Почему УПС не может заменить регулятор напряжения

Несмотря на то, что некоторые линейно-интерактивные УПС имеют базовые возможности регулирования напряжения, их цели проектирования, логика управления,и аппаратные архитектуры в основном ориентированы на краткосрочную резервную мощностьВ данной статье с помощью четырех измерений - механизма работы, емкости нагрузки, структуры затрат и ключевых параметров - показаны основные причины, по которым UPS не может заменить регулятор напряжения.Приведены типичные случаи неудач, а также правильная схема отбора оборудования.

• UPS (в качестве примера линейный интерактивный тип): Его функция регулирования напряжениявспомогательная функция, обычно обеспечивающий диапазон регулирования примерно ± 15% входного напряжения. Когда входное напряжение превышает этот диапазон, UPS переключается на режим питания батареей, а не продолжает регулировать.При нормальных условиях подачи электроэнергии, большинство блоков UPS работают врежим обхода, с выходным напряжением, колеблющимся вместе с сетью.

• Регулятор напряжения: занятостьКонтроль отрицательной обратной связи в замкнутом цикле, используя автотрансформатор с сервомотором или схему регулирования напряжения на основе тиристора. Он непрерывно обнаруживает выходное напряжение, сравнивает его с эталонным значением (например, 220В),и динамически исправляет ошибкуПо правилам.непрерывный и независимый от нагрузки, без необходимости использовать батареи.

Заключение: UPS - этособытиямиустройство, в то время как регулятор напряжения являетсянепрерывное регулированиеИх логика управления не взаимозаменяема.

Основные выводы: Использование УПС для постоянного регулирования напряжения вызывает частые циклы поверхностного заряда/разряда, ускоряясульфацияи уменьшение емкости батареи в скоростиВ 3-5 раз быстрее.В то же время, при частом переключении (обход ∙ батареи), механический срок службы реле падает от своего типичного проектного значения100, 000 операцийдоменее 20 000 операций, что значительно увеличивает риск преждевременного поражения.

• УВСДля типичного 3kVA онлайн-UPS аккумуляторный пакет состоит из четырех 12V/9Ah VRLA аккумуляторов, стоимость которых составляет приблизительно 80$100 USD,с типичным проектным сроком службы только3-5 лет, делая их периодическими расходными материалами.

• Регулятор напряжения: затраты сосредоточены вмодуль регулирования напряженияДля одного и того же номинального уровня мощности регулировщик напряжения обычно стоит всегоОт 1/3 до 1/2стоимость беспроводной подачи, с проектным сроком службы810 лет, что приводит к значительно более низкой общей стоимости владения (TCO).

Заключение: Использование УПС в качестве регулятора напряжения "неполный рабочий день" фактически означает ежегодную оплату дополнительной стоимости батареи, при этом сокращение общего срока службы оборудования - чрезвычайно плохой экономический выбор.

• Сценарий: в офисной компьютерной комнате наблюдались частые колебания напряжения в сети между 190V и 240V (приблизительно 30 крупных колебаний в день).Пользователь развернул линейную интерактивную UPS 3kVA для питания серверов без регулятора напряжения.

• Прогрессирование: После 6 месяцев работы, UPS переключался на режим аккумулятора 1015 раз в рабочий день. к 8 месяцу, реле отказалось из-за контактной сварки,и емкость батареи упала до 40% от ее номинальной стоимости.

• Основная причина: Частые колебания напряжения приводили к тому, что реле работало намного выше своего проектного предела (примерно 2400 операций в месяц), что приводило к контактной эрозии.Продолжительное разряжение на мелкой поверхности сильно разрядило батареи..

• РеабилитацияВ течение следующих 18 месяцев подобного неисправности не было.

• Сценарий: Управляющий кабинет ПЛК на автоматизированной производственной линии питался от 1 кВА УПС.

• ПрогрессированиеПосле 12 месяцев батареи VRLA (первоначально рассчитанные на 5 лет) больше не могли обеспечить 1 минуту резервного времени работы..

• Основная причина: Частые короткие циклы разряда-зарядки (поверхностный цикл) привели к смягчению активного материала положительной пластины и сульфации отрицательных пластин, ускоряя отказ.

• Реабилитация: Вверх по течению был установлен регулятор напряжения 10 кВА. Частота переключения UPS снизилась до менее 2 раз в месяц (только при настоящих отключениях электроэнергии).Те же батареи работают в течение 26 месяцев и продолжают считаться..

Типичная топология:

Основные (160V ≈ 280V колеблющиеся) → Регулятор напряжения (выходной 220V±5%) → УВС (выходной обход, батарея только для резервного) → Критическая нагрузка

UPS и регулятор напряжениядополняющие, не заменяемыеПервый из них ориентирован на аккумуляторы и предназначен дляОтвет на событие; последний ориентирован на модуль регулирования и предназначен для:постоянная коррекцияПопытка использовать УПС в качестве регулятора напряжения не только не соответствует требованиям точности регулирования, но и, из-за частых циклов батареи и износа реле,значительно сокращает срок службы оборудования и увеличивает долгосрочные затраты на обслуживаниеФактические случаи сбоев показывают, что такое неправильное использование обычно приводит к значительной деградации оборудования в течение 6-12 месяцев в условиях колебаний напряжения.Правильная инженерная практика заключается в том, чтобы развернуть их отдельно или в серии., основанные на фактическом качестве мощности и требованиях к нагрузке.