Выбираем ИБП на DIN-рейку

Как выбрать ИБП?

Для того чтобы ИБП действительно приносил пользу, необходимо правильно подобрать его под конкретные нужды. И тут важно сразу понять: несмотря на точные цифры в технических спецификациях бесперебойников, многие из показателей носят оценочный характер, а реальные цифры зависят от огромного количества переменных.

Самое главное, на что нужно обратить внимание при подборе ИБП, – его мощность. И тут начинается самое интересное. Дело в том, что в характеристиках ИБП традиционно указывается не только активная мощность, измеряемая в ваттах (Вт), но и полная мощность, измеряемая в вольт-амперах (В•А или ВА). При этом для подавляющего части техники, используемой дома, в офисах и даже на производстве, обычно указывается только активная мощность, измеряемая в ваттах (Вт). Несмотря на то, что производители ИБП указывают оба параметра, пользователю очень полезно понимать разницу между ними и уметь переводить одно в другое. В том числе для того, чтобы просчитать полную мощность для нагрузки, планируемой к подключению к ИБП. Эти параметры связаны друг с другом через коэффициент мощности (cos φ), который характеризует эффективность потребления энергии. Формула, кстати, простая: «активная мощность» = «полная мощность» × «коэффициент мощности» или «полная мощность» = «активная мощность» / «коэффициент мощности» в зависимости от направления, в котором нужно произвести расчеты.

Коэффициент мощности можно измерить с помощью специального прибора – фазометра, однако в реальности так поступают редко. В большинстве случаев принято ориентироваться на приблизительные теоретические коэффициенты для разных категорий техники либо использовать параметры, заявленные производителем. На практике коэффициент мощности варьируется в диапазоне 0,6–1 (для обычной бытовой техники этот показатель ниже, для современной и высококачественной – выше). Из этого следует, что активная мощность может быть равна полной мощности (бывает редко) либо меньше нее, но никогда не бывает больше.

На коэффициент мощности может оказывать влияние множество других параметров, например поддержка (или наоборот) блоком питания технологии PFC (коррекция коэффициента мощности). Так, при коэффициенте мощности 1 для получения 1000 Вт активной мощности нужно передать 1000 ВА полной мощности, а при коэффициенте 0,7 для получения тех же 1000 Вт – уже 1429 ВА полной. Обратный пример: ИБП с полной мощностью 1000 ВА при коэффициенте 1 выдаст 1000 Вт активной мощности, а при коэффициенте 0,6 – только 600 Вт. Согласитесь, 400 Вт – это существенно.

Кроме того, не стоит делать поправку на то, что устройства далеко не всегда достигают своей максимальной мощности потребления – поначалу этот подход кажется разумным, но на деле несет в себе риски. Все расчеты лучше проводить с учетом максимальной мощности подключаемых к ИБП устройств. Еще лучше, если выходная мощность ИБП будет больше потребляемой мощности нагрузки примерно на треть – запас прочности не только позволит при необходимости расширить парк устройств, работающих через ИБП, но и увеличит надежность его работы в случае неполной нагрузки, особенно в ИБП online-типа.

В связи с вышесказанным рецепт подбора мощности ИБП прост. Чтобы определиться с активной мощностью, необходимо суммировать мощность всех элементов нагрузки в ваттах и добавить 20-30% про запас, – получим нужную цифру в ваттах. Чтобы рассчитать полную мощность нагрузки, нужно вычислить таковую для каждого прибора (разделив показатели активной мощности на соответствующие коэффициенты), суммировать полученные цифры и добавить 20-30% про запас, – получим нужные цифры в вольт-амперах (ВА).

Именно последнюю цифру производители обычно используют в индексах и названиях ИБП. В любом случае, мощность ИБП должна превышать показатели нагрузки как в ваттах (активная мощность), так и вольт-амперах (полная мощность), – важны обе! Не бойтесь округлять эти значения в большую сторону, но и переплачивать за запас мощности больше 40% также не стоит – пустая трата денег. Главное, не путать вольт-амперы и ватты, иначе можно оказаться в неприятной ситуации из-за неправильных расчетов. Кстати, не стоит забывать, что мощность бывает не только электрическая, но и, например, тепловая, на что важно обращать внимание при изучении инструкций к приборам вроде газовых котлов, кондиционеров, обогревателей и т. д.

При расчете мощности ИБП также важно учитывать наличие устройств с высокими пиковыми нагрузками в момент их запуска – пусковыми токами. Обычно это оборудование, одним из основных компонентов которого является электродвигатель: в момент старта расход энергии может превышать рабочие значения в несколько раз (зависит от конкретного устройства). Если говорить про дом/квартиру, то это почти вся крупная бытовая техника, например холодильники, стиральные и посудомоечные машины и т. д., здесь нужно ориентироваться на максимально возможную потребляемую мощность устройства.

Что касается классификации ИБП по объему мощности, то она весьма условна и зависит от модельного ряда конкретного производителя. Но чаще всего маломощными признают устройства до 3–5 кВ•А, наиболее часто встречающиеся как в частном доме или квартире, так и в офисе или на производстве. Обычно такой мощности хватает для решения локальных задач, например обеспечения защиты отдельных устройств, ее вряд ли хватит для защиты всей квартиры, частного дома или серверной. Для решения более комплексных задач используются более мощные ИБП – от 5 до 30 кВ•А и далее по нарастающей.

Кроме того, ИБП до 35 кВ•А чаще всего однофазные, модели средней мощности бывают как однофазными, так и трехфазными, а самые мощные, используемые исключительно на очень крупных и промышленных объектах, обычно только трехфазные. Кроме того, ИБП различаются типом структуры или топологии. Основные варианты: офлайн (резервные), линейно-интерактивные, онлайн. Те, что категории «онлайн», самые надежные. Благодаря особенностям их топологии время переключения на работу от АКБ нулевое, что повышает надежность защиты подключенного оборудования от перенапряжения и помех. В свою очередь, чаще всего на рынке встречаются резервные и линейно-интерактивные ИБП (продвинутый вариант резервных).

Особый тип ИБП

Помимо перечисленных классификаторов, ИБП можно разделить по типу корпусов – настенные, напольные, стоечные и универсальные. Обособленная категория – устройства для крепления на DIN-рейку, то есть в электрических щитах, шкафах и установочных коробках. В свое время использование таких реек привело к новому подходу в изготовлении электротехнической аппаратуры, позволив минимизировать составные элементы сложных устройств: на DIN-рейки также крепятся автоматические выключатели, УЗО, инверторы, источники питания и т. д. Чаще всего ИБП с таким креплением разрабатываются и используются для питания автоматического промышленного оборудования относительно небольшой мощности, например АСУ ТП (автоматизированных систем управления технологическими процессами), ПЛК (программируемых логических контроллеров), систем видеонаблюдения и сигнализации, некоторых категорий телекоммуникационного оборудования и др.

Один из наиболее популярных вариантов реализации ИБП на DIN-рейке – «конструктор» из блока питания, ИБП-модуля, внешних АКБ и инвертора. Перечисленные блоки выступают отдельными элементами, которые подбираются в соответствии с запросами заказчика и соединяются друг с другом на DIN-рейке. Однако на рынке представлены достойные готовые ИБП-решения с уже встроенной батареей или местом под нее в корпусе для крепления на DIN-рейке. Именно такие ИБП мы и рассмотрим сегодня.

SKAT-UPS 500/300 DIN

Модель производства российской компании «БАСТИОН» предназначена для обеспечения качественным электропитанием оборудования промышленной автоматики мощностью до 500 ВА: защищает от высоковольтных импульсов напряжения и обеспечивает плавный пуск подключенного оборудования.

Устройство выполнено в компактном металлическом корпуса с креплением на DIN-рейку. Диапазон входного напряжения (без перехода на питание от АКБ): 185–250 В; частота тока: 50±1Гц. Нижняя граница напряжения питающей сети, при котором происходит переход на работу от АКБ, составляет от 175 до 188 В, верхняя – от 245 до 255 В. Среднеквадратичное значение выходного напряжения в режиме «РЕЗЕРВ» (питание от АКБ): 210–235 В. Форма выходного напряжения эквивалентна синусоидальной (модифицированная синусоида).

В наличии: защита нагрузки от повышенного и пониженного напряжения сети; автоматический переход на резервное питание от встроенной АКБ при выходе напряжения электрической сети за пределы допустимого диапазона или отсутствии напряжения электрической сети; защита от глубокого разряда; защита от короткого замыкания в нагрузке и перегрева в автономном режиме (автоматическое отключение выходного напряжения при коротком замыкании и/или перегреве); возможность оперативного отключения от источника сетевого напряжения и АКБ с помощью выключателя.

Реализована индикация режимов работы изделия с помощью светодиодных индикаторов. Доступна возможность подключения внешнего контакта, управляющего изделием. Поддерживается функция холодного старта, которая позволяет включить ИБП и запитать от него нагрузку вне зависимости от состояния входящей сети, в том числе при отсутствии напряжения на входе.

Полная мощность ИБП может достигать 500 ВА, активная мощность – до 300 Вт. Предполагается использование герметичной свинцово-кислотной необслуживаемой аккумуляторной батареи емкостью 7 А•ч и номинальным напряжением 12 В, для которой выделен специальный внутренний отсек в корпусе. Время автономной работы при мощности активной нагрузки 150 В – не менее 10 минут, при максимальной мощности (300 Вт) – не менее 2 минут (цифры приведены для полностью заряженной АКБ).

Стоит отметить, что в стандартный комплект поставки АКБ не входит. Габаритные размеры: 276×90×178 мм. Вес с упаковкой: 2,6 кг. Стоимость ИБП составляет 47 390 рублей. Гарантия: 5 лет.

Главное преимущество этого ИБП в том, что этот довольно надежный и качественный аппарат производится российской компанией с соответствующей сервисной и технической поддержкой, риски ее ухода с рынка близки к нулю.

FSP DINRAIL 500/1000

Это семейство ИБП на DIN-рейку с возможностью как горизонтальной, так и вертикальной установки производится тайваньской компаниейFSP Group. Устройства разработаны для защиты питания низковольтного оборудования: АСУ ТП, ПЛК и т. п. Поставляются с герметичной необслуживаемой аккумуляторной батарей со сроком эксплуатации от 3 до 5 лет. Не стоит забывать, что при работе от АКБ после достижения приблизительно 20% емкости батареи ИБП отключится, чтобы избежать глубокого разряда и повреждения АКБ – это касается любых ИБП из нашего обзора и не только.

Диапазон входного напряжения: 170–270 В. Выходное напряжение: 220/230/240 В. Форма выходного напряжения: чистая синусоида. Типичное время переключения на работу от батареи: 2–6 мс (максимум 10 мс). Поддерживаются функция холодного запуска и светодиодная индикация рабочего статуса и ошибок. В частности, в AC-режиме LED-индикатор испускает постоянный зеленый свет, в режиме инвертора – зеленый мигающий сигнал. О режимах своей работы и ошибках ИБП сообщает с помощью звуковых сигналов: в режиме работы от АКБ сигнал звучит каждые 7 секунд, при низком заряде батареи – каждую секунду, при сбое в работе – непрерывно. Есть встроенная защита от глубокого разряда АКБ и короткого замыкания. Устройство оснащено коммуникационным портом RS-485, опционально можно приобрести переходник с RS-485 на RS-232.

Представленные модификации различаются мощностью, емкостью АКБ и весом. Полная и активная мощность DINRAIL500 составляет 500 В•А и 300 Вт соответственно; емкость свинцово-кислотной АКБ – 7,2 А•ч, напряжение – 12 В, вес – 2,8 кг. Заявленное производителем время работы от АКБ при нагрузке 50% (150 Вт) – 12 минут, при 100% (300 Вт) – 4,52 минуты.

Полная и активная мощность DINRAIL 1000 составляет 1000 В•А и 600 Вт. Емкость АКБ – 9 А•ч, напряжение – 12 В, вес – 3,1 кг. Заявленное производителем время автономной работы при нагрузке 50% (300 Вт) – 9,8 минуты, при 100% (600 Вт) – 2,96 минуты. Размеры ИБП: 250×135×115 мм.

Эта компания не делала заявлений об уходе из России, однако для уточнения информации о доступности приобретения именно этой модели лучше обращаться напрямую в российский офис производителя либо к крупным ИКТ-дистрибьюторам.

APC DIN Rail (SUA500PDRI)

Линейно-интерактивный ИБП на 500 В•А и 325 Вт мощности, выпускаемый французской компанией Schneider Electric, подходит для промышленных распределительных панелей и панелей управления. Входное и выходное напряжение: 220/230/240 В. Пределы выходного напряжения: от 150 до 285 В. Частота тока: 50/60 Гц +/- 3 Гц. Форма электрического сигнала на выходе: чистая синусоида. КПД ИБП при полной нагрузке равен 94%. Выходная частота тока: 47–53 Гц для номинала в 50 Гц, синхронизированная с электросетью. В ИБП используется необслуживаемый герметичный свинцово-кислотный аккумулятор емкостью 5 А•ч и напряжением 24 В. Заявленное время автономной работы при полной нагрузке – 8,5 минуты. Время зарядки АКБ до 90% – менее 3 часов, ожидаемый срок службы: 3–5 лет, вес – 4,68 кг. Есть возможность горячей замены батарей.

Для проверки состояния ИБП и контроля за настраиваемыми пользователем параметрами используется последовательный порт DB9. В наличии интерфейс SmartSlot, где можно разместить плату сетевого управления или плату Modbus. Есть встроенный вход/выход на сухие контакты, который работает только в случае свободного SmartSlot. ИБП сообщает информацию о себе с помощью светодиодных индикаторов: работа от сети, работа от батареи, перегрузка, замена батареи, шкала нагрузки и заряда батарей, а с помощью звуковых сигналов сообщит о режиме работе от батареи, разряде батареи и перегрузке.

Устройство поддерживает автоматическую самодиагностику АКБ – ее регулярное выполнение позволяет вовремя обнаружить батарею, требующую замены. По умолчанию самодиагностика проводится каждые две недели, для обеспечения надежной работы рекомендуется проводить не реже раза в квартал. Габариты ИБП: 148×362×171 мм. Вес: 8,18 кг без батареи и 12,86 кг с АКБ.

Стоит напомнить, что официально компания Schneider Electric больше не работает на отечественном рынке, ее российские активы перешли в собственность Systeme Electric, однако номенклатура товаров последней существенно отличается. Тем не менее ИБП на DIN-рейку этого бренда все еще есть на складах дистрибьюторов, поэтому приобрести их вполне реально. Кроме того, продукция Schneider Electric свободно продается, например, в Казахстане.

Powercom DRU-500/DRU-850

Компания Powercom продолжает работать на российском рынке и недавно представила второе поколение ИБП для монтажа на DIN-рейку – DRU-500/DRU-850. Полная и активная выходная мощность для них составляет 500 В•А и 300 Вт, для DRU-850 – 850 В•А и 510 Вт. В режиме работы от батарей устройства выдают переменное напряжение 220/230 В ±5% в виде ступенчатой аппроксимированной синусоиды. В обеих моделях используются необслуживаемые герметизированные свинцово-кислотные батареи.

Напряжение и емкость DRU-500 составляют 12 В и 7,2 А•ч, для DRU-850 – 12 В и 9 А•ч. Максимальное время автономной работы при 100%-ной нагрузке для DRU-500 – 4 минуты, для DRU-850 – 2 минуты. Есть защита от высокочастотных и импульсных помех, перегрузки, короткого замыкания, автоматическое самотестирование АКБ и защита от глубокого разряда. Поддерживаются также дистанционное управление включением и выключением, функция холодного пуска. Для управления используется порт RS-232. Есть возможность подключения SNMP-карт (опционально), MODBUS-карт и внешнего блока реле «сухие контакты». Подробнее – в отдельном материале.

Итого

Российский рынок готовых решений в категории ИБП на DIN-рейку невелик и весьма специфичен, особенно на фоне текущего санкционного давления. Мы отобрали наиболее достойные варианты в этом классе, поэтому все приведенные нами модели можно рассматривать к приобретению. Однако по соотношению «цена – качество» и дополнительным возможностям наиболее интересно выглядят ИБП Powercom DRU-500/DRU-850: устройства этой серии официально доступны для российских заказчиков, обладают широким набором возможностей (как базовых, так и опциональных), а сама компания давно и хорошо зарекомендовала себя на нашем рынке.