Сбои в электрических сетях – проблема отнюдь не новая. Но с каждым днем, в свете стремительного развития технологий (в частности электроники), призванных улучшить нашу жизнь, она приобретает все более актуальные краски.
СБОИ в сети электропитания:

• провалы напряжения – кратковременные понижения напряжения, связанные с резким увеличением нагрузки в сети (включением мощных потребителей);
• высоковольтные импульсы – кратковременное (на единицы микросекунд) очень сильное увеличение напряжения, связанное с близким грозовым разрядом или включением напряжения на подстанции после аварии;
• полное отключение напряжения;
• слишком большое напряжение – кратковременное увеличение напряжения в сети, связанное с отключением мощных потребителей;
• электромагнитные помехи.

Приведенные типы сбоев присущи электрическим сетям всех стран мира. Однако, говоря о России, можно отметить некоторые характерные особенности.

Отличительной особенностью российских электросетей являются, например, причины полных отключений напряжения. Аварии и стихийные бедствия, основные виновники полного отключения напряжения в развитых странах, случаются у нас примерно с такой же частотой, что и там. Но в России эти причины являются отнюдь не главными. Зачастую полное отключение напряжения в жилых домах может стать следствием непрофессиональной работы служб сервиса электросети. К сожалению, приходится констатировать, что при устранении даже локальных неполадок с электричеством, для определения их причины электротехники нередко полагаются на удачу, действуя по методу проб и ошибок, на начальном этапе которого предусмотрено полное отключение напряжения.

Полное отключение напряжения, как и ряд других сбоев электросети, относится к «видимым» (по реакции электроприборов) типам. Но существуют и «невидимые» типы сбоев. Если у вас не перегорел блок питания, это еще не значит, что ваша техника не подвергается воздействию сбоев. Электромагнитные помехи, являющиеся следствием переключения нагрузки, грозового разряда или работы генераторов, не менее опасны, чем пропадание или скачок напряжения. Они действуют «невидимо», приводя к отклонению формы напряжения от правильной синусоиды, что вызывает искажения и ошибки в файлах программ и данных.
ИБП

Все представленные типы сбоев могут явиться первопричиной нестабильной работы электроприборов и – как следствие – сокращения их срока службы или выхода из строя. В современных же условиях стремительного роста цен на технику значимость мероприятий по ее защите от сбоев в сети электропитания трудно переоценить.

Решить проблемы сбоев в работе оборудования призваны источники бесперебойного питания (ИБП) – автоматические устройства, обеспечивающие питание оборудования за счет энергии аккумуляторных батарей при отключении основного электроснабжения и защищающие оборудование от колебаний напряжения и электромагнитных шумов.

Существует два основных класса (схемы построения) ИБП:

• ИБП с переключением (offline UPS);
• ИБП с двойным преобразованием энергии (online UPS).

Принцип работы ИБП с переключением достаточно прост. Когда напряжение в электросети нормальное, нагрузка offline UPS работает непосредственно от сети. В это время маломощный выпрямитель подзаряжает батарею ИБП. Если напряжение выходит за пределы нормы или совсем исчезает, срабатывает переключатель, включается инвертор, и ИБП начинает питать нагрузку от своей батареи.

ИБП с переключением имеет высокий КПД, поскольку при нормальной работе потребляет только энергию, необходимую для питания своей схемы и, если батарея разряжена, то для ее подзарядки.

К основным недостаткам данной схемы может быть отнесен тот факт, что при переключении ИБП с режима работы от батареи на режим работы от сети на выходе ИБП могут возникать скачки напряжения, способные в конечном итоге стать причиной сбоя при работе оборудования. Основной функцией ИБП с переключением является поддержание работы оборудования в период отсутствия в сети напряжения.

Схема ИБП с двойным преобразованием энергии свободна от недостатков offline UPS. Основная идея этой схемы также довольно проста: поступающий из электросети переменный ток преобразуется с помощью выпрямителя в низковольтный постоянный, а затем уже благодаря инвертору выполняется обратное действие, обеспечивающее на выходе ИБП необходимое переменное напряжение.

Уже по названию можно заключить, что ИБП с двойным преобразованием энергии являются постоянно действующими, в отличие от оffline UPS. Батареи источников online постоянно находятся в рабочем состоянии и служат своего рода «энергетическим буфером», подавляющим последствия «проседания» сети.

Минусы online UPS состоят в том, что непрерывно работающая система преобразования рассеивает в виде тепла до 30% полезной электроэнергии и вызывает преждевременное старение узлов ИБП. Однако для уверенной работы компьютера, управляющего, например, медицинской аппаратурой, альтернативы online UPS не существует.