ENG
EST
POL
02.10.2015

Katkematu toite allikas

KTA: DEFINITSIOON, PÕHILINE OTSTARVE
Katkematu toite allikas KTA (ingl. k. Uninterruptible Power Supply (UPS)) – automaatne elektrooniline seade, milles koormuse ja selle komponentide avariitoiteks kasutatakse sisseehitatud akupatareisid eesmärgiga korrektselt lõpetada töö ja säilitada andmed süsteemi sisendpinge järsu langemise või puudumise korral. KTA põhiülesandeks on tagada katkematu toide PS-iga ühendatud normaalsete parameetritega elektritoitevõrgu olemasolu suhtes tundlikele seadmetele (arvutid, küttekatelde juhtskeemid) teatud aja jooksul (alates mõnest minutist kuni mitme tunnini) sõltuvalt selle võimsusest ja patareikompleksi mahtuvusest. Sellest ajas piisab kas rikete kõrvaldamiseks elektriülekandevõrkudes või siis koormuse plaanipäraseks väljalülitamiseks. KTA on samuti võimeline korrigeerima väljundvõrgu parameetreid (pinget, sagedust).

KTA KLASSIFIKATSIOON
KTA põhilisteks omadusteks on:
väljundvõimsus, mõõdetakse volt-amprites (VA) või vattides (W);
väljundpinge, mõõdetakse voltides (V);
ümberlülitumise aeg, st KTA ülemineku aeg toitele akudest mõõdetakse millisekundites (ms);
autonoomse töö aeg, mis on määratud patarei mahtuvusega ja UPS-iga ühendatud seadmete võimsusega;
sisend- ja väljundpinge diapasooni laius, mille korral on UPS võimeline stabiliseerima toidet üleminekuta akupatareidele, mõõdetakse voltides (V);
akupatarei töövältus, mõõdetakse aastates. Tavaliselt pliiakupatareid kaotavad oma mahtuvuse suuremal määral juba 3 aasta möödudes..
Täna on KTA kaasaegsete arvutisüsteemide, tööstusautomaatika ja tootmisprotsesside juhtimise seadmete, mõõtetehnika seadmete, sidetehnika jms kohustuslikuks atribuudiks. Erinevate tarbijate nõuete rahuldamiseks on olemas suur hulk erineva võimsusega ja erineva topoloogiaga KTA-e. UPS-ide rahvusvaheline klassifikatsioon on määratletud standardiga IEC 62040-3 (1999-03): Uninterruptible Power Systems (UPS) – Part 3: Method of specifying the performance and test requirements). Vastavalt sellele standardile jaotatakse KTA-id topoloogia järgi kolmeks tüübiks:
Reservtüüpi KTA (Off-Line / Passive Standby);
Lineaar-interaktiivne KTA (Line Interactive);
Kahekordse pingemuunduriga KTA (Double Conversion/ On-Line).

Reservtüüpi KTA (Off-Line / Passive Standby)
Katkematu toite allikas on kokku pandud skeemil kommuteeriva seadmega, mis normaalsel töörežiimil tagab ühendatud koormuse lülitamise otse välisesse toitevõrku ja autonoomses – viib ta üle toitele akupatareidelt. Sellised KTA-id on ettenähtud põhilise elektrivarustuse allika (elektrivõrgu) reserveerimiseks avarii korral (pinge väljalülitumisel või tõusmisel/langemisel etteantud väärtusest kõrgemaks/madalamaks). Reservtüüpi KTA eeliseks on selle lihtsus, väikesed mõõtmed ja madal hind ja puuduseks – mittenulliline ümberlülitumise aeg (~4–10 ms) patareitoitele ja akude intensiivsem ekspluateerimine, kuna seade lülitub autonoomsesse režiimi mis tahes rikete korral elektrivõrgus.
Reservtüüpi KTA on reeglina väikse võimsusega ja seda kasutatakse üksikute seadmete katkematu toite allikana (personaalarvuti, tööjaam, kontoriseadmed) elektrivõrgu hea kvaliteediga piirkonnas.

Off-Line/(Standby) (normaalne töörežiim)



Off-Line/(Standby) (autonoomne töörežiim)


Üldiselt võib selle klassi KTA-i iseloomustada, kui kompromissi vastuvõetava elektrivõrgu rikete vastase kaitse taseme ja hinna vahel. Toodetavate seadmete võimsus varieerub alates 200 kuni 2000 VA.

Lineaar-interaktiivne KTA (Line Interactive)
Lineaar-interaktiivsetes KTA-ides on võrreldes Off-Line’ga täiendavalt paigaldatud automaatne ümberlülitatavate mähistega autotrafoga (astmelise stabilisaatoriga) pingeregulaator (ingl. k. automatic voltage regulator, AVR). AVR kasutatakse KTA-is sisendpinge astmeliseks korrigeerimiseks selle suurendamise (alanenud sisendpinge korral) või vähendamise (kõrgenenud sisendpinge korral) suunas. AVR laiendab sisendpingete diapasooni, mille korral KTA tagab koormuse normaalse pinge ilma üleminekuta töörežiimile patareitoitest.

Normaalne töörežiim (normal)



Kõrgendamise režiim (boost)


Alandamise režiim (buck)


Tööpõhimõttelt on lineaar-interaktiivsed KTA-id sarnased reservtüüpi KTA-idega – nad on samuti ettenähtud põhilise elektrivarustuse allika reserveerimiseks, filtreerides väikseid pingelööke ja siludes hälbeid. Samas on nendel seadmetel rida olulisi erinevusi. Nii näiteks on lineaar-interaktiivse KTA-i invertor lülitatud paralleelselt elektrivõrguga ja töötab kahesuunalises režiimis: teeb elektritoiteliini seiret ja teatud piirides tagab väljundpinge reguleerimise ja stabiliseerimise, samuti laadib patareid.
Lineaar-interaktiivsete KTA-ide põhiline eelis võrreldes reservtüüpi KTA-sidega seisneb selles, et ta on võimeline tagama koormus normaalse toite elektrivõrgu kõrgenenud ja alanenud pinge korral üleminekuta autonoomsesse režiimi. Selle tulemusena pikeneb akupatareide töövältus. Lineaar-interaktiivse skeemi puuduseks on samuti mittenulliline ümberlülitumise aeg (~4 ms) patareitoitele.
Efektiivsuse poolest asuvad lineaar-interaktiivsed KTA-id vahepealsel positsioonil lihtsate ja suhteliselt odavate reservtüüpi KTA-ide (Off-Line) ja kõrgefektiivsete, kuid kallite kahekordse pingemuunduriga KTA-ide (On-Line) vahel. Lineaar-interaktiivseid KTA-e kasutatakse personaalarvutite, tööjamade, lokaalsete arvutivõrkude sõlmede ja muude seadmete kaitseks.

Kahekordse pingemuunduriga KTA (On-Line)
Kahekordse muundamisega KTA (double conversion), mida tihti nimetatakse On-Line KTA-iks töötab teisel põhimõttel. Nad muundavad sisendile antava vahelduvvoolu alalisvooluks (seda ülesannet täidab alaldi), ning seejärel muundatakse alalispinge uuesti vahelduvpingeks (invertor). Selline kahekordne muundamine võimaldab praktiliselt täielikult kaitsta koormust mis tahes tõrgete ja hälvete eest välises võrgus. Nagu ka teistes KTA tüüpides lülitub akupatarei tösse vaid autonoomses režiimis, kuid ta on pidevalt lülitatud invertori sisendisse ning selle tulemusena tagatakse praktiliselt nulliline ümberlülitusaeg. On-Line skeem tagab ideaalse väljundpinge mis tahes elektrivõrgu tõrgete korral. Seda iseloomustab nulliline ümberlülitamise aeg normaalsest režiimist allika (alaldi) ja koormuse vahel.
On-Line KTA-i poolt tagatava peaaegu „ideaalse“ kaitse pahupooleks on selle suur keerulisus, hind ja madalam kasutegur (elektrienergiat muundatakse kaks korda). Reeglina kasutatakse On-Line allikaid selliste seadmete kaitseks, nagu: failiserverid ja teleko0mmunikatsiooniseadmed.
Selle klassi KTA-id tagavad juurdelülitatud seadmete kõige usaldusväärsema kaitse häirete eest elektrivõrgus, mis kompenseerib kulutused selle muretsemiseks ja paigaldamiseks. Toodetavate seadmete võimsuste diapasoon on väga lai – alates 600 VA kuni mõnesaja kilovolt-amprini.

KTA-I VALIK
Viimasel ajal kasutatakse KTA-e üha sagedamini mitte ainult arvutite, vaid ka muude elektriseadmete kaitseks: need võivad olla telerid, kodukinosüsteemid, kallid akustilised süsteemid jms.
Veel üks KTA-ide kasutusala eemalasuval objektil, näiteks suvilas paigaldatud – tuletõrjesignalisatsiooni, videoseire süsteemide ja muude seadmete kaitse ja autonoomne toide. Kui vaadelda sellist majade gaasiküttesüsteeme, siis on nende tähtsaimaks elemendiks – elektrooniline juhtsüsteem mikrokontrollerite baasil. Selline süsteem tarbib vähe (ligikaudu 100 W, kaasa arvates tsirkulaarpump), kuid elektrikatkestuse korral lülitub välja ka küttesüsteem. Sellises olukorras saavad abiks olla pikaajalise autonoomse tööajaga KTA-id, mis on varustatud laadimisseadmega töö jaoks väliste akupatareidega. Mis tahes toote valikul on tähtsaks kriteeriumiks selle hind. Mis puutub aga KTA-i, siis on see igal juhul odavam, kui aparatuur, mille kaitsmiseks need ostetakse. Sellepärast võib veendumusega väita: see ost on õigustatud ja tasub ennast kiiresti.
KTA-i valikul tuleb kindlasti arvesse võtta kolme põhilist parameetrit:
Esimene – KTA-iga ühendatava koormuse võimsus. Oleme harjunud lugema, et võimsust mõõdetakse vattides (W). Kuid KTA-i väljundvõimsus antakse tihti volt-amprites (VA). Nii näidatakse volt-amprites KTA-i täisvõimsust, mis arvutatakse kui voolu ja pinge ruutkeskmiste väärtuste korrutis. Kuid osa sellest võimsusest kulutatakse „kasulikuks tegevuseks“ (elektriliseks, valgus, mehaaniline, soojus ja veel mingiks) ja osa „settib“ aparatuuri reaktiiv-komponentides (reaktiivvõimsus iseloomustab kadusid, mis on loodud reaktiivelementide poolt vahelduvvooluahelas). Arvatakse, et koormuse vattides mõõdetav väljundvõimsus on oluliselt väiksem KTA-i täisvõimsusest volt-amprites.
Sellepärast tuleb valida KTA, mille võimsus ületab ühendatava koormuse võimsust 20-30% võrra. KTA-i nominaalsest võimsusest suurema võimsusega seadmete ühendamine toob kaasa KTA-i ülekoormuse ja selle välja lülitumise ja järeldusena seadmete endi väljalülitumise.
Teine tähtis parameeter – koormuse autonoomse toite aeg. Kui KTA-i põhiliseks eesmärgiks on signalisatsioonisüsteemi või suvila gaasiküttesüsteemi pikaajaline toitmine, siis on autonoomse toite aeg (kui KTA-ide üks peamistest omadustest) otseselt määratud KTA-i paigaldatud akupatareide mahtuvusega. See on teie poolt valitava allika kõige kallim ja tujukas element. Reserveerimisaeg sõltub igal üksikul juhul KTA-i ja kaitstava seadme võimsusest.
Kolmas parameeter – KTA-i väljundpinge vorm. Mõned seadmete tüübid, näiteks elektrimootorid või kontroll-mõõteriistad nõuavad täpset sinusoid pinget, st korrapärast sinusoidi. Seevastu arvutite jaoks ei ole pinge vorm nii oluline. Asi on selles, et neis kasutatakse impulsstoiteallikaid (energiat perioodiliselt võetakse sisendilt suhteliselt lühikese aja jooksul), mille jaoks täiesti sobib aproksimeeritud sinusoid.
Enne KTA-i ostmist on samuti soovitatav saada teada, millised probleemid kõige sagedamini tekivad teie maja elektrivarustuses. Selleks, et mitte eksida valikul, tuleb välja selgitada, millist tüüpi need probleemid on, milliseid tõrkeid võib oodata ja vastavalt sellele valida sobiv KTA-i tüüp lihtsa või keerulise kaitseastmega.
KTA-i valikul tuleb arvesse võtta ka selliseid parameetreid nagu garantii, kvaliteetse tehnilise hoolduse olemasolu, sealhulgas hoolduskeskuse olemasolu linnas, tootjaettevõtte maine turul. Kui te ostate tuntud kaubamärki, mis on ennast juba ammu heast küljest näidanud, siis võite olla kindel toodangu usaldusväärsuses ja kvaliteedis ning probleemide tekkimise korral – garanteeritud tehnilises toes.

Гарантия и сервис Поддержка