Теоретические основы источников бесперебойного питания

ВВЕДЕНИЕ

Источники бесперебойного питания (ИБП) достаточно давно заняли место необходимого компонента в современных компьютерных системах и совокупностях других приборов, используемых как на предприятиях, так и в домашних условиях. Бесперебойники являются неким барьером между устройствами - потребителями электроэнергии и теми неприятностями, которые может принести нестабильность подаваемого в аппаратуру электрического питания. Растущая потребность в таком оборудовании наряду с предоставлением большого количества разнообразных вариантов предъявляет повышенные требования к источникам питания, поэтому актуальность темы работы не вызывает сомнений.

Объект исследования – источники бесперебойного питания

Предмет исследования – процесс технического обслуживания и ремонта

Цель проекта исследования – провести анализ технического обслуживания и ремонта источники бесперебойного питания и дать ему объективную оценку.

Поставленная цель определила следующие задачи:

- дать общую характеристику ИБП;

- провести анализ существующих технологических решений в конструкции ИБП;

- определить основные неисправности и методы их устранения;

- дать оценку процессу технического обслуживания и ремонта ИБП;

- охарактеризовать безопасность эксплуатации, технического обслуживания и ремонта ИБП.

В работе над курсовым проектом применялись следующие методы исследования - Наблюдение и обобщение; анализ и синтез; сравнение; лабораторный опыт;

В работе использовались современные Интернет- издания, литературные источники по теме ТО и ремонта ИБП, а также был обобщен личный опыт и знания в рассматриваемой области. Курсовой проект состоит из 4 разделов. Первый раздел посвящен определению и назначению ИБП. Второй раздел устранению неисправностей и работе с ИБП. Третий технике безопасности при работе с ИБП. Имеется введение, заключение, список используемой литературы и одна таблица в приложении.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСТОЧНИКОВ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ

Внутреннее строение ИБП

Источник бесперебойного питания - компонент системы питания, который располагают между нагрузкой и питающей сетью. Главная функция ИБП состоит в обеспечении бесперебойного питания. Упрощённая схема ИБП включает аккумуляторные батареи и специальные элементы ИБП, компенсирующие возмущения в магистральной сети, а именно инвертор, выпрямитель, фильтр и в некоторых случаях байпас. На сегодняшний день бесперебойники разделяют на три группы. У каждой из групп принцип работы ИБП имеет свои особенности.

Рисунок 4 - Упрощенная схема ИБП

Ключевым компонентом ИБП являются аккумуляторные батареи. Именно АКБ определяют сколько работает ИБП при отключении питания в сети. Как правило, в ИБП используются свинцово-кислотные аккумуляторы, имеющие следующие параметры: напряжение 12В и ёмкость 7Ач или 9Ач. АКБ относятся к типу герметичных и не обслуживаемых. В самых простых ИБП используется один аккумулятор, а в мощных бесперебойниках их количество может быть во много раз больше.

Обзор технологий ИБП

Hесмотpя на изобилие pазличных схемных pешений, в индустpии UPS сложились некотоpые типовые схемы постpоения (топологии) источников беспеpебойного питания.

Топология Standby-Ferro.

Рисунок 8 – Схема топологии Standby-Ferro

Эта схема базиpуется на специальном тpехобмоточном тpансфоpматоpе. Пpи ноpмальном напpяжении сети оно чеpез transfer switch попадает на тpансфоpматоp, и чеpез него к нагpузке. В случае отказа сети питание нагpузки осуществляется инвеpтоpом чеpез дpугую обмотку, а transfer switch в это вpемя pазомкнут. Инвеpтоp запускается только тогда, когда обнаpужен отказ сети и pазомкнут transfer switch. Тpансфоpматоp в данной схеме pаботает также, как феppоpезонансный стабилизатоp напpяжения, обеспечивая в огpаниченных пpеделах стабилизацию сетевого напpяжения и сглаживание «ступенек», возникающих пpи pаботе инвеpтоpа. Полная гальваническая pазвязка цепей нагpузки от питающей электpосети обеспечивает лучшую защиту, чем любой возможный фильтp. Однако, феppоpезонансный стабилизатоp сам по себе вносит заметные искажения и пеpеходные пpоцессы, котоpые в некотоpых случаях могут оказаться опаснее, чем исходные сбои питающей сети. Едва ли не единственная серия шиpоко известных UPS, постpоенных по такой схеме - «FERRUPS» фиpмы Best Power. Типичные мощности - от 0,5 до 18 kVA.

 

 

Основные функции ИБП

ИБП способен выполнять следующие основные функции:

1. Поглощение сpавнительно малых и кpатковpеменных выбpосов напpяжения;

2. Фильтpация питающего напpяжения, снижение уpовня шумов;

3. Обеспечение pезеpвного электpопитания нагpузки в течение некотоpого вpемени после пpопадания напpяжения в сети;

4. Защита от пеpегpузки и коpоткого замыкания.

Дополнительно к этому многие модели ИБП под упpавлением специализиpованного пpогpаммного обеспечения могут выполнять следующие функции:

1. Автоматический shutdown обслуживаемого обоpудования пpи пpодолжительном отсутствии напpяжения в сети, а также пеpезапуск обоpудования пpи восстановлении сетевого питания;

2. Монитоpинг и запись в log-файл состояния источника питания (темпеpатуpа, уpовень заpяда батаpей и дpугие паpаметpы);

3. Отобpажение уpовня напpяжения и частоты пеpеменного тока в питающей электpосети, выходного питающего напpяжения и мощности, потpебляемой нагpузкой;

4. Отслеживание аваpийных ситуаций и выдачу пpедупpеждающих сигналов (звуковые сигналы, запуск внешних пpогpамм и т.п.);

5. Включение и выключение нагpузки по внутpеннему таймеpу в заданное вpемя.

 

Механические проблемы ИБП

К ним можно отнести западающие или не работающие кнопки включения на передней и задней панелях ИБП. Как и у любого переключателя, у этих механизмов есть свой ресурс нажатий. Если ИБП прослужил много лет и пользователь уже несколько раз менял его аккумуляторы, вполне возможно, что кнопки просто отработали своё и их необходимо заменить. Определить эту причину точно «на глаз» достаточно сложно, если нет видимых повреждений, поэтому рекомендуется обратиться к специалистам в сервисный центр — может, дело окажется в модуле, управляющем работой устройства, который тоже может выйти из строя. Ещё невозможно включить новый исправный ИБП бывает в случае, если после покупки пользователь забыл подключить батарею: бывает, что ИБП поставляются клиенту с отключённым аккумулятором — его необходимо присоединить перед первым включением устройства.

Проблемы с батареями ИБП

ИБП также может не включаться в случае, если используются некомплектные батареи (что крайне не рекомендуется) либо если аккумуляторная батарея подключена к устройству некорректно. В последнем случае необходимо убедится, что сборка и подготовка ИБП проводилась строго в соответствии с инструкцией, так как неопытный пользователь может просто перепутать клеммы при подключении. Если время работы подключенных к ИБП устройств от батареи начало резко сокращаться, возможно, срок службы батареи подходит к концу. Как правило, он составляет около 5 лет, после чего рекомендуется приобрести новый аккумулятор и заменить его, иначе в какой-то момент ИБП просто отключится вместе с электричеством в доме, то есть прекратит выполнять свою основную функцию.

Рисунок 11 – APC Replacement Battery Pack | Cartridge Replaces APC RBC11

Ещё одна проблема, которая может быть не связана с неполадками в работе устройства, — выглядит она так: при низком заряде батареи управляющая плата некоторых моделей ИБП просто не даёт включить прибор, поэтому для начала работы его нужно сперва подключить к сети и подождать несколько часов, пока аккумулятор зарядится до нужного уровня.

Проблемы с перегрузкой

Если ИБП не включается и к нему подключено несколько мощных приборов, стоит оценить общую нагрузку на систему. Возможно, мощности источника бесперебойного питания не хватает для такой нагрузки. В этом случае пользователю необходимо отключить одно из устройств.

Причины неисправности ИБП

В ходе эксплуатации источники бесперебойного питания могут пострадать из-за перегрузки, недостаточного охлаждения и воздействия внешней среды. В числе главных причин неисправности ИБП для компьютера или других электронных устройств стоит выделить следующие:

· Загрязнение платы и внутренних поверхностей, вызывающее ухудшение теплоотвода деталей и замыкание токоведущих дорожек.

Рисунок 12 - Загрязнение платы и внутренних поверхностей

· Выработка ресурса аккумуляторной батареи и потеря ее емкости.

· Высыхание электролитических конденсаторов, вызывающие сбои в работе блоков управления и питания.

Рисунок 13 - Неисправные электролитических конденсаторов

· Загрязнение или высыхание смазки вентилятора охлаждение и, как следствие, замедления вращения или заклинивание последнего.

· Выход из строя инвертора в результате перегрузки или длительной работой при высокой нагрузке с плохим охлаждением.

· Поломка устройства из-за сильного превышения входного напряжения.

· Проблемы с входной цепью питания.

Рисунок 14 – Неисправность цепи питания

Некоторые из проблем можно решить без особых материальных затрат, некоторые требуют слишком дорогого ремонта и становятся причиной для списания устройства. Давайте рассмотрим типичные неисправности ИБП, с которыми их владельцы

ИБП не включается

Основные неисправности ИБП проявляются именно таким образом: вы нажимаете кнопку питания, но ничего не происходит. Причин такого явления несколько:

· Отсутствует напряжение в сети, неисправен кабель питания или предохранитель.

· Короткое замыкание на выходе ИБП или в подключенном устройстве.

· Неправильное подключение питания (характерно для трехфазных ИБП).

 

Если ИБП не включается, необходимо выполнить такие действия:

- проверить наличия напряжения в розетке;

- проверить вилку и шнур питания;

- убедиться в исправности предохранителя;

- попробовать произвести запуск устройства с отключенной нагрузкой.

 

Диагностика ИБП

Оборудование, используемое для диагностики и ремонта электронной техники, чаще всего определяется предпочтениями специалиста, осуществляющего такие работы, т.е. в своей работе специалист старается использовать то, к чему привык, то, с чем умеет хорошо работать, и то, что ему кажется наиболее удобным. Такими приборами диагностики являются: вольтметры (мультиметры), осциллографы, источники питания. Однако для тестирования некоторых устройств требуется дополнительное оборудование, с помощью которого можно проверить какие-то специфические функции тестируемого устройства. К таким особенным устройствам, для диагностики которых, требуется дополнительное оборудование, относятся источники бесперебойного питания – UPS. Набор тестового оборудования для UPS определяется его назначением и особенностями его функционирования.

Источники бесперебойного питания (UPS) обеспечивают подключенную к ним нагрузку питающим напряжением, независимо от наличия и уровня входного напряжения сети. В том случае, когда сетевое напряжение пропадает (или становится чрезвычайно высоким), питание нагрузки осуществляется за счет аккумулятора UPS, энергия которого преобразуется в переменное напряжение, эквивалентное сетевому. Кроме того, многие модели UPS поддерживают, так называемые, режимы BOOST и TRIM. В этих режимах обеспечивается поддержание номинального напряжения на выходе UPS как при понижении, так и при повышении входного напряжения сети, причем такая «стабилизация» обходится без перехода на питание от аккумуляторов.

Исходя из описания общих принципов функционирования UPS, можно сформировать перечень параметров, измеряемых при диагностировании источника бесперебойного питания. Вот эти параметры:

1.Уровень входного напряжения. Этот параметр требует оценки для того, чтобы можно было отслеживать правильность перехода на питание от аккумуляторов, перехода в режим BOOST (повышение напряжения) и в режим TRIM (понижение напряжения).

2.Уровень выходного напряжения.

3.Уровень напряжения аккумуляторных батарей.

4.Время работы от аккумуляторов.

5.Форма выходного напряжения.

6.Частота и фаза выходного напряжения UPS.

7.Емкость нагрузки, поддерживаемой источником бесперебойного питания.

Конечно же, каждый специалист может проводить проверку и других параметров, например таких, как величина входного или выходного тока, величина тока аккумуляторов и т.п. Однако все эти параметры являются либо вторичными, либо несущественными, т.к. исчерпывающую информацию о работоспособности UPS можно получить, измерив шесть вышеперечисленных параметров.

Таким образом, для оценки правильной работы UPS, нам потребуется следующее оборудование, без наличия которого, говорить о профессиональной работе не приходится:

1) Осциллограф с пробником, оснащенным делителем 1:10 или 1:20. Так как высокочастотных сигналов и цепей в UPS нет, то можно использовать осциллограф с полосой пропускания 20 МГц. Других требований к осциллографу не предъявляется. Указанный частотный диапазон поддерживается большинством осциллографов.

2) Цифровой мультиметер с функцией измерения действующего (эффективного) значения тока и напряжения. Мультиметры, позволяющие измерять действующее значение (RMS), имеют маркировку «True RMS». Если тестер не обеспечивает измерение действующего значения тока и напряжения, то в процессе измерений можно получить неверные результаты.

3) Источник «чистого» и стабильного переменного напряжения. Такой источник должен обеспечивать формирование на своем выходе напряжения величиной 230В с частотой 50Гц или 60Гц. Так как в розетке найти стабильное напряжение будет практически невозможно, то для его получения можно воспользоваться лабораторными источниками переменного тока. В качестве примера таких источников можно назвать APS 9301, APS9501, APS9102 от фирмы GOOD WILL.

Рисунок 15 - Лабораторный источник переменного тока

Эти источники очень хороши т.к. позволяют формировать переменное напряжение заданной величины, и при этом проводить измерение многих его параметров, в том числе в режиме RMS (напряжение, ток, частоту, коэффициент мощности, мощность). Эти источники вполне могу заменить собой сразу несколько устройств: регулируемый автотрансформатор – ЛАТР, вольтметр, амперметр, частотомер, ваттметр и др.

 

 

Рисунок 16 - ЛАТР ЭНЕРГИЯ Black Series 1Ф TDGC2-2кВА 6А (0-300V), Е0102-0102

Можно так же воспользоваться отечественными приборами – стабилизаторами сетевого напряжения Б2-4 или Б2-6.

Рисунок 17 - Стабилизатор напряжения APC LN1050-RS

Недостатком источников Б2-4 и Б2-6 является то, что они позволяют формировать на выходе стабилизированное напряжение величиной только 220В (до 230В его можно будет поднять с помощью ЛАТР). В одном из ближайших номеров журнала мы постараемся дать обзор рынка источников переменного тока, их сравнительный анализ, описание характеристик, цен и функциональных возможностей.

4) Регулируемый автотрансформатор - ЛАТР (в англоязычной литературе Вариак – Variac). Автотрансформатор должен позволять регулировать переменный ток в диапазоне от 0 до 280 Вольт, обеспечивая при этом ток до 3,5А (этого достаточно для тестирования UPS мощностью 500 ВА).

5) Симулятор нагрузки. В качестве такого симулятора можно использовать резисторы или лампы накаливания. Лампы накаливания наиболее удобны, так как позволяют достаточно точно рассчитать величину подключаемой к UPS нагрузки. Так, например, если для UPS BackPro 450 требуется нагрузка 275 Вт, то для обеспечения такой мощности можно взять три лампы, подключенные параллельно: 150Вт, 50Вт и 75Вт.

Рисунок 18 – Схема параллельного подключения ламп к ИБП

Использование в качестве нагрузки компьютера нежелательно, т.к. точно измерить потребляемую им мощность достаточно тяжело – для этого требуется ваттметр действующего значения (WRMS), а при отсутствии такого ваттметра, все измерения будут весьма приблизительными, и проверить, например, время работы UPS от аккумуляторов при номинальной нагрузке будет невозможно. Так как источник питания компьютера является импульсным, то его коэффициент мощности равен, в среднем, значению 0,7. Поэтому при измерении мощности, потребляемой компьютером необходимо учитывать еще и этот параметр.

6) Секундомер, с помощью которого измеряется время работы UPS от аккумуляторов.

Поддержка работоспособности

В большинстве случаев рассматриваемое устройство служит своему владельцу долгие годы и без особых проблем. При этом для достижения такого положения вещей требуется регулярное обслуживание ИБП, которое заключается в замене аккумуляторной батареи (примерно раз в два года) и общем контроле исправности электронных компонентов. Если для контроля свойств конденсаторов, резисторов и других электронных элементов понадобятся довольно глубокие знания в электронике и схемотехнике либо поход в сервисный центр, то заменить аккумулятор ИБП, вышедший из строя или утративший свои свойства со временем, может практически каждый. Такой ремонт ИБП своими руками приходится осуществлять практически каждому владельцу устройства хотя бы единожды за жизненный цикл бесперебойника.

Меры предосторожности

Прежде чем переходить к манипуляциям с аппаратом, следует учитывать, что ИБП – это сложное электронное устройство и при проведении ремонтных работ нужно соблюдать меры предосторожности. Все операции с бесперебойником можно осуществлять, только убедившись, что устройство обесточено. Никакие советы и секреты ремонта ИБП, услышанные от знакомых или найденные в интернете, не спасут от поражения электрическим током в случае необдуманных действий и неаккуратного обращения с компонентами, находящимися под напряжением.

По результатам диагностики составляется заключение (акт дефектовки) о результатах проделанных проверок, предоставляется план проведения ремонтных работ, смета на работы по приведению ИБП в рабочее состояние. При проведении работ используются только оригинальные запасные части для ИБП.  

В рамках ремонтных работ выполняется разборка ИБП, отключение и демонтаж неисправных элементов, монтаж и подключение исправных элементов, сборка ИБП и осуществление контрольного запуска оборудования, проверка работы оборудования во всех режимах, проведение тестовых испытаний с контролем параметров.

После проведения ремонта ИБП заменённые запасные части проверены по заводской методике на предмет наличия всех необходимых уставок, сигналов и настроек.

Сдача ИБП из ремонта в эксплуатацию (при достижении параметров, заявленных производителем).

Составление технического отчета и выдача рекомендаций по дальнейшей эксплуатации оборудования.

Инструктаж обслуживающего персонала о порядке включения и выключения ИБП, правилах эксплуатации, возможных причинах отказов и методах их устранения.

ИБП требует при своей эксплуатации выполнения некоторых элементарных правил. Очень часто причиной кажущейся пользователю неисправности являются неправильно подключенные провода, ослабление или окисление с течением времени клемм их подключения и т. п. Прежде чем задумываться о проведении серьезного ремонта прибора, необходимо внимательно осмотреть соединение проводов, проверить их работоспособность, отсутствие переломов и разрывов кабелей, питающих ИБП, наконец, убедиться в наличии электропитания в розетке.

Предохранитель

Рисунок 19 - Предохранитель

Если бесперебойник не включается после перепада напряжения или в результате короткого замыкания в питающей сети, вполне вероятно, что для восстановления работоспособности устройства не потребуется даже его разборка. Первое, что нужно сделать, осуществляя ремонт ИБП своими руками, – это осуществить проверку целостности плавкого предохранителя и его замена в случае необходимости. Поскольку данный компонент выходит из строя достаточно часто, производители ИБП конструируют свои устройства таким образом, чтобы пользователь мог осуществить процедуру самостоятельно. Сами запасные предохранители часто входят в комплект поставки бесперебойника. Если же их нет, аналогичный извлеченному из устройства защитный элемент можно приобрести в любом магазине, где продаются радиодетали. Для замены предохранителя нужно найти на корпусе специальный содержащий его лоток и извлечь/выкрутить - в зависимости от конструкции - содержимое. После замены установить лоток на свое место. Более подробно процедура описана в инструкции к ИБП, но в целом любой домашний мастер разберется и без нее.

Замена батареи

Рисунок 20 – Замена батареи

Для замены аккумуляторной батареи понадобится совсем немного времени и единственный инструмент – крестовая отвертка. Изначально требуется выкрутить несколько винтов, скрепляющих части корпуса и расположенных снизу ИБП, в специальных отверстиях. Это позволит снять верхнюю крышку и получить доступ к батарее. Аккумулятор в большинстве случаев не закреплен каким-то особым способом внутри корпуса и извлекается достаточно легко. Нужно лишь отсоединить два провода, которые подключаются к батарее с помощью клемм. После извлечения источника сохранения энергии из корпуса ИБП необходимо определить его маркировку и приобрести аналогичную батарею в специализированном магазине. Сборка ИБП производится в обратном порядке:

· Установка батареи.

· Подключение проводов, соблюдая полярность.

· Установка и соединение между собой частей корпуса устройства.

Сложный ремонт ИБП

Схема ИБП довольно сложна для обычного пользователя, диагностика и замена в случае необходимости отдельных электронных компонентов без специальных инструментов и навыков мастера в домашних условиях часто просто неосуществимы. Таким образом, пытаясь починить нерабочий прибор без определенных знаний и умений, а также без наличия соответствующего оборудования домашний мастер может лишь усугубить ситуацию.

В общем случае, решив починить неисправный ИБП самостоятельно, нужно в первую очередь взвесить свои силы и возможности. От обычного пользователя чаще всего требуется проведение простейших манипуляций, которые правильнее было бы отнести к обслуживанию устройства, а не его ремонту. Устранение сложных поломок лучше доверить профессионалам.

Рисунок 21 – Инструменты для работы с ИБП

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из этого проекта следует, что ИБП высокого качества является основой для стабильной работы всей системы, важной части компьютерной системы. Этот проект отражает принципы работы ИБП, основные материалы и методы для устранения неполадок, такие как:

· Обслуживание;

· Регулировка;

· Идентификация типичных неисправностей, возникших проблем, общих неисправностей и методов их устранения.

В то же время рассматриваются важные характеристики ИБП, его основных компонентов, а также принцип его работы. Таким образом, поставленные цели и задачи полностью выполнены. Следует сделать вывод, что тестирование, обслуживание и ремонт ИБП, трудоемкий и сложный процесс, требующий знаний, навыков, опыта.

Цель проекта достигнута, задачи выполнены.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

                                                                      (обязательное)

Таблица 1 - Основные рабочие характеристик источников бесперебойного питания

А. Выходные характеристики ИБП. 1. Выходная мощность ИБП.	Одна из основных характеристик ИБП, влияющая на его выбор. Единицы измерения приводятся либо вольт-ампер (ВА, VA), либо – ватт (Вт, W). И здесь есть своя тонкость. Величину мощности, указанную в ВА, нельзя считать равной мощности в Вт. И об этом многие иногда забывают. Для относительно маломощных ИБП, рассчитанных на сравнительно небольшую полезную нагрузку (ПК и периферийное оборудование, например), в техпаспорте мощность обычно приводится в ВА. Но надо знать, что доступная мощность в Вт будет меньше. На практике допускается принимать мощность ИБП в Вт примерно равной 60% от вольт-амперной мощности. Довольно распространенный просчет заключается в том, что если для вычисления необходимой мощности в Вт использовать паспортную характеристику можно ошибочно выбрать питание, формально соответствующее параметру в вольт-амперах, но на самом деле мы получим превышение мощности в Вт. Вот как выглядит характерный пример ошибки в расчете требуемой мощности при выборе ИБП Задача: Необходимо подобрать ИБП для файлового сервера в 800 Вт. Решили взять источник бесперебойного питания 1000 вольт-ампер. У данного файлового сервера имеется ИП с коррекцией коэффициента мощности, соответственно его параметры: 800 ватт и 800 вольт-ампер. И тогда, не смотря на то, что ВА-характеристика полезной нагрузки 800 вольт-ампер, то есть пребывает в диапазоне ВА-характеристики ИБП, тем не менее, бесперебойник не справится с задачей. Все дело в том, что мощность сервера в 800 Вт, превосходит мощность ИБП, которая равна приблизительно 600 Вт (0,60 от 1000 вольт-ампер). То есть, таким образом можно допустить опасную оплошность и подключить ИБП, показатели мощности которого выглядят вроде бы правильно, но в процессе эксплуатации будет возникать перегрузка ИБП. Если нет точной информации о мощности полезной нагрузки в Вт, то следует руководствоваться таким правилом: суммарная мощность всех устройств в системе (согласно их техпаспортам) не должна превышать 60% мощности ИБП в ВА. Для обеспечения гарантированно бесперебойной работы электропитания рекомендуется немного завышать номинальную мощность ИБП по сравнению с мощностью устройства, указанного в его паспорте. Это создаст дополнительный резерв мощности, что поспособствует увеличению времени автономной работы ИБП. Но тут одновременно надо отметить и имеющийся минус такого подхода, а именно, – завышение мощности ИБП вызывает увеличение времени его срабатывания. Поэтому, если этот параметр для потребителя не безразличен, то необходимы более точные оптимизирующие расчеты для выбора ИБП. У более мощных ИБП, предназначенных для питания больших систем, таких как промышленное оборудование, крупные сервера, датацентры и т.п., мощность в технической документации, как правило, указывается либо в ваттах, либо и ваттах, и вольт-амперах одновременно.
2. Выходное напряжение ИБП.	Указывается в вольтах (В, V). Еще одна сверхважная характеристика ИБП. От качества выходного напряжения зависит стабильность и безаварийность всей системы. Величина отклонения напряжения может быть определена следующим образом: V = [(U – U1) / U1] x 100%; где U – фактическое напряжение; U1 – номинальное напряжение. Уход фактических параметров напряжения от требуемых делят на максимально- и нормально-допустимые. При этом 22,8 часов в сутки (95%) качество напряжения обязано находиться в диапазоне нормально-допустимых характеристик. Равно как и все время (в том числе и в поставарийных рабочих состояниях) оно обязано пребывать в диапазоне максимально-допустимых требований. Во время аварий разрешается выход показателей качества электронапряжения за рамки регламентированных значений. Это касается и падения электронапряжения в ноль, и «гуляния» частоты в ± 5Гц с обратным их возвращением в диапазон максимально-допустимых для поставарийной работы параметров. Требования к качеству выходного напряжения ИБП варьируются также и в зависимости от вида нагрузки. Так, например, в промышленности большую зависимость от качества питающего напряжения имеет работа электротермических установок. У них, с уменьшением напряжения падает рабочая температура, увеличивается длительность цикла техпроцесса, а иногда, при серьезных отклонениях, термическая операция может оказаться и вовсе незавершенной.
3. Частота выходного напряжения ИБП.	Строгость требований к частоте ИБП на его выходе зависит от чувствительности к ее изменениям тех устройств и сетей, которые он предназначен питать. Одни из них более зависимы от частотной нестабильности, другие менее. Отклонения частоты от номинальных значений чревато двумя основными видами неприятностей. Первый – электромагнитные потери. Нестабильность частоты может привести к росту расхода энергии при передаче. Так, понижение ее на 1 % способно увеличить расход электроэнергии на передачу на 2 %. Это в свою очередь ведет к снижению общего к.п.д. всей системы. Второй вид проблем, вызываемых нестабильностью частоты это связанное с нею уменьшение производительности техоборудования, что влечет повышения времени всего рабочего процесса. Иногда для того, чтобы компенсировать такой негатив, приходится использовать дополнительное оборудование, со всеми вытекающими из этого допзатратами. Удержание частоты в рамках номинала обычно обеспечивается предусмотрением резервного запаса мощности в энергосистеме.
4. Форма напряжения на выходе ИБП.	Параметр, к которому также могут оказаться чувствительны некоторые варианты устройств. В паспортных данных ИБП обычно указывают, какой обеспечивается сигнал напряжения по форме: строгая синусоида или же ее имитация, т.е. приближенная (аппроксимированная) к ней форма синусоиды (часто – линия ее не гладкая, а ступенеобразная). Надо знать, что у некоторых компьютеров блоки питания (у которых активный P.F.C.) не важно «переваривают» имитированную синусоидальность. В то же время, наличие в ИБП инвертора для идеализации формы синусоиды понижает к.п.д.
Б. Входные характеристики ИБП. 1. Напряжение на входе в ИБП.	Напрямую связаны с параметрами питающей ИБП электросети. В зависимости от того, какое требуется напряжение полезной нагрузке, может быть: - 220В, 230В, 240в; - для мощных устройств и промышленного оборудования обычно: 380В, 400В, 415В.
2. Диапазон допустимых колебаний напряжения на входе, при котором ИБП способен выполнять свои функции без переключения на аккумуляторную батарею.	Чем шире этот диапазон, тем реже переключения на АКБ, тем, соответственно, дольше срок службы батареи. ИБП с более широким диапазоном колебаний данного параметра более востребованы могут быть теми потребителями, которые вынуждены работать от сетей с частыми просадками напряжения.
3. Диапазон частоты входного напряжения ИБП.	В техпаспорте обычно указывается диапазон колебаний частоты, который ИБП способен корректировать. Если в каком-то регионе в местной электросети бывают, например, сильные снижения частоты напряжения, то необходимы мощные бесперебойники, способные своими индуктивными и емкостными возможностями нейтрализовать такие понижения.
4. Величина напряжения при переключении байпаса.	Обычно указывают в процентах к отклонению от номинала входного напряжения. У некоторых ИБП имеются дополнительные опции, позволяющие пользователю самому выбрать, при каком проценте отклонений допустимо переключение на байпас (например, 10%, 15%, 20%). Это позволяет более точно настроить ИБП и избежать ненужных переключений.
В. Защита. 1. Длительность перехода ИБП на резервный режим.	В техпаспорте, как правило, приводится длительность переключения источника бесперебойного питания на АКБ и на байпас (в мсек). Этот процесс должен происходить максимально быстро и корректно для потребителя электроэнергии.
2. Режим перегрузки.	Данный режим характеризуется следующими параметрами: допустимой величиной превышения напряжения (обычно указывается в процентах) и временем, в течение которого ИБП продолжает работать и по истечении которого он обесточивается и переходит на резервный режим. Например, в паспорте это может выглядеть так. Для батареи – «При нагрузке 100-140% – 20 сек, затем ИБП выключается». Или – «˂150% – 250 мс, затем ИБП выключается». Для байпаса: «70 с при нагрузке >120%».
3. Характеристики автономного режима ИБП при перегрузке.	На продолжительность работы АКБ при обесточенном источнике бесперебойного питания влияет емкость батареи и мощность потребителя электроэнергии. Если ИБП предназначен для компьютера, а вы к нему подключите на время отсутствия электричества в сети еще и электрокамин, то батареи в таком аварийном случае разрядятся, разумеется, мягко говоря, несколько быстрее.
Г. Другие характеристики ИБП. 1. Возможность управления и мониторинга состояния ИБП.	Современные ИБП оснащены микропроцессорами и представляют собой интеллектуальную систему, способную самостоятельно контролировать рабочее состояние ИБП, сигнализировать о внештатных ситуациях и передавать всю необходимую информацию электронным способом. Возможности такого мониторинга и управления отличаются характеристиками микропроцессора, разновидностями интерфейсов, видами сигнализации и др.
2. Условия эксплуатации.	В техническом паспорте указываются следующие характеристики: температура, влажность, уровень шума, иногда допустимая высота над уровнем моря.

 

ВВЕДЕНИЕ

Источники бесперебойного питания (ИБП) достаточно давно заняли место необходимого компонента в современных компьютерных системах и совокупностях других приборов, используемых как на предприятиях, так и в домашних условиях. Бесперебойники являются неким барьером между устройствами - потребителями электроэнергии и теми неприятностями, которые может принести нестабильность подаваемого в аппаратуру электрического питания. Растущая потребность в таком оборудовании наряду с предоставлением большого количества разнообразных вариантов предъявляет повышенные требования к источникам питания, поэтому актуальность темы работы не вызывает сомнений.

Объект исследования – источники бесперебойного питания

Предмет исследования – процесс технического обслуживания и ремонта

Цель проекта исследования – провести анализ технического обслуживания и ремонта источники бесперебойного питания и дать ему объективную оценку.

Поставленная цель определила следующие задачи:

- дать общую характеристику ИБП;

- провести анализ существующих технологических решений в конструкции ИБП;

- определить основные неисправности и методы их устранения;

- дать оценку процессу технического обслуживания и ремонта ИБП;

- охарактеризовать безопасность эксплуатации, технического обслуживания и ремонта ИБП.

В работе над курсовым проектом применялись следующие методы исследования - Наблюдение и обобщение; анализ и синтез; сравнение; лабораторный опыт;

В работе использовались современные Интернет- издания, литературные источники по теме ТО и ремонта ИБП, а также был обобщен личный опыт и знания в рассматриваемой области. Курсовой проект состоит из 4 разделов. Первый раздел посвящен определению и назначению ИБП. Второй раздел устранению неисправностей и работе с ИБП. Третий технике безопасности при работе с ИБП. Имеется введение, заключение, список используемой литературы и одна таблица в приложении.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСТОЧНИКОВ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ