무정전 전원 공급 장치: 가정용 UPS 작동 목적 및 특성
네트워크 장애 시 장치의 기능을 유지하기 위해 무정전 전원 공급 장치가 사용됩니다.서비스를 받는 소비자 유형과 전력 매개변수에 따라 다양한 모델을 선택해야 합니다. 이러한 장치는 수요가 많으므로 필요한 특성을 갖춘 사본을 구입하는 것이 어렵지 않습니다.
그러나 구매하기 전에 해당 기능을 직접 이해해야 하며 판매에 관심이 있는 관리자에게 이 문제를 신뢰하지 마십시오.
이 자료에서는 UPS의 설계 및 작동 기능을 살펴보고 사용 규칙에 대해서도 설명합니다.
기사 내용:
AC UPS 회로
가정용으로는 단상 220V 네트워크에 연결된 무정전 전원 공급 장치가 사용되며, 이는 전기가 없을 때 일정 시간 동안 동일한 전압을 요구하는 소비자에게 공급할 수 있습니다.
3상 네트워크의 입력에 연결된 UPS도 있으며 출력은 380V 또는 220V입니다. 그러나 가격이 비싸고 10kVA A에서 자율 전력을 얻어야 할 때 사용됩니다. 이는 국내 요구에 필요하지 않습니다.
가정용 AC UPS는 작동 방식에 따라 다음 유형으로 구분됩니다.
- 백업(오프라인);
- 대화형(선형-대화형);
- 이중 변환(온라인).
출력 전압의 품질과 가격이 다릅니다.가장 저렴한 것이 대기형이고, 가장 비싼 것이 이중 변환형입니다.
교류를 직류로 변환하기 위해 충전기에 정류기가 사용됩니다. 그리고 인버터를 사용하여 역변환이 발생합니다.
무정전 전원 공급 시스템에서는 일반적으로 회로를 네트워크에서 배터리로 전환하기 위해 일반 전기 기계 릴레이가 설치됩니다. 이 부품의 품질이 높으면 UPS의 전체 작동에 해당 리소스가 충분합니다. 그러나 대부분의 경우 블록이 파손될 때 문제는 바로 이 구조 요소에 있습니다.
전압 안정화는 많은 가정용 장치에도 존재하므로 편차가 중요하지 않은 경우 더 비싼 선형 대화형 모델을 구매할 필요가 없습니다.
변압기가 있으면 제조업체가 강제 냉각을 사용하게 되는 경우가 많으며, 이것이 바로 이러한 UPS에 냉각기가 장착되는 이유입니다. 그들은 컴퓨터 시스템 장치의 작동과 비슷한 강도의 소음을 방출합니다.
가장 복잡하고 값비싼 이중 변환 장치는 효율성도 가장 낮습니다. 전기는 열로 손실되어 장치에서 방출됩니다. 그러므로 그 사용은 정당해야 한다.
이러한 유형의 무정전 전원 공급 장치의 가장 큰 장점은 정전에 대한 즉각적인 대응입니다. 그러나 대부분의 가전제품에서는 이것이 그다지 중요하지 않습니다. 동일한 컴퓨터에는 일반적으로 백업 또는 대화형 UPS가 장착되어 있습니다.
가장 중요한 매개변수
이제 가정용 무정전 전원 공급 장치 판매에 대한 많은 제안이 시장에 나와 있습니다. 목적을 올바르게 결정하고 선택에 실수하지 않으려면 먼저 주의해야 할 매개 변수가 무엇인지 이해해야 합니다.
주요 기술적 특성
장치의 출력 전력은 장치가 소비자에게 안정적으로 제공할 수 있는 최대 허용 값을 결정합니다. 볼트암페어(VA) 단위로 측정됩니다. 사용자의 편의를 위해 이 값이 종종 제공되며, 와트로.
장치의 부하를 측정하려면 전류계를 사용하거나 아파트에 설치된 미터의 판독 값을 사용하여 계산할 수 있습니다.
컴퓨터의 실제 전력을 결정할 때 전원 공급 장치의 등급을 기준으로 해서는 안 됩니다. 왜냐하면 컴퓨터는 항상 예비품으로 구매되기 때문입니다.
전류계가 없으면 다음을 수행해야 합니다.
- 컴퓨터에 전원을 공급하는 회로를 제외하고 패널의 모든 회로를 분리합니다.
- 이 회로의 모든 장치를 끄십시오.
- 컴퓨터를 켜고 일반적인 프로그램(예: YouTube 동영상)을 실행합니다.
- 미터가 1/10킬로와트 값을 변경할 때까지 기다리십시오.
- 다음 변경까지의 시간입니다.
평균 소비전력(피, 와트) 이 기간 동안 (티, 분)은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
P = 100 * (60 / 티)
다음으로 중요한 특징은 배터리 수명입니다. 이 표시기는 해당 순간 UPS에 발생하는 부하에 따라 달라집니다. 최대 허용 전력에서 가정용 장치의 배터리는 1~3분 동안 작동합니다. 그리고 절반 - 훨씬 더 깁니다 (최대 10분).
이는 두 가지 결론으로 이어진다:
- 정전 중에는 장치가 소비하는 부하를 최대한 줄여야 합니다.
- 계산된 전력을 최소 30% 초과하는 전력을 갖춘 UPS를 구입하는 것이 좋습니다.
입력 전압 범위는 전원이 배터리로 전환되지 않는 최소 및 최대 허용 네트워크 전압을 나타냅니다. 일반적으로 모든 UPS는 180-260V 범위를 견딜 수 있습니다.
일부 제조업체는 매우 우수한 (광고) 표시기를 가지고 있습니다. 예를 들어 낮은 값은 110V입니다. 여기에서 이 수치가 절반이 아닌 최대 부하에 대해 특별히 취해졌는지 확인해야 합니다.
또 다른 중요한 기술 지표는 소음 수준입니다. 라인 인터랙티브나 온라인 기술을 이용해 제작한 UPS는 발열이 많기 때문에 제조업체에서는 UPS에 팬을 설치합니다. 쿨러가 저렴하면 시간이 지남에 따라 소음이 발생하므로 생활 공간에 바람직하지 않습니다.
인터페이스 및 설정
블록의 모양은 매우 다양할 수 있습니다. 일반적으로 전면에 표시기 또는 디스플레이가 있고 후면에 전원 커넥터가 있는 고전적인 직사각형 모양입니다. 티가 있는 연장 코드를 출력에 연결할 수 있으므로 숫자는 그다지 중요하지 않습니다.이는 어떤 식으로든 UPS 개념과 모순되지 않습니다.
모델에는 전원 가용성, 소비자 수, 배터리 충전량 등 연결된 장치의 공급 상황을 표시하는 LCD 디스플레이가 있을 수 있습니다.
전원 공급 장치 매개변수, UPS 배터리 상태 및 작동 방식을 확인하려면 이를 컴퓨터에 연결할 수 있습니다. 많은 모델에 이 기능이 구현되었으며 소프트웨어가 개발되었습니다.
인터페이스에는 세 가지 주요 유형이 있습니다.
- USB. 컴퓨터와 UPS 간의 가장 일반적인 연결입니다.
- RS-232(COM 포트). 가정용 모델에는 거의 존재하지 않습니다.
- 이더넷 10/100. 무정전전원장치의 원격제어에 사용됩니다.
UPS 및 그 관리로부터 특성을 얻기 위한 소프트웨어는 다양한 Windows 버전용으로만 개발된 것이 아닙니다. 예를 들어, 잘 알려진 제조업체인 Powercom에는 전원 상태를 원격으로 모니터링하고 필요한 경우 무정전 전원 공급 장치의 작동을 조정할 수 있는 Android 버전의 소프트웨어가 있습니다.
무정전 전원 공급 장치는 보호받는 전기 소비자와 가까운 곳에 배치됩니다. 일반적으로 바닥이나 선반에 배치됩니다. 일부 모델에는 벽에 장착할 수 있는 고정 장치가 장착되어 있습니다.
출력 전류 품질
무정전 전원 공급 장치는 적절한 품질의 전류를 공급해야 합니다.배터리로 작동하는 경우 인버터가 이를 담당하며 주전원의 경우 필터와 안정 장치를 사용하여 문제 영역을 완화해야 합니다. 전기 회로에서 발생하는 간섭은 전자 장치에 대해 다양한 원인과 결과를 갖습니다. 그러므로 이 문제 역시 주의 깊게 검토할 필요가 있다.
네트워크 간섭 및 보호
모든 최신 UPS에는 서비스 대상 장치와 관련된 문제에 대한 보호 기능이 장착되어 있습니다. 총 부하가 최대 허용치를 초과하거나 단락이 발생하면 무정전 전원 공급 장치가 즉시 전원을 끕니다.
네트워크의 간섭은 주파수와 펄스로 나눌 수 있습니다. 전자는 특히 교류를 직류로 변환하는 컴퓨터 또는 TV 전원 공급 장치의 경우 그다지 위험하지 않습니다. 후자는 모든 전자 제품에 문제를 일으킬 수 있습니다.
따라서 대부분의 UPS에는 배리스터와 고주파 필터를 사용하는 서지 및 고조파 보호 기능이 장착되어 있습니다.
고전압 펄스 발생 문제는 전원 케이블뿐만 아니라 컴퓨터 또는 전화와 같은 데이터 전송 네트워크에서도 일반적입니다. 대기 전기 노출, 인근 배선 고장, 전기 간섭 및 기타 이유로 인해 발생할 수 있습니다.
많은 제조업체는 로컬 네트워크를 보호하는 기능을 갖춘 모델을 생산합니다. 이를 위해 UPS에는 두 가지 RJ-45 커넥터 - 하나는 입장용이고 하나는 출구용입니다. 신호는 전압 서지를 억제하는 필터를 통과합니다. 전화선의 경우 시스템은 동일하며 커넥터만 RJ-11 형식입니다.
저전압 및 고전압
전압 조정은 자동 변압기(AVR)를 사용하여 이루어지며, 그 주요 요소는 자동 변압기입니다. 작동 원리는 권선 중 하나의 회전 수를 변경하는 것을 기반으로 하며, 그 결과 전압은 값이 증가하거나 감소하는 방향으로 변경됩니다.
UPS에 AVR이 있으면 전압이 표준 값에서 약간 벗어나면 매번 자율 모드를 켜지 않을 수 있습니다. 이렇게 하면 배터리 수명이 크게 늘어납니다.
GOST 29322-2014에 따르면 기준 값에서 10%의 전압 편차는 1시간 이내로 허용됩니다. 조정기를 갖춘 모든 최신 UPS는 이러한 변동에 대처합니다.
출력 순도
출력 신호의 유형은 무정전 전원 공급 장치에 설치된 인버터의 모델에 따라 다릅니다. 이상적으로 AC 전압 파형은 사인파여야 합니다. 하지만 인버터를 거쳐 변환된 후에는 계단식 형태를 취하게 됩니다.
비동기 전기 모터(냉장고, 에어컨), 변압기 전원 공급 장치(고품질 오디오 장비), APFC 전원 공급 장치(서버 및 강력한 컴퓨팅 컴퓨터)가 포함된 장비의 경우 순수하거나 잘 근접한 사인파가 필요합니다.
장비 제조업체가 광고 브로셔에 무엇을 작성하더라도 단일 인버터 및 UPS는 순수한 사인파를 생성하지 않습니다. 정현파에 대한 출력 신호의 근사치는 총 고조파 왜곡(THD)을 통해 평가됩니다.
장치의 신호 출력은 THD<5%에서 정현파로 간주될 수 있습니다. IMV NetPro 2000과 같은 일부 모델의 경우 이 수치는 2%에 불과합니다.
UPS 사용 규칙
백업 전원을 구성하기 위해 무정전 전원 공급 장치를 구입할 때 어떤 장치와 함께 사용할 수 있는지 이해해야 합니다. 때때로 UPS만으로는 작동이 불가능할 경우 집에 전기를 공급하기 위해 추가 조치를 취해야 합니다.
가전제품 연결
컴퓨터, 모뎀, 라우터, 비디오 및 오디오 장비는 무정전 전원 공급 장치가 연결되는 일반적인 가정 또는 사무실 장치입니다. 이 기술에 일반 스위칭 전원 공급 장치가 포함되어 있다면 순수한 사인파를 생성하지 않는 비교적 저렴한 모델을 구입하는 것으로 충분합니다.
조명용으로 고가의 제품을 구입할 필요도 없습니다. 여기서 가장 중요한 것은 최대 전력과 배터리 수명을 올바르게 계산하는 것입니다.
정전이 자주 발생하면 계획되지 않은 냉장고 해동 및 식품 부패 문제가 관련됩니다. 비동기식 모터로 이러한 장비를 보호할 경우 "순수한" 정현파 신호가 필요하므로 더욱 복잡한 설계의 UPS가 필요합니다.
또한 엔진 시동 시 발생하는 시동 전류의 존재도 고려해야 합니다.냉동 장비의 경우 단순화된 값은 전력 값에 5를 곱하여 결정할 수 있습니다.
예를 들어, 주방에 총 전력 300W(시작 시 - 1500W)의 냉장고와 200W(시작 시 - 1000W)의 냉동고가 있는 경우 순수 사인파와 최대 전력은 최소 1700W입니다. 이 값은 냉동고가 작동 중이고 이때 냉장고가 켜져 있는 경우에 대해 얻은 값입니다. 두 모터가 동시에 시작될 가능성은 거의 없으며 이러한 UPS는 2.7kW의 1초 서지를 견딜 수 있습니다.
최대 전력 2000W의 온라인 유형 장치는 총 소비 전력 500W로 약 30분 동안 작동할 수 있습니다. 냉각 모드에 소요되는 시간은 약 5분이므로 무정전 전원 공급 장치는 두 장치 모두 6회 시동에 충분할 것으로 보장됩니다.
무정전전원공급시스템도 업무에 적극 활용 가스 가열 보일러. 연결된 장비의 비용을 고려할 때 이 경우 UPS의 품질을 간과해서는 안 됩니다.
백업 및 추가 전원 공급 장치
많은 가전제품의 경우, 장기간의 자율 작동을 위해서는 상당한 최대 전력이 필요하기 때문에 저렴한 UPS를 선택하는 것이 불가능합니다. 세탁기, 전기 오븐, 분산형 공조 시스템은 많은 전력을 소비합니다.
물론 정전 중에는 이러한 장치 없이도 할 수 있습니다. 이러한 중단이 거의 발생하지 않고 짧은 시간 동안 발생하는 경우 권장됩니다.그러나 강력한 소비자에게 자율적 전력을 제공하기로 결정했다면 가솔린 또는 디젤 발전기를 사용하는 것이 좋습니다. 전압이 없을 때 신속하게 시작하기 위해 자동 전송 시스템(ATS)이 사용됩니다.
추가 전원이 있는 경우 적어도 컴퓨터의 경우 UPS를 사용할 가치가 있습니다. 발전기의 즉각적인 시동과 전원 공급의 복구는 불가능합니다.
저전압 안정화
저전압 문제는 오래되었거나 저전력 전기 네트워크에 연결된 시설과 관련이 있습니다. 이러한 상황이 지속적으로 발생하면 입력을 사용하는 것이 좋습니다. 안정제.
전압이 감소하면 사내 네트워크를 통해 흐르는 전류가 증가합니다. 예를 들어, UPS에 연결된 소비자의 총 전력이 1.5kW이고 공급 전압이 190V라고 가정합니다.
그런 다음 옴의 법칙:
- 나1 = 1500 / 190 = 7.9A – 안정 장치 없이 UPS까지의 회로 전류;
- 나2 = 1500 / 220 = 6.8A – 안정 장치가 있는 UPS까지의 회로 전류 강도.
따라서 안정 장치가 없는 내부 네트워크에서는 부하가 증가하게 되며 이는 배선 단면적을 선택할 때 고려되지 않았을 수 있습니다.
따라서 일정한 저전압으로 안정 장치를 설치하는 것이 좋습니다. 이 경우 UPS 자동 변압기의 부하가 줄어들어 서비스 수명이 연장됩니다. 또한 전압 균등화를 고려하면 더 저렴한 무정전 전원 공급 장치를 구입할 수 있습니다.
DC 소비자에게 무정전 전원 공급 장치
일부 장치의 경우 DC 12, 24 또는 48V의 무정전 전원 공급이 필요합니다. 이러한 유형의 UPS도 판매됩니다. 해당 표시에는 "DC"라는 약어가 포함되어 있습니다. 60, 110 또는 220V의 전압 공급 장치도 있지만 산업이나 에너지 분야에서 사용됩니다.
클래식 모델과 내부 구조의 DC 무정전 전원 공급 장치의 차이점은 인버터가 없다는 것입니다. 배터리는 배터리의 과도한 과방전을 방지하기 위해 전류 제한 측정 션트가 있는 접촉기를 통해 출력에 직접 연결됩니다.
UPS로 전원을 공급받는 장치가 작은 전압 변동에 민감한 경우 출력에 안정화 변환기가 있는 경우도 있습니다.
이러한 백업 전원 공급 장치는 다음과 같은 DC 전원 가정용 장비를 보호하는 데 사용됩니다.
많은 DC UPS에는 외부 배터리를 연결할 수 있는 옵션이 있습니다. 이 경우 서비스를 제공하는 장치의 자율적 기능은 매우 길어질 수 있습니다.
주제에 대한 결론 및 유용한 비디오
가정용 UPS의 주요 특징에 대해 간략히 설명합니다.
다양한 UPS 유형과 특성은 연결된 장치의 전원 및 유형, 매개변수 및 특정 전기 네트워크의 일반적인 문제 등 다양한 사용 조건의 결과입니다.무정전 전원 공급 장치는 일반적으로 시스템에서 가장 비싼 요소는 아니지만 작동 안정성은 이에 따라 달라집니다. 따라서 사용조건을 잘 판단하여 모델을 신중하게 선택해야 합니다.
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