Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Češi v domácnostech více svítí a experimentují se světlem, doma mají přes 48 milionů svítidel Češi začali v domácnostech více svítit a snaží se vytvořit lepší světelné podmínky:…

Více aktualit

Architektura UPS – normalizace a praxe

Elektro 10/2000

Ing. Dušan Húsek, CSc., East Side Consulting

Architektura UPS – normalizace a praxe

Zdroj nepřetržitého napájení (dále jen UPS) je zařízení, které ve své základní variantě dokáže překlenout krátkodobý výpadek elektrické energie a u dlouhodobého výpadku pak poskytnout potřebný čas k přechodu na záložní zdroje elektrické energie. Složitější UPS pak mohou pomoci i při odstraňování některých dalších anomálií, které se mohou vyskytnout v elektrické rozvodné síti.

V souvislosti s vysokým nárůstem elektrických zařízení životně důležitých pro chod firmy, u nichž je kritická nepřerušená doba provozu, roste i oblast zájmu o UPS. Velký zájem inicioval ohromný rozmach ve výrobě těchto zařízení vedoucí k široké škále modelů. Nabídka sortimentu zahrnuje UPS pro příkony od stovek V·A, určené pro kancelářská zařízení, až po několik MV·A pro počítačová nebo telekomunikační centra. Zároveň se používané technologie diferencovaly podle charakteru, kritických vlastností a výkonu jednotlivých aplikací. A tak se názvosloví nabízených výrobků vyvíjelo občas živelným a dokonce vzhledem k uživateli i obchodně chybným způsobem. Z tohoto důvodu se CEI (Mezinárodní elektrotechnická komise) pokusila stanovit normy pro jednotlivé typy UPS a změřit jejich parametry (prvky), které převzala Cenelec (Evropský výbor pro normalizaci).

Obr. 1.

Potřeba nové normalizace

Rozlišení typů UPS
UPS (zdroje nepřetržitého napájení) se objevily na trhu v sedm- desátých letech především z důvodů potřeby nepřetržitého a kvalitního napájení velkých počítačů. Později se jejich vývoj přizpůsobil početnějším a různorodějším vysokým zátěžím, které souvisely s explozí digitálních technologií. Proto se UPS musely přizpůsobit požadavku aplikací, nasazení v prostředí mini- a později mikropočítačů, průmyslových procesů, při zabezpečení přístrojové techniky a samozřejmě i v telekomunikacích. Snaha přizpůsobit se potřebám tak rychle se vyvíjejícího trhu vedla k uplatnění různých technických novinek a k rozšíření škály výkonů. Výkon směřoval zároveň k nízkým i k vysokým výkonům, což mělo odpovídat jak potřebám mini/mikropočítačů, tak i potřebám životně důležitých aplikací v číslicové telekomunikační technice. Proto mezi UPS v současné době nalezneme výrobky s výkonem v rozmezí od několika set V·A až po několik MV·A.

Nepřesnosti a chyby používané terminologie
Během vývoje se aplikovaná technika diferencovala podle charakteru, kritických vlastností a výkonu jednotlivých aplikací. Zároveň se názvosloví nabízených výrobků vyvíjelo občas živelným, a dokonce i obchodně chybným způsobem s ohledem na uživatele.

UPS on-line
V sedmdesátých letech se běžně používal termín „UPS on-line“. Vztahuje se na architekturu, obsahující zejména (obr. 1):

  • usměrňovač-nabíječ na vstupu, který odebírá a usměrňuje síťové napětí pro nabíjení nebo dobíjení akumulátoru a pro napájení střídače,
  • akumulátory, které zabezpečují nezávislý provoz v případě výpadku sítě,
  • střídač, který dodává elektrický proud ve stálé vysoké kvalitě (frekvence, napětí s minimálními odchylkami),
  • blok se všeobecně vžitým názvem (statický obtok) „statický by-pass“, který je schopen bez přerušení přenést zatížení na síť, čímž umožní „dočasný“ provoz zátěže (bez kvalitního napájení ze střídače).

Obr. 2.

Tvůrci normy zjistili, že označení „on-line“, které doslova znamená „na síti“, není pro tuto architekturu výstižné.

Zátěž je totiž napájená ze střídače, nikoliv přímo ze sítě. Ale tento název se poměrně rychle ujal pro označování UPS, jejichž zátěž je trvale napájená ze střídače sériově zapojeného do sítě. Týkalo se to hlavě zdrojů UPS s vysokým výkonem (10 kV·A).

UPS off-line
V osmdesátých letech se vedle stále větších rozmanitostí zátěží a výkonů objevily zdroje „UPS off-line“, a to v protikladu k on-line. Toto označení vychází z odlišné architektury (obr. 2). Střídač není připojen k síti sériově, nýbrž paralelně jako pasivní záloha. Nepracuje stále, ale pouze tehdy, když parametry sítě jsou mimo tolerance. Architekturu doplňují filtry, jejichž funkce není jasně definována, protože jsou mylně chápány jako regulátory napětí. Tato architektura nemá statický by-pass, důsledkem čehož jsou přepínací časy pro některé aplikace příliš dlouhé. Také v tomto případě tvůrci normy zjistili, že označení „off-line“, které znamená „nenapájené ze sítě“, nevystihuje skutečnou situaci této architektury. Ve skutečnosti je zátěž napájená přímo ze sítě, zatímco střídač pracuje jen sporadicky v případech poruchy napájení sítě. Ale terminologie se opět v průběhu používání architektury vžila. Typickým příkladem využití této architektury jsou UPS s nižším výkonem (2 kV·A).

Jiné termíny
V devadesátých letech byla vyvinuta další architektura. Termín „line interactive“ byl použit pro UPS se zabudovanými reverzačními střídači. Ale nejasnosti, které vznikly na základě existence množství různých variant architektury uživatele zaváděly. Například některé UPS byly nazvány „in-line“ a v některých případech byl použit výraz „on-line“ velmi zavádějícím způsobem.

Nová norma
Více než deset let umožňovala výše popsaná situace dvojsmyslnost a dokonce i podvody, zájmy uživatelů byly poškozovány a seriozní výrobci dostávali pokuty. Potřeba zavedení normy s jasně definovanými termíny se stala nevyhnutelnou a proto CEI pověřila svou pracovní skupinu, aby definovala normu pro jednotlivé typy UPS a metody měření jejích technických parametrů; Cenelec pak převzal prvky normy CEI. Výsledkem tohoto úsilí jsou normy CEI 62040-3 a její evropský ekvivalent ENV 50091-3 (kde V znamená, že byla vydána na zkušební období tří let), které jasně definují normalizované typy UPS, jakož i metody měření jejich technických parametrů. V dalším textu uvádíme tuto typologii normalizovaných UPS, výhody a nedostatky každého typu a oblast jejich použití.

Normalizované architektury UPS

Definice
Normy CEI 62040-3 a ENV 50091-3 rozlišují následující tři typy architektury UPS:

  • pasivní záloha (angl. passive standby),
  • interakce se sítí (angl. line interactive),
  • dvojitá konverze (angl. double conversion).

Tato typologie se zakládá na činnosti UPS vzhledem k síti. Název v podstatě vyjadřuje, jak je uspořádaný vstup UPS.

Normy definují následující termíny pro vstupní výkon:

  • Primární síť: síť, jejíž výkon je obyčejně k dispozici nepřetržitě. Obvykle je to síť dodavatele elektrické energie, ale někdy i zdroj – elektrárna uživatele.
  • Záložní síť: síť, která má nahradit primární síť v případě jejího výpadku. V praxi má zdroj UPS jeden nebo dva vstupy:
    – vstup z usměrňovače (nebo síť 1) je napájen z primární sítě,
    – vstup by-passu (nebo síť 2), pokud existuje je taktéž napájen z primární sítě nebo – kde je to možné – ze záložní sítě (např. jiný přívod z téhož hlavního rozváděče nízkého napětí).

Obr. 3.

UPS typu pasivní záloha (passive standby)

Princip činnosti
Střídač je připojen paralelně a jednoduše zálohuje napájecí síť.

Normální režim
Zátěž je napájena z napájecí sítě obyčejně přes filtr/kompenzátor, který eliminuje určité poruchy a může zabezpečovat i regulaci napětí. Normy tento filtr nespecifikují, mluví jen o „přepínači UPS“. Upřesňují však, že „pro úpravu přívodu energie lze přidat přídavná zařízení, například ferrorezonanční transformátor anebo transformátor s automatickým přepínáním odboček“.

Střídač je k síti připojen paralelně jako pasivní záloha.

Režim provozu z akumulátoru
Jestliže se střídavé napětí vstupní sítě dostane mimo specifikované tolerance UPS nebo dojde k výpadku sítě, po uplynutí krátké doby (zpravidla < 10 ms) střídač a akumulátor zabezpečí trvalý přívod energie do zátěže. Normy neuvádějí čas, ale specifikují, že „zatížení se přenáší na střídač přímo nebo prostřednictvím spínače UPS, který může být elektronický nebo elektromechanický“.

UPS dále pracuje z akumulátoru až do ukončení doby zálohování nebo podle okolností až do návratu sítě do specifikovaných tolerancí, kdy se UPS vrátí do normálního režimu.

Obr. 4.

Výhody

    jednoduchý návrh, nízká cena, malé rozměry.

Nevýhody

  • chybí skutečná izolace zátěže od vstupního distribučního systému,
  • dlouhý přepínací čas: chybějící skutečný statický spínač způsobuje, že čas potřebný pro přechod na střídač je relativně dlouhý. Tato okolnost je pro některé aplikace přijatelná, ale pro funkce požadované při napájení složitějších a citlivějších celků (velká počítačová centra, telefonní ústředny apod.) je nepřípustná,
  • chybí regulace výstupního napětí,
  • chybí regulace výstupní frekvence, která závisí na frekvenci sítě.

Použití
Tato architektura je výsledkem kompromisu mezi přijatelnou úrovní ochrany před vlivem poruch a příslušnými náklady. Jde tu vlastně o obdobu konfigurace off-line, o které jsme se zmiňovali na začátku článku. Normy, které uvádějí tento termín, doporučují používání odborného výrazu passive standby (pasivní záloha), který mnohem více odpovídá skutečnému principu činnosti. Z uvedených nedostatků prakticky plyne, že tento typ UPS je vhodný jen pro nižší výkony (<2 kV·A) a je vyloučeno používat jej jako měnič frekvence.

UPS typu v interakci se sítí (line interactive)

Princip činnosti
Střídač je připojen paralelně a zálohuje napájecí síť; právě tak zabezpečuje nabíjení akumulátoru. Díky reverznímu provozu pracuje v interakci se sítí. Výrazy Boost/Buck, AVR (automatické nastavení napětí) a Delta Conversion znamenají architekturu typu line-interactive.

Normy definují tři provozní režimy:

Obr. 5.

Normální režim
Zátěž je napájena z „upravené sítě“, kterou tvoří střídač paralelně spojený se sítí. Střídač pracuje proto, aby upravil výstupní napětí anebo zabezpečil nabíjení akumulátoru. Výstupní frekvence závisí na frekvenci sítě.

Režim provozu z akumulátoru
Je-li vstupní napětí sítě mimo specifikované tolerance UPS nebo dojde-li k výpadku sítě, střídač a akumulátor zabezpečují stálý přívod energie do zátěže. Spínač (statický) odpojí vstupní napájecí napětí, aby se zabránilo zpětnému toku energie ze střídače. UPS pak pracuje z akumulátoru po dobu zálohování anebo v určitých případech až do doby návratu sítě do specifikovaných tolerancí, kdy se UPS přepne do normálního režimu.

Režim by pass
Tento typ UPS může obsahovat servisní by-pass. V případě interní poruchy UPS se může přívod energie do zátěže provádět přes servisní by-pass.

Výhody
Náklady mohou být nižší než náklady na UPS stejného výkonu na principu dvojité konverze.

Nevýhody

  • chybí skutečná izolace zátěže od vstupního rozvodného systému,
  • chybí regulace výstupní frekvence, která závisí na frekvenci sítě,
  • slabá ochrana vůči špičkám napětí a přepětím,
  • úprava výstupního napětí má průměrné parametry, přičemž střídač není na síť připojen sériově. Norma mluví o „upravené síti“, kterou tvoří paralelní síť se střídačem; tato úprava je však omezena reverzním režimem střídače,
  • nízká účinnost při napájení nelineárních zátěží.

    Obr. 6.

Použití
Tato architektura není vhodná pro citlivé zátěže se středním a vysokým výkonem, protože neumožňuje regulovat frekvenci. Proto se téměř nikdy nepoužívá pro střední a vysoké výkony.

UPS typu dvojitá konverze (double conversion)

Princip činnosti
Střídač je sériově vložen mezi síť a uživatele. Elektrický výkon přes něj prochází trvale.

Normy definují tři provozní režimy:

Normální režim
Výkon dodávaný do zátěže prochází přes obvod usměrňovač/nabíječ - střídač, jejichž kombinace uskutečňuje dvojitou konverzi ze střídavého na stejnosměrný a zpět na střídavý proud, odkud je též odvozen název.

Režim provozu z akumulátoru
Je-li střídavé napětí vstupní sítě mimo tolerance určené pro UPS nebo dojde-li k výpadku této sítě, nepřetržitý přívod energie pro zátěž zabezpečuje střídač a akumulátor. UPS dále pracuje z akumulátoru po dobu zálohování nebo v daných případech až do návratu sítě do určených tolerancí, poté se přepne zpět do běžného režimu.

Režim by-pass
Tento typ UPS zpravidla obsahuje statický by-pass, který se často nazývá statickým spínačem. Napájení zátěže se může přenést bez přerušení na vstup by-passu (vstup 2) přes by-pass, a to v následujících případech:

  • porucha UPS,
  • přechodný proud zátěže (záběrový proud nebo proud pro odstranění poruch),
  • přetížení,
  • vybití akumulátoru.

Obr. 7.

Aby bylo možné přidat by-pass, musí být frekvence vstupu a výstupu stejná, a jsou-li vstupní a výstupní napětí různá, je třeba přidat transformátor by-passu. UPS je se vstupní sítí by-passu synchronizován, aby byl zabezpečen nepřerušený přechod ze střídače na tuto síť.

Poznámka: Další obvod, nazývaný servisní by-pass, má za úkol zabezpečení údržby a ovládá se ručním vypínačem.

Výhody:

  • soustavná ochrana zátěže je zabezpečena střídačem, bez ohledu na to, zda je výkon dodáván ze sítě nebo z akumulátoru,
  • izolace zátěže od vstupního rozvodného systému, a tedy bez přenosu výkyvů napájecí sítě (přepětí, špičky napětí apod.), do zátěže,
  • velmi široká tolerance vstupního napětí a možnost přesné regulace napětí na výstupu,
  • přesná regulace výstupní frekvence; možnost pracovat ve funkci měniče frekvence (je-li k tomu přizpůsoben) zakázáním použití statického spínače,
  • mnohem lepší úroveň činnosti při ustálených a přechodných podmínkách,
  • v případě poruchy sítě okamžitý přechod do režimu napájení zátěže z akumulátoru,
  • nepřerušený přechod do režimu by-pass,
  • ruční by-pass určený pro provádění údržby.

Obr. 8.

Nevýhody
Vyšší cena, kterou však kompenzují četné výhody.

Použití
Tato konfigurace je nejúplnější z hlediska ochrany zátěže, možností regulace a výkonových parametrů. Vrací se v podstatě ke konfiguraci on-line, kterou jsme uvedli na začátku. Normy, které připomínají tento název, dávají přednost používání termínu dvojitá konverze, který mnohem více odpovídá principu činnosti. Tato konfigurace umožňuje zejména přenos zatížení z běžného režimu na režim by-pass a zpět bez přerušení (pomocí statického spínače) a nezávislost výstupního napětí a frekvence na vstupním napětí a frekvenci. Vzhledem na její četné výhody je to vlastně jediná používaná konfigurace, která chrání kritické aplikace při středních a vysokých výkonech (od 10 kV·A).

Souhrn Nová norma CEI 62040-3 a její evropský ekvivalent ENV 50091-3 ukončily období zmatků poškozujících uživatele, protože definovaly tři typy UPS a podmínky měření jejich parametrů. Tři typy normalizovaných UPS jsou definovány svou architekturou a principem činnosti.

Jsou to UPS na principu:

  • pasivní zálohy (angl. passive standby – ekvivalent off-line),
  • interakce se sítí (angl. line-interactive),
  • dvojité konverze (angl. double conversion – ekvivalent on-line).

Normy doporučují používat tuto novou odbornou terminologii místo starých názvů off-line a on-line, protože mnohem lépe odpovídají skutečnému principu činnosti UPS.

Z porovnání těchto typů je možno si zapamatovat následující klíčové body:

UPS pracující na principu dvojité konverze představují jádro prodeje v kategorii středních a vysokých výkonů (95 % případů už od několika kV·A a 98 % nad 10 kV·A). Tento fakt je dán tím, že mají mnoho výhod a odpovídají potřebám značného zatížení u této výkonnostní kategorie, což vyplývá v převážné míře z polohy střídače sériově připojeného k síti:

  • soustavná regenerace napětí dodávaného střídačem na výstup,
  • izolace zátěže od napájecí sítě,
  • velmi široká tolerance vstupního napětí a přesná regulace napětí na výstupu,
  • přesná regulace výstupní frekvence a možnost pracovat ve funkci měniče frekvence, je-li k tomu nakonfigurován,
  • mnohem lepší statické a dynamické vlastnosti,
  • nepřerušený přechod na napájení z akumulátoru nebo na režim by-pass,
  • ruční by-pass umožňující údržbu.

Kromě toho mají málo nedostatků, až na cenu, která je však odůvodněná rozdíly v dosahovaných parametrech, jež jsou většinou nezbytné vzhledem ke kritickému charakteru napájené zátěže. Též účinnost je mírně vyšší (o několik procent).

V těchto úrovních výkonů se ostatní technologie uplatňují jen okrajově, a to přes výrazně nižší cenu, přičemž mají následující nedostatky:

  • chybí regulace napětí u UPS pracujících na principu pasivní zálohy,
  • chybí regulace frekvence u UPS pracujících na principu pasivní zálohy a interakce se sítí,
  • primitivní izolace vůči síti vzhledem k paralelnímu zapojení střídače.

Praxe
Jak se k této normě staví praxe, to si můžeme ukázat na příkladu společnosti Invensys. Tato nadnárodní společnost dodává UPS značky Powerware a Best Power a rozlišuje směrem k zákazníkovi své UPS podle úrovně ochrany, kterou mu poskytují. Zavádí koncept úrovně ochrany 3, 5, 9, kde číslice znamená proti kolika základním anomáliím v síti daný UPS ochrání zákazníkovu techniku. Tento přístup měl umožnit dát potencionálnímu zákazníkovi jasné vodítko k identifikaci typu UPS, jež postačí k zabezpečení jeho techniky.

Společnost Invensys v souladu s tímto konceptem zavádí také značení svých výrobků – série 3, série 5 a série 9.

Obr. 9.

Každá řada je navržena tak, aby zabezpečovala danou úroveň ochrany napájení. Zavedením přístupu 3, 5, 9 společnost Powerware usnadňuje proces výběru vhodného řešení.

Série 3

Výpadek napětí
Výpadek napětí je definován jako stav, kdy nulové napětí na vstupu trvá déle než dva cykly. Může být způsobeno vypadnutím pojistky, selháním v dodávce elektrické energie nebo poruchou v rozvodné síti. Tato anomálie může vést k poškození nebo ztrátě dat, poškození souborů nebo i k poškození hardware.

Krátkodobý pokles napětí
Mezi krátkodobé poklesy napětí počítáme stavy, kdy dojde na krátkou dobu k poklesu napětí o 15 až 20 % pod nominální hodnotu. Možnou příčinou je zapínání vysoce výkonných zařízení, roztáčení silných elektromotorů a spínání výkonných rozvodů (vnitřních nebo v rozvodné síti).

Krátkodobý pokles napětí může způsobovat stejné problémy jako napěťové špičky, tzn. vymazání paměti, chyby dat, pohasínající světla a výpadek zařízení.

Napěťové špičky
O napěťových špičkách hovoříme, když dochází ke krátkodobému překročení nominálního napětí o více než 10 %. Běžnou příčinou je vypnutí vysoce výkonných elektrických zařízení. Tato anomálie může způsobovat paměťové výpadky u počítačových systémů, chyby v datech, blikající světla a výpadek zařízení.

Série 5

Podpětí
Podpětí je relativně dlouhodobý stav v rozvodné síti. Jako případ, kdy dochází k podpětí v síti můžeme jmenovat období energetických špiček v zimě, kdy elektrárenské společnosti nemohou pokrýt poptávku po elektrické energii a musí snížit napětí, aby omezily maximální odběr. V případě, že k tomu dojde, můžeme na počítačích zaznamenat poškození dat nebo i jejich ztrátu a chyby v hardware.

Přepětí
Přepětí je relativně dlouhodobý stav v rozvodné síti. Jako příklad může naopak sloužit případ malé poptávky po elektrické energii. Přepětí může způsobovat přehřívání, možnost poškození hardware, popříp. zatuhnutí počítače.

Série 9

Napěťové rázy
Napěťovými rázy nazýváme stav, kdy dojde k napěťové špičce cca 20 000 V s dobou trvání 10 až 100 mikrosekund. Běžně jsou způsobovány přeskokem jisker při spínání a elektrostatickými výboji. Tyto změny se v elektrické rozvodné síti mohou projevit několikrát denně, když dodavatel řeší problémy v rozvodné síti. U digitální techniky se mohou následky této anomálie projevit vymazáním paměti, chybami v datech a poškozením komponent.

Indukovaný šum
Indukovaný šum vzniká jako radiofrekvenční interference (RFI) a elektromagnetická interference (EMI) a způsobuje nežádoucí efekty v obvodech zejména výpočetních systémů. Zdroji tohoto problému jsou elektromotory, relé, regulační systémy elektromotorů, přenosy vysílání, mikrovlnné záření a vzdálené elektromagnetické bouře. RFI, EMI a další problémy s čistým průběhem napětí mohou způsobit chyby v datech, ztrátu dat, vymazání paměti, zatuhnutí klávesnice a systému.

Kolísání frekvence
Sem počítáme odchylky od standardní frekvence 50 Hz. Odchylky mohou být způsobeny nepravidelnou činností záložních generátorů proudu nebo citlivostí zdroje elektrické energie na zátěž. Výsledkem působení na citlivá elektrická zařízení může být poškození dat, poškození pevných disků, zatuhnutí klávesnice a chyby v programech.

Harmonické zkreslení
Harmonické zkreslení normálního sinusového průběhu napětí je obecně způsobováno nelineární zátěží v síti. Spínané zdroje, motory s regulací otáček, kopírky a faxy, jsou příklady nelineární zátěže. Harmonické zkreslení může způsobovat chyby v komunikaci, přehřívání a možnost poškození hardware.

Řady UPS
UPS série 3 od společnosti Powerware chrání proti třem z devíti běžných problémů v síti: výpadku napětí, krátkodobému poklesu napětí a napěťovým špičkám.

UPS série 3 od společnosti Powerware (obr.6) používají technologii standby, kterou společnost primárně nazývá off-line. Jsou zkonstruovány k ochraně jednotlivých PC nebo pracovních stanic. Jedná se o nejlevnější UPS, který nabízí pouze zabezpečení v případě úplného výpadku elektrického proudu a nemá zabudované jakékoliv významné zařízení pro zlepšení kvality elektrického napájení. Nazývá se off-line (stand-by), protože začne fungovat pouze v případě výpadku elektrické energie. Tyto jednotky používají mechanický spínač pro přechod k práci na akumulátory v případě, že napětí poklesne pod určitou úroveň. Znamená to, že dojde k výpadku proudu na 2 či 3 ms, se kterými se obecně většina počítačů dovede vyrovnat. Invertor uvnitř UPS mění stejnosměrné napětí z akumulátoru na střídavé, které se pak použije k napájení počítače.

Typické rysy

  • cenová dostupnost,
  • střední spolehlivost,
  • vysoká účinnost (zátěž napájená přímo ze sítě),
  • některé modely mají ochranu proti přetížení,
  • bez regulace napětí nebo frekvence,
  • žádné zlepšování kvality elektrické energie,
  • při každé regulaci přechází k provozu na akumulátory,
  • delší čas při přechodu k provozu na akumulátory.

Jinak platí vše co bylo o tomto typu UPS uvedeno dříve.

UPS série 5 od společnosti Powerware chrání proti pěti z devíti běžných problémů v síti: výpadku napětí, krátkodobému poklesu napětí, napěťovým špičkám, podpětí a přepětí.

UPS série 5 od společnosti Powerware (obr.7) používají technologie line-interactive, což je nová hybridní technologie, která nabízí lepší ochranu, než technologie standby, ale vychází levněji než technologie s dvojitou konverzí. Nabízí ochranu v případě výpadku elektrické energie, ale nejen to, nabízí i úpravu kvality elektrického napájení, protože vyhlazuje špičky a odchylky od nominálního napětí. Pokud například poklesne napětí pod stanovenou úroveň, UPS jej zvýší zpět na normální bez přechodu na provoz s akumulátory. Tato konstrukce používá invertor v době, kdy je napájení elektrickou energií v normě k nabíjení akumulátorů. V případě, že dojde k výpadku, dojde k přepnutí spínače a zařízení pracuje s energií z akumulátorů. Line-interactive UPS jsou nejvhodnější tam, kde pro efektivní činnost zařízení není nezbytně nutný ideální průběh napětí v napájecí síti.

Typické rysy

  • střední cenová relace,
  • vysoká účinnost (zátěž napájená přímo ze sítě),
  • průměrné možnosti regulace napětí,
  • možnost vzdáleného ukončení činnosti (shutdown) a monitorování (SNMP kompatibilita je zajišťována softwarově nebo hardwarově na přání),
  • nezávisle ovládaná připojení (na vyspělejších modelech) pro podporu několika operačních systémů,
  • akumulátory vyměnitelné za chodu, umožňující nepřerušený chod zařízení.

Jinak platí vše co bylo o tomto typu UPS uvedeno výše.

UPS série 9 chrání proti všem z devíti běžných problémů v síti
UPS série 9 od společnosti Powerware (obr. 8) používají technologii s dvojitou konverzí, která je všeobecně uznávána jako nejlepší typ UPS pro ochranu životně důležitých aplikací. Tuto technologii v rozporu s normou stále nazývá on-line. Ačkoliv je dražší, než obě dříve uvedené technologie, cenu vysoce převyšuje základní výhoda: systém zajišťuje, že nedojde ani ke chvilkovému přerušení dodávky elektrické energie. Toho je dosaženo tzv. technikou dvojité konverze (jak už název napovídá), kdy se trvale konvertuje střídavý proud na stejnosměrný, přivádí se k akumulátorům a potom jej invertor transformuje zpět na střídavý. Ideální situace je, když průběhem elektrického napětí je sinusovka. V případě, že elektrická energie přichází z elektrické sítě, bude téměř stoprocentně poškozena a bude vykazovat nepravidelnosti. Systém s dvojitou konverzí čistí a filtruje elektrickou energii, takže výstupem ze zařízení je čistý sinusový průběh. Takovýto systém by měl téměř okamžitě přejít na práci z akumulátorů a měl by kompletně odstranit napěťové špičky.

Typické rysy

  • vysoká spolehlivost,
  • střední až vysoká účinnost (zátěž je napájená z invertoru),
  • konstantní napětí, frekvence a úprava napájení,
  • dlouhá životnost akumulátorů,
  • prodloužený čas náběhu na akumulátory,
  • okamžitý přechod z provozu ze sítě na akumulátory,
  • vzdálený shutdown (řízené ukončení činnosti zátěže) a monitorování (SNMP kompatibilita je zajišťována softwarově nebo na přání hardwarově).

Jinak platí vše co bylo o tomto typu UPS uvedeno dříve.

Závěr

  • Při nízkých výkonech (< 2 kV·A) existují vedle sebe tři typy normalizovaných UPS.
  • Výběr zde ovlivňuje poměr technických parametrů k ceně se zřetelem k požadavkům zátěže a možným rizikům (riziko pro osoby, rozsah výrobních ztrát apod.).
  • Oblast vysokých výkonů je doménou systému s dvojitou konverzí.
  • V praxi existují pokusy charakterizovat typy UPS jinými způsoby – spíše vystihující jejich doporučené nasazení.
  • Výrobci ještě nepřešli v plném rozsahu na normou stanovené označování UPS a můžeme se setkat i se starším značením.