Можно ли использовать ибп без акб
Содержание статьи
Использование ИБП без аккумулятора
Время прочтения: 5 мин
Дата публикации: 11-08-2020
Источник бесперебойного питания стал незаменимым устройством практически на любом производстве и неутомимо набирает популярность в бытовой сфере. Современные UPS становятся все доступнее рядовому пользователю, что и обеспечивает их востребованность.
Главным отличием ИБП от других средств защиты от нестабильного электропитания заключается в возможности обеспечить автономную работу потребителя за счет аккумуляторной батареи или блока батарей. Чаще всего это свинцово-кислотные гелевые аккумуляторы (автомобильный аккумулятор использовать не рекомендуется по ряду причин). Далеко не всегда аккумуляторы встраиваются в корпус бесперебойника. Очень часто производитель дает пользователю возможность подключить внешние АКБ требуемой емкости и обеспечить ту автономность, которая нужна для решения конкретной задачи. Но иногда АКБ под рукой нет, тогда как проверить работоспособность ИБП без аккумулятора? Может ли вообще бесперебойник работать без батарей и есть ли в этом практический смысл? Попробуем разобраться в данном вопросе.
Позволяет ли конструкция ИБП работать без аккумулятора
Существует три основных типа ИБП: off-line, on-line и line-interactive. Кратко рассмотрим теоретическую возможность бесперебойника каждого из типов работать без АКБ.
- Off-line. Бесперебойники данного типа работают по аналогии с реле напряжения: когда сеть имеет нормальные параметры напряжения, контакт замкнут. Только вот в отличие от реле при недопустимых параметрах сети контакт не просто размыкается, а переключается на питание от резервной цепи, состоящей из аккумуляторов и инвертора. Таким образом, теоретически работа от сети без подключения АКБ возможна.
- Line-interactive. Такие ИБП очень похожи на off-line, только вот основную цепь питания от сети дополняет стабилизатор напряжения. То есть теперь потребитель не только переходит на питание от АКБ при достижении того или иного номинала напряжения, но и осуществляет стабилизацию при допустимых отклонениях напряжения. Соответственно, работа от сети без АКБ также возможна.
- On-line. Самые современные бесперебойники, работающие по принципу двойного преобразования. Сетевое напряжение преобразуется в постоянный ток и затем снова инвертируется, но уже в идеальный по качеству сигнал. В данной схеме аккумулятор находится между выпрямителем и инвертором в той же цепи, соответственно он всегда подзаряжается от выпрямителя, когда тот выдает постоянный ток, и питает потребителя, когда по каким-то причинам выпрямитель ничего не выдает. Как и в случаях выше, теоретически работа без АКБ возможна и тут.
От теории — к практике
Реальность оказывается куда прозаичнее, чем теория. В большинстве случаев, пытаясь отключить внешний аккумулятор или извлечь встроенные (для замены, например), Вы столкнетесь с такой преградой, как самодиагностика бесперебойника. Практически каждый хороший ИБП перед запуском диагностирует свое состояние, в том числе состояние аккумуляторных батарей. Это очень полезная функция, но в данном случае отсутствие АКБ будет воспринято бесперебойником как неисправность. Таким образом, запустить ИБП, скорее всего, не получится.
Тогда как заставить ИБП работать без аккумулятора? Радиолюбители уже успели придумать множество способов обмануть систему, однако ни одна из них не является безопасной, в связи с чем рекомендовать что-то из этого не будем. Если работа без АКБ по каким-то причинам крайне важна, то единственным верным вариантом будет купить такой бесперебойник, для которого функционирование без аккумулятора предусмотрена производителем. К таким ИБП, например, относится RUCELF UPI-400-12-EL V2.0.
Ряд бесперебойников может включаться без АКБ «неофициально», но тогда высокой стабильности и качества работы от устройства лучше не ждать.
Есть ли смысл в работе без аккумулятора
Теоретически работа без аккумулятора может иметь смысл для тех бесперебойников, которые улучшают качество электрического сигнала. Это линейно-интерактивные и on-line ИБП. На практике же лучше подумать об установке других специализированных средств защиты.
Приведем пример. Большинство линейно-интерактивных источников бесперебойного питания имеют в основной цепи простенький ступенчатый стабилизатор, который не отличается ни передовой точностью, ни широким рабочим диапазоном. При работе без АКБ инвертор, зарядное устройство и «мозги» прибора, которые составляют основную стоимость, будут не задействованы. За аналогичную стоимость можно купить отличный электронный стабилизатор напряжения, который не только будет превосходить по точности и рабочему диапазону, но и предложит куда более внушительную мощность. Также на рынке представлено множество премиальных стабилизаторов, работающих в режиме двойного преобразования, как это делают источники бесперебойного питания on-line. А функционал off-line ИБП без аккумулятора запросто заменит дешевое реле напряжения с куда большей мощностью.
То есть работа бесперебойника без аккумуляторных батарей возможна, и иногда даже официально. Тем не менее, это полностью лишено смысла, так как с функциями, которые может выполнять ИБП без аккумулятора, куда лучше справится намного более доступное средство защиты, предназначенное именно для конкретной задачи. Поэтому намеренно приобретать бесперебойник для работы без аккумулятора нет никакого смысла. Максимум — это когда АКБ вышли из строя, а хотя бы базовая защита до появления замены нужна. И то только в том случае, если для работы бесперебойника без АКБ не нужно изобретать «костыли».
Если же ИБП нужно просто проверить, то куда лучше найти хотя бы какой-нибудь источник постоянного тока с требуемым номиналом напряжения.
Источник
Запуск ИБП без АКБ
При напряжении 200 В у скважинного насоса производительность падает примерно на 50% (определено опытным путём). А попробуйте запустить болгарку от 200 В и попробовать разрезать вдоль брус толщиной 100 мм или фрезер 2,2 кВт при напряжении 200 В (а при пуске двигателя напряжение»просядет» ещё сильнее). Вы сразу всё поймёте! У Вас резко снизится не только возможность иметь на выходе желаемый результат, но и при каждом пуске будет резко снижаться ресурс вашего оборудования!
А кто Вам сказал,что пониженное напряжение — это только 200 В? Если стабилизаторы имеют диапазон от 170 В до 230 В, то это говорит о том, что на вводе может быть и 170 В (что часто и случается зимой).
Реле защиты по напряжению отключает энергоснабжение при достижении критических значений. Задача ставится диаметрально противоположная — не только сохранить энергоснабжение, а ещё и «вытянуть» его на номинальные показатели с правильной синусойдой. Стабилизаторы напряжения релейного типа качественно эту задачу не решают! Основа конструкции — это многообмоточный трансформатор: 1-ая обмотка фактически 175 В, 2-ая обмотка 180 В, 3-я обмотка 190 В, 4-ая обмотка 200 В, 5-ая обмотка 210 В. (на выходе каждой обмотки — 220 В). Да, напряжение примерно 220 В «шатко-валко» они Вам выдадут, но синусойду они не сформируют (а это очень важный момент), гармоники не отфильтруют, а кратковременные провалы напряжения, в момент перекидывания контакта, обеспечат (при переключении контакта реле с одной обмотки на другую). И если ввод периодически не стабилен, то Вы сможете «насладиться» «релейным концертом» с непрерывным количеством «микро-провалов» в питании. Если плавно уменьшать напряжение на вводе, то в момент переключения между обмотками трансформатора, Вы сможете наблюдать серьёзную просадку напряжения на этом вводе. Это значит, что они «гадят» в сеть, от которой сами же и питаются! Не рекомендую использовать при таком «грязном» вводе стационарные компьютеры без ИБП, студийное оборудование (синтезаторы, микшерские пульты (с микроконтроллерами) комбики, и т.д.) не рассчитанные на такую «грязь». Надёжность таких стабилизаторов очень низка, так как они имеют в своей конструкции механическую часть (перекидные контакты). У меня валяется на складе такой стабилизатор (Ресанта). Отработал два года. Даже нет желания ремонтировать — менять реле (только если не возникнет задача эффективно питать простые нагреватели от другого ввода).
По моим личным ощущениям, если сравнивать стабилизаторы по качеству получаемого напряжения на «выходе», то: On-line UPS (инверторный) — это «космос», стабилизатор с двойным преобразованием напряжения (инверторный) — это «небо», стабилизатор релейного типа — даже не «земля», а «подземелье».
Рад, если я чем-то помог всем «осваивающимся», тем более, что это мнение не «диванного аналитика», а конкретного пользователя перечисленного выше оборудования в условиях электроснабжения частного сектора, в котором — в любом доме по «Кулибину» и куче электроинструментов от 2 кВт. (в том числе «доисторических»).
Поверьте, это не тоже самое, что использовать эл. ввод в квартире многоквартирного дома!!!
Единственное, что огорчает это то, что основная тема «Запуск Ибп Без Акб» не находит «посвящённых» в этот специфический момент форумчан!
Источник
Полезная информация
Как запустить блок питания без аккумулятора
ИБП (источник бесперебойного питания) — второй источник электропитания сети, который обеспечивает работу прибора, если основной источник не справляется с нагрузкой или теряет основные характеристики подачи переменного тока. Дополнительный источник питания обычно «страхует» электроприборы, которые могут неожиданно выйти из строя, дает им возможность функционировать в течение определенного времени. ИБП чаще всего работает в тандеме с аккумулятором, который является батареей, накапливающей энергию и отдающей свой заряд необходимым системам.
Как ввести в эксплуатацию источник резервного питания?
Подключение нового в использовании, сложного прибора зачастую связано с трудностями. Как правильно должен работать ИБП, чтобы не «перегореть», но в то же время исправно выполнять свою функцию, когда это будет необходимо? Источник бесперебойного питания имеет строение, схожее с аккумуляторной батареей, но его первый запуск требует больше внимания и соблюдения некоторых нюансов.
Прежде всего, нельзя включать прибор в сеть после того, как его принесли с улицы, особенно если наблюдается сильный перепад температур в помещении и вне его. Если в корпусе ИБП образовался конденсат, он должен постепенно испариться, в противном случае влажность может стать причиной мгновенной поломки данного оборудования. Если источник питания находился на улице в сильные морозы длительное время, то запускать ИБП в работу стоит не ранее, чем через четыре часа.
Работу «бесперебойника» не должны нарушать: прямые солнечные лучи, близко расположенные отопительные приборы, условия высокой влажности. Вентиляционные отверстия обязательно должны быть открыты для эффективного охлаждения работающего агрегата. Если ИБП работает в сложных условиях, важно следить, чтобы окружающая температура ни в коем случае не поднималась выше +40 °C, а наиболее подходящим будет диапазон от +20 °C до +25 °C.
Как и аккумуляторные батареи, которые должны держать заряд, ИБП при начале работы должен полностью зарядиться, иначе система будет выдавать ошибку, а функционирование прибора не будет полноценным. Первая зарядка данного устройства должна быть несколько больше, чем плановая. После полной зарядки к «бесперебойнику» подключают нагрузку — систему, которую он должен питать в случае потери напряжения главной цепи питания.
При подключении множества технических устройств важно тщательно рассчитывать нагрузку на источник бесперебойного питания — сможет ли он обеспечить все системы электричеством в случае необходимости и не случится ли замыкания, если ИБП не хватит мощности и он выйдет из строя.
Как максимально продлить срок службы источника бесперебойного питания?
- Главное «слабое место» ИБП — аккумулятор, который не подлежит восстановлению после выхода из строя. Принцип долгой службы аккумулятора прост — чем меньшей нагрузке он подвергается, тем дольше прослужит весь прибор. Если есть возможность избегать подключения к работе ИБП в каких-либо случаях, то срок годности «бесперебойника» можно увеличить как минимум вдвое или втрое.
- Температура окружающей среды и работающего агрегата не должна превышать +30 °C — при этом не имеет большого значения, естественным или принудительным охлаждением будет поддерживаться оптимальная температура.
- Качество работы прибора и его долговечность зависят от целостности корпуса и всех элементов — важно избегать ударов, падений, повреждений ИБП.
Источник
Почему автомобильный аккумулятор нельзя использовать в ИБП?
Предыстория
На тот момент, когда я первый раз попробовал заменить в ИБП старый аккумулятор ёмкостью 7Ач на старый автомобильный аккумулятор номинальной ёмкостью 65Ач, я ещё не знал, почему этого нельзя делать, и как это может навредить здоровью аккумулятора, самому ИБП и людям, проживающим в одном помещении с ним.
Доработка бесперебойника не заняла много времени, но профит был заметен сразу же. Сто-ватная нагрузка в виде домашнего «сервера» продержалась порядка двадцати часов без внешнего питания, хотя раньше 10 минут — это был предел, которого хватало разве что на корректное завершение работы. Более длительных отключений за время эксплуатации данной модификации замечено не было, а подключение интернета по технологии GPON позволяло серверу оставаться в сети даже при масштабных отключениях электроэнергии.
Но это было давно. А год назад мне случайно попалось на глаза объявление о продаже нескольких бывших в употреблении ИБП APC 3000 за смешные деньги, 4000 рублей за штуку, без аккумуляторов, но рабочие. Немного подумав, решил что надо брать, причём сразу два, правда к моменту покупки цена успела подняться до 5000 рублей за штуку, но меня это не остановило, ведь в магазине за те же деньги предлагали лишь варианты на 1кВт, да и то от всяких noname фирм с не очень лестными отзывами и модифицированным синусом.
Без аккумуляторов ИБП включаться отказался, судя по информации из интернета, ему требовалось восемь аккумуляторов по 12 вольт, т.е. батарея на 96 вольт, но конденсаторы на входе батарей были номиналом 63 вольта. Оказалось, что в картридже две параллельно соединённых цепочки по четыре аккумулятора, по 5Ач каждый. Итого получается батарея на 48 вольт и 10Ач. И вот тут началось самое интересное.
Выбор АКБ
Настало время покупать аккумуляторы. Разница в цене между специализированным аккумуляторами для ИБП и обычными автомобильными была примерно раза в два при сопоставимой ёмкости. Зачем платить больше? Решил загуглить и нашёл несколько сайтов продающих АКБ для ИБП, которые почти под копирку приводили несколько доводов, почему стоит заплатить больше. В целом звучит правдоподобно, но давайте их рассмотрим поподробнее.
Итак, первая значительная разница — это различное напряжение постоянного тока в автомобиле и у источника автономного электроснабжения. У автомобильной батареи напряжение постоянного тока примерно равно 14-14.2 В, а у аккумулятора для источника бесперебойного питания оно составляет 13.5-13.8 В. Напряжение тока заряда у обычных автомобильных и специальных для ИБП рассчитано на различные значения. После того как Вы подсоедините автомобильный аккумулятор к системе резервного электропитания, то результат будет виден такой — постоянно батарея будет недозаряжена. Высокое внутреннее сопротивление имеется у максимально заряженной батареи, так как потребляется небольшой ток при работе с ИБП. С разряженными аккумуляторами дела состоят с точностью наоборот. В конечном итоге присоединение автомобильного аккумулятора может привести к кипению электролита, так как будет потребляться постоянно ток и аккумулятор не будет до конца заряжаться.
Заглядываем в статью википедии о свинцово-кислотных аккумуляторах и видим, что ЭДС заряженного аккумулятора 2.11-2.17В, для 6 банок это получается 12,66-13,02В. Смотрим на аккумулятор для ИБП и видим надписи о рекомендуемых значениях напряжений: в режим постоянного подзаряда 13.5-13.8В, в циклическом режиме 14.4-15.0В. Смотрим на полностью заряженный автомобильный аккумулятор, видим 12.7В, заводим двигатель, напряжение поднимается до 14.2. Получается что 14.2В — это не напряжение автомобильного аккумулятора, а напряжение которым его заряжает автомобильный генератор. Но разве в автомобиле предусмотрена какая-либо схема заряда аккумулятора? В общем мне показался данный довод несостоятельным.
Второе отличие — временной этап работы и равномерное выделение электрического тока за счет пластин, которые встроены внутри аккумуляторной батареи. Средняя толщина электрода (пластины) у автомобильного аккумулятора составляет примерно 1-1.2 мм, а у специализированных для ИБП 2-2.5 мм. Движение электронов происходит на менее толстой поверхности. Если подключить автомобильный аккумулятор к источнику бесперебойного питания, то пластины которые находятся внутри быстро разрушатся из-за длительного функционирования цикла.
Если бы в автомобиле не было сигнализации и магнитолы, то наверное можно было бы поверить в то, что автомобильный аккумулятор не способен длительное время отдавать малые или средние токи, но ведь они питаются от того же аккумулятора. И это не говоря о том, что автомобиль в принципе может некоторое время двигаться без генератора, только лишь на заряде аккумулятора, и после этого достаточно будет просто зарядить аккумулятор и он продолжит работать. По поводу толщины пластин сложно что либо сказать, разве что в аккумуляторах от ИБП некоторым попадаются нанотехнологические вставки из стекла. Стекло добавляет толщины пластинам и вес батареи, правда в химических реакциях не участвует.
И третье важное отличие — в процессе заряда аккумулятора выделяется водород. Когда батарея установлена под капотом автомобиля, то водород быстро улетучивается и не представляет никакой опасности. Так как источник бесперебойного питания установлен как правило в замкнутом пространстве, то газ начнет скапливаться, а смесь водорода с кислородом образует взрывоопасную смесь, которая может детонировать от любой искры (даже от включения света). Аккумулятор для ИБП полностью герметизирован, в процессе работы он не выделяет водород в атмосферу, а рециркулирует в пространстве батареи.
Данный довод мне сразу показался подозрительным, ввиду того, что мне не доводилось видеть герметичных аккумуляторов в ИБП. Если посмотреть на аккумулятор, то можно увидеть небольшие отверстия для отвода газов, в отличии от автомобильных аккумуляторов, они закрыты резиновыми колпачками и замурованы под пластиковые заглушки, но вовсе не герметично. Если снять пластиковые заглушки и поставить аккумулятор на зарядку, то некоторые резиновые колпачки весело улетят в неизвестном направлении. Значит вода всё таки распадается на кислород и водород, и простой резиновый колпачок не заставит их преобразоваться обратно в воду, а после определённого давления газы всё равно выйдут наружу. Впрочем ладно, если за несколько лет эксплуатации автомобильного аккумулятора в закрытом шкафу ничего не взорвалось, то в проветриваемом подвале и на балконе наверняка проблем с накоплением водорода не возникнет.
Автомобильные аккумуляторы имеют разбавленный электролит, а так как в жидкой среде все процессы протекают быстро, то срок службы этих батарей намного меньше чем у специализированных для ИБП. Внутри АКБ для источников бесперебойного питания находится губчатый материал, который пропитан электролитом. И поэтому ток самозаряда получается небольшим. И когда система перейдет на функционирование от аккумулятора, то батареи для ИБП проработают больше.
Действительно, в автомобильном аккумуляторе электролит находится в жидком состоянии, а в специализированных аккумуляторах для домашних ИБП им пропитан пористый материал, и если перевернуть его с открытыми заглушками, то ничего из него не выльется, это позволяет размещать его внутри ИБП в любом положении, хоть вверх ногами (хотя и не рекомендуется). Как это связано с током саморазряда, полностью электролита и скоростью протекания химических реакций — я не знаю, но вероятнее всего, что никак.
И не стоит забывать о том, что автомобильный аккумулятор работает в суровых условиях, от него несколько раз в день требуют больших токов, несколько месяцев в году это сопровождается очень низкими температурами, а несколько месяцев высокими, кроме того он испытывает вибрационные и ударные нагрузки во время движения автомобиля, а генератор заряжает его без какого либо контроля, и хорошо, если владелец следит за его состоянием.
Так же, некоторые высказывают сомнение по поводу того, что ИБП в состоянии зарядить автомобильный аккумулятор, ведь у него значительно большая ёмкость. Но ведь увеличив ёмкость, мы получаем увеличение длительности работы от батареи, странно ожидать, что последующая зарядка будет производиться за прежнее время.
Прочитав ещё несколько статей о вреде использования автомобильного аккумулятора в быту, стало понятно, что ничего не понятно. Но, учитывая предшествующий положительный опыт, было решено выбрать вариант с большей ёмкостью, т.е. автомобильные аккумуляторы. Для одного ИБП были выбраны самые дешёвые аккумуляторы от Тюменского Медведя на 75Ач, для второго АКБ фирмы BRAVO на 90Ач примерно за ту же стоимость. И вот сейчас, спустя почти год эксплуатации решил попробовать замерить ёмкость аккумуляторов, чтобы понять, насколько всё плохо.
Результаты замеров
Параметр | АКБ №1 | АКБ №2 |
---|---|---|
Модель | BRAVO 6CT-90VL | Tyumen Batbear 75 |
Ёмкость, макс. ток | 90Ач, 760А | 75Ач, 610А |
Стоимость на момент покупки | 2200 руб | 2400 руб |
Дата установки | 9 ноября 2014 | 11 ноября 2014 |
ИБП | APC Smart-UPS 3000VA, 2700Вт, 230В, чистый синус 50Гц +-3 Гц | |
Нагрузка | насос газового котла, насос тёплого пола, насос скважины с водой, морозильная камера, холодильная камера, освещение | освещение, холодильник |
Циклов заряда-разряда | 330+ | 10 |
Производилась калибровка | нет | да |
Дата контрольного замера | 31 августа 2015 | 1 сентября 2015 |
Контрольный разряд | 4 часа 20 минут, 37.22Ач | 9 часов, 55.7Ач |
Напряжение после разряда | 45.0В под нагрузкой, 48.7В без нагрузки | 44.6В под нагрузкой, 46.3В без нагрузки |
Контрольный заряд | 9 часов, 37.32Ач | 14 часов, 52.28Ач |
Напряжение после заряда | 55.4В, плюс-минус 0.02В на каждой батареи | |
Уровень электролита | Визуально не изменился, уровень выше пластин с запасом |
Графики процесса разрядки-зарядки по данным самого ИБП можно посмотреть тут и тут. Одна линия показывает напряжение на батарее, вторая мощность нагрузки в процентах.
Хотя я не уверен, что правильно произвёл замер, но лучше способа, чем включить цифровой ватт-метр в разрыв между АКБ и ИБП, я придумать не смог. Сомнения в корректности замеров у меня возникли из-за того, что не смотря на постоянно включенную нагрузку, ИБП потреблял ток периодами (3-5 секунд потребление нарастает до номинала и опускается до нуля, 1-2 секунды потребления нет), возможно это связано с тем, что по аккумуляторному входу установлена пара ёмких конденсаторов, которые сглаживают нагрузку на АКБ. Зарядка производится примерно таким же образом (некоторое время подаётся ток, затем пара секунд перерыв). После полной зарядки ИБП продолжает периодически подавать ток на АКБ в районе 1А.
Не смотря на то, что один бесперебойник нещадно насиловал аккумуляторы каждый день почти полностью разряжая их, а затем вновь заряжая, а второй работал в штатном режиме и разряжал АКБ только при отключениях электричества, спустя год они по-прежнему работают и держат нагрузку. Специализированные аккумуляторы в ИБП, что стоящие с завода, что купленные в процессе эксплуатации не жили у меня даже этого времени, они просто высыхали и переставали держать заявленную ёмкость. В общем я не смог ответить для себя на вопрос, почему же автомобильные аккумуляторы не годятся для использования в ИБП, но через год я постараюсь повторить измерения и сравнить результаты.
P.S. Перед тем, как произвести замер ёмкости аккумуляторной батареи №2, я умудрился закоротить её плоскогубцами. Теперь они будут служить хорошим напоминанием о том, что так лучше не делать. Кстати, все картинки кликабельные.
Источник