
Коммуникационный слот
Внутренний слот с разъемом и направляющими для установки дополнительных коммуникационных плат, обеспечивающих связь с ИБП по протоколам HTTP, SNMP, Modbus или через релейный интерфейс «сухие» контакты (AS400).
Комплект направляющих
Набор креплений для установки ИБП и батарейных блоков в стандартный монтажный шкаф 19 дюймов. Направляющие могут регулироваться по длине в зависимости от глубины монтажного шкафа.
Короткое замыкание
Происходит при соприкосновении (замыкании) двух разных потенциалов электрической цепи. Представляет опасность удара электрическим током, температурного ожога, пожара или повреждения оборудования и проводников цепи.
Коэффициент мощности (PF)
Число в диапазоне от 0 до 1, характеризующее соотношение активной (Вт) мощности, выполняющей полезную работу в нагрузке, и полной (ВА) мощности. Современные ИБП двойного преобразования имеют коэффициент мощности равный 0,9. PF = Вт/ВА; ВАхPF=Вт; Вт/PF=ВА
Коэффициент нелинейных искажений (КНИ)
КНИ – это выражаемая в процентах величина, которая является отношением веса высших гармоник (искаженные волны) по отношению к основной гармонике (синусоидальному сигналу). Чем ближе КНИ к 0%, тем ближе к синусоиде форма напряжения.
Коэффициент пиковой нагрузки
Выражение пиковой нагрузки на ИБП. Является отношением максимального значения тока к среднеквадратичному.
КПД
Отображает эффективность преобразования в ИБП. Является отношением мощности, выдаваемой в нагрузку, к мощности, потребляемой на входе. КПД всегда меньше 100%. При КПД ИБП равном 92% и потребляемой мощности 100 ватт, в нагрузку будет отдаваться 92 ватта. Большая часть потерь энергии рассеивается в тепловой форме.
Крест-фактор
Отношение амплитуды пикового (максимального) к действующему (эффективному) значению тока.
Критичное оборудование
Это оборудование, нарушение работы которого может привести к сбою в нормальной работе предприятия, создать опасность для жизни и здоровья людей, нарушить функционирование инфраструктур, нанести материальные и финансовые потери.
Линейная нагрузка
Это нагрузка, содержащая только линейные элементы, параметры которых не зависят от силы тока. Напряжение и ток в такой нагрузке связаны друг с другом по линейному закону.
Линейно-интерактивная топология
ИБП линейно-интерактивной топологии позволяют ступенчато корректировать входное напряжение без использования энергии аккумуляторов. Диапазон регулировки ограничен параметрами встроенного стабилизатора. ИБП, построенные по линейно-интерактивной топологии, имеют преимущество перед резервными за счет возможности работать в электросетях с нестабильным напряжением, но проигрывают ИБП двойного преобразования по качеству выходного напряжения.
Мощность ИБП
Максимальная сумма пиковой мощности нагрузки, которую может обеспечить электропитанием ИБП.
Нагрузка
Электрическая цепь, подключенная к выходу ИБП.
Напряжение (В)
Величина, выражающая работу электрического поля при переносе электрического заряда.
Небалансная нагрузка
Система, в которой задействовано больше двух проводов с различным значением тока на проводниках ввиду различной нагрузки на фазах.
Нейтраль
Иногда называется «нуль». Это общая точка в трехфазной электросети, относительно которой в нормальном режиме напряжение на всех фазных проводниках одинаково. Как правило, в целях безопасности нейтраль подключается к «земле» образуя «глухозаземленную» нейтраль. Для однофазной силовой линии обычно используют три провода: «земля», «фаза», «нейтраль».
Нелинейная нагрузка
Электрическая цепь, в которой напряжение и ток связаны нелинейным законом. Обычно это цепи с полупроводниковыми элементами.
Номинальное выходное напряжение
Установленное значение напряжения на выходе ИБП. Как правило, с номинальным напряжением указывается допустимая погрешность.
Однофазная сеть
Является частным случаем трехфазной электросети. В основном применяется для электропитания устройств мощностью до 10 кВА. Для подключения используется три проводника (фаза, нейтраль и земля).
Однофазные и трехфазные ИБП
По количеству фаз ИБП делятся на три основных вида:
- 1:1 - одна фаза на входе и на выходе
- 3:1 - три фазы на входе и одна фаза на выходе
- 3:3 - три фазы на входе и на выходе
Использование трехфазного входа ИБП позволяет равномерно нагружать входную электросеть при большой потребляемой мощности.
Ом
Является единицей электрического сопротивления. В широком смысле указывает, какая часть энергии электрического тока будет потрачена на нагрев и иные потери при прохождении через определенный участок материала.
Онлайн ИБП
ИБП использующие принцип двойного преобразования. В таких ИБП выпрямитель преобразует входное напряжение переменного тока в напряжение внутренней шины постоянного тока, из которого инвертор формирует переменное выходное напряжение высокого качества.
Оффлайн ИБП
Самый простой тип ИБП обеспечивающий только фильтрацию и переключение на электропитание от встроенного аккумулятора при аварии в электросети. Не корректирует значение, форму и частоту входного напряжения.
Параллельная работа
Объединение ИБП для наращивания выходной мощности или резервирования. Должно выполняться с выполнением синхронизацией всех ИБП в системе.
Переменный ток
Ток, который изменяется по величине и направлению движения с определенным интервалом (частота, измеряющаяся в герцах). Если отобразить изменения переменного тока в электросети на 2-х мерной плоскости получится синусоида.
Переходные процессы
Длящиеся небольшой период времени процессы, сопровождающиеся кратковременными отклонениями параметров, с возвратом к нормальному значению (например, выходное напряжение).
Плавкий предохранитель
Электронный компонент для защиты от перегрузки и короткого замыкания одноразового действия. Принцип действия основан на оплавлении и разрыве электрической цепи вследствие нагрева при прохождении высокого тока.
Полная мощность
Это произведение выходного напряжения на действующее значение силы тока, измеряемое в вольт*ампер (ВА). Применяется для расчета нагрузки на компоненты электросети, например, кабели, трансформаторы, распределительные щиты и др.
Помехи в линии электропередач
Отклонения параметров тока в электросети вследствие воздействия на линию электропередач внешних факторов, аварийных ситуаций и неисправности оборудования.
Понижение напряжения
Длительное отклонение напряжения в меньшую сторону от номинального значения без достижения нулевого значения.
Порог по току
Предельное значение тока в цепи, при котором происходит срабатывание защитных систем разрывающих цепь во избежание перегрузки.
Постоянный ток
Это ток, направление которого остается неизменным во время работы источника. Примером источника постоянного тока является аккумуляторная батарея.
Провалы напряжения
Самый распространенный вид отклонения параметров электроэнергии от нормы. Он заключается в кратковременном прерывании или снижении напряжения в электрической сети. Это приводит к нарушению электропитания оборудования с нарушением его нормальной работы, потере данных, повреждению узлов и т.п.
Протокол ТСР/IР
Набор сетевых протоколов для коммуникации различных устройств в локальной сети и Интернет. Имеет многоуровневую вложенную структуру.
Пусковой ток
Значительное превышение потребляемого тока над номинальным значением при включении оборудования. Высокий пусковой ток характерен для электромеханического оборудования и нелинейной нагрузки и должен учитываться при расчете источника электропитания.
Распределительный щит
Панель, обеспечивающая прием электрического тока от одного или нескольких источников (электросеть, генератор и т.п.) и распределение его по нескольким потребителям с защитой каждой линии от перегрузки и короткого замыкания.
Режим работы байпас
Применяется в онлайн ИБП для подачи напряжения входной электросети через фильтр помех на подключенное оборудование. Используется при проведении сервисного обслуживания или для экономии электроэнергии при хорошем состоянии электросети.
Резервирование
Подключение избыточных силовых или батарейных модулей для обеспечения работы системы при выходе из строя одного или нескольких работающих модулей. Применяется для ответственных систем, например модульных ИБП для обеспечения высокой надежности.
Сбалансированная нагрузка
Система, в которой задействовано больше двух фазных проводов с равными значениями тока и напряжения на проводниках.
Сбой питания
Снижение значения напряжения электропитания ниже допустимого в течение двух периодов колебаний.
Сервисный байпас
Механический переключатель, позволяющий обеспечивать обходное питание нагрузки от электросети, во время проведение технических и сервисных работ. Сервисный байпас может быть встроен в ИБП или выполнен в виде отдельного устройства.
Защита телефона, модема и локальной сети
Дополнительный фильтр в ИБП предназначенный для защиты телефонной линии и локальной сети от импульсных помех. Физически такая защита выполняется в виде двух разъемов RJ45/RJ11, расположенных на задней или боковой панели ИБП. Для полноценной работы защиты ИБП должен подключаться к розетке оснащенной защитным заземлением.
Сетевое электропитание
Электропитание, поступающее потребителям от промышленной сети. Наличие и качественные характеристики сетевого электропитания зависят от влияния различных внешних факторов.
Синусоидальная форма
Кривая плавного равномерного изменения функции от положительного к отрицательному значению. В электрической сети с идеальными характеристиками напряжение имеет синусоидальную форму.
Синхронизация ИБП
Целью синхронизации является выравнивание выходных характеристик источников электропитания по фазе и частоте. В ИБП переменного тока синхронизация необходима при параллельной работе для увеличения суммарной мощности и резервирования системы.
Система питания постоянного тока
Источник бесперебойного питания (ИБП) с выходным напряжением постоянного тока. Применяется для электропитания оборудования в телекоммуникации и энергетики постоянным током, сокращая потери на преобразовании в блоках питания.
Скачек напряжения
Кратковременное значительное повышение амплитуды напряжения от номинального значения. Возникает вследствие большой нагрузки на электросеть, как проведение сварочных работ, включение лифта, а также воздействия грозовых перенапряжений.
Средняя наработка на отказ (MTBF)
Ожидаемое время работы в часах до возможного отказа системы. Характеризует надежность работы оборудования и определяется статистически, либо рассчитывается по теории надежности.
Стабилизатор электропитания
Устройство, корректирующее напряжение электросети к номинальному значению. Различают стабилизаторы на основе автотрансформатора со ступенчатой регулировкой напряжения и электронные стабилизаторы, поддерживающие выходное напряжение с высокой точностью.
Стандартизированная стойка
Конструкция для компактного размещения оборудования, в корпусах, стандартизированных по ширине в 19 дюймов (482,6 мм) в соответствии с ГОСТ 28601.2-90. Высота корпуса оборудования выполняется кратно 44,45 мм для крепления на стандартных несущих конструкциях.
Стоечный монтаж (Rасkmount)
Возможность установки оборудования в стандартизированную стойку шириной 19 дюймов (482,6 мм) благодаря исполнению корпуса согласно ГОСТ 28601.2-90.
Сухие контакты
Релейный интерфейс для контроля состояния ИБП и электросети при помощи сигналов замыкания или размыкания контактов.
Термокомпенсация
Корректировка зарядного тока в зависимости от температуры на аккумуляторной батарее. Имеет большое значение для продления срока службы аккумулятора.
Топология ИБП
По схеме построения и принципу работы ИБП принято делить на: резервные, линейно-интерактивные и онлайн ИБП. Наиболее простая топология: это резервные ИБП, которые предназначены для обеспечения автономной работы несложного оборудования. Для защиты ответственного оборудования применяются онлайн ИБП или двойного преобразования.
Трансформатор
Устройство для изменения значения переменного напряжения и/или изолирования цепей. Если выходное напряжение трансформатора выше входного, то его называют повышающим. Если выходное напряжение ниже входного, то понижающим. При этом всегда сохраняется отношение: чем выше напряжение - тем ниже ток, чем ниже напряжение – тем выше ток. Произведение тока и напряжения остается неизменным за вычетом потерь и является мощностью трансформатора.
Трехфазная сеть
Основной тип промышленной электросети, состоящий из трех фазных проводников, являющихся носителями электродвижущей силы, нейтрального проводника и заземления. Оборудование, с большой потребляемой мощностью, подключается к трехфазной электросети для равномерной загрузки электросети. Однофазная сеть является частным случаем трехфазной сети и использует один фазный проводник и нейтраль.
Универсальная последовательная шина/порт USB
Унифицированный последовательный интерфейс для подключения периферийных устройств к компьютерной технике. Позволяет не только передавать данные на высокой скорости, но обеспечить электропитание подключаемого устройства.
Фаза
Один из фазных проводников, являющийся носителем электродвижущей силы, в трехфазной или однофазной электросети. Другое значение термина это состояние колебательного или волнового процесса.
Фильтрация напряжения
Подавление высокочастотных шумов и помех для снижения помех оборудованию.
Форма выходного напряжения
Закономерность изменения напряжения на выходе ИБП. В онлайн ИБП форма выходного напряжения представляет собой синусоиду как в электросети переменного тока. Бюджетные резервные или линейно-интерактивные ИБП имеют форму выходного напряжения в виде ступенчатой аппроксимации синусоиды.
Цепочка батарей
Последовательно соединенная группа аккумуляторных батарей. При последовательном соединении батарей их напряжение складывается, при параллельном соединении цепочек складывается емкость аккумуляторных батарей.
Частота напряжения (Гц)
Величина, выражающая количество полных периодов изменения переменного напряжения за одну секунду.
Экономичный режим (ECO режим)
В этом режиме ИБП задается допустимый диапазон отклонения входного напряжения (например, 10%) при котором ИБП использует статический байпас. В случае выхода напряжения из данного диапазона ИБП переходит в режим двойного преобразования. Преимуществом этого режима является высокий КПД (до 98%), а недостатком отсутствие защиты от гармонических искажений тока и наличие небольшой задержки при переключении ИБП в режим двойного преобразования.
Электрический импульс
Кратковременное значительное повышение тока или напряжения в линии. Может привести к повреждению или сбою в работе оборудования.
Электромагнитная совместимость (ЭМС)
Способность электрооборудования не создавать электромагнитных помех, воздействующих на функционирование другого оборудования.
Электропитающая установка (ЭПУ)
Система бесперебойного питания с выходным напряжением постоянного тока напряжением 24, 48 или 60 В, как правило, применяемая для электропитания телекоммуникационного оборудования.
Юнит (U)
Является стандартной единицей высоты в стойках 19 дюймов для крепления горизонтальных направляющих. Высота 1U равна 1,75 дюйма или 44,45 мм.
BTU – Британская температурная единица
Используемая в английской системе мер единица тепловыделения. Для ИБП тепловая мощность выражается в BTU/час.
Ethernet
Стандарты технологии пакетной передачи по локальной компьютерной сети. При установке дополнительной карты управления ИБП может быть подключен к локальной сети для реализации функций дистанционного мониторинга и управления.
Modbus
Последовательный коммуникационный протокол с архитектурой ведущий - ведомый, часто применяемый для коммуникации различных промышленных устройств. Использование протокола modbus не требует значительных вычислительных ресурсов, поэтому подходит для сбора данных с несложных датчиков и устройств. Применяется на физическом интерфейсе RS232 или RS-485.
PDU (Power distribution unit)
Устройство распределения электропитания в 19 дюймовой стойке. Выпускается в исполнении для горизонтального и вертикального монтажа, существуют модели PDU с дистанционным управлением розетками.
RS-232
Стандарт последовательного интерфейса, используется для связи периферийных устройств с компьютером на расстоянии до 15 метров. В настоящее время вытесняется более современным и высокоскоростным интерфейсом USB.