Pôvod zdrojov porúch
Pôvod zdrojov porúch (rušení) v elektrickej sieti môže byť zapríčinený v elektrickej inštalácii objektu (preťaženia, rušenia atď.) alebo v napájacej sieti (búrky, manipulácia so spínacími prvkami, atď.). Či sú poruchy elektrickej siete vo forme mikro výpadkov, podpätia, rázového impulzu alebo úplneho výpadku napájania, môžu spôsobovať rôzne následné procesy s dopadom na bezpečnosť osôb a ochranu zariadení (strata údajov, poškodenie zariadení atď.).
Hlavné typy rušení ovplyvňujúcich napájaciu sieť
| Charakteristika napájacej siete | Príčiny | Dôsledky | |
|---|---|---|---|
| napájacia sieť | nn sústava sínusové napätie – napätie: 400 V +/-10% – frekvencia: 50 Hz +/- 5% | ||
 pokles napätia (brownouts) | náhle zníženie napätia (10 – 100 % menovitej hodnoty) v trvaní od 10 ms až do niekoľko sekúnd | atmosférické javy, zmeny zaťaženia, skraty v rozvodoch | shutdown strojov, nesprávna činnosť hardware a strata počítačových údajov |
 výpadky napätia (blackouts) | úplná strata napätia na dobu: mikrovýpadky: do 10 ms krátke výpadky: 10 ms až 300 ms dlhé výpadky: viac ako 300 ms | atmosférické javy, spínanie, poruchy, práce na nn rozvodoch | závisí od dĺžky trvania: shutdown strojov, strata počítačových dát, zastavenie výroby |
 prepätia | krátkodobo zvyšuje amplitúdu napätia (menej ako 1 min.) | spínanie istiacich prvkov, rozbeh motorov | prehrievanie a predčasné starnutie zariadení |
 spínacie rázové impulzy – prechodné (impulzy) | náhle, značné zvýšenie napätia na veľmi krátky čas (podľa štandardov impulz napätia v nn dosiahne amplitúdu 6 kV za 1,2 ms | atmosférické javy (búrky) | trvalé poškodenie zariadení, zrýchlené starnutie alebo zlyhanie prvkov, prieraz izolácie. |
 kolísanie frekvencie | frekvencia je garantovaná v rozsahu +/- 5% menovitej (50 Hz) | regulácia generátora | nesúlad s toleranciami niektorých počítačov alebo hardware prvkov (spravidla +/- 1 %), strata dát počítačov |
 vyššie harmonické | vyššie harmonické s frekvenciami, ktoré sú násobkami základnej frekvencie (50 Hz) sú superponované na normálnej sínusovej vlne (základnej harmonickej) | magnetické jadrá elektrických strojov (motory, transformátory naprázdno atď.), spínané zdroje, oblúkové pece | predimenzovanie hardware, prehrievanie, rezonancia s kondenzátormi, poškodenie zariadení (transformátory) |
 elektromagnetická kompatibilita | rušenie elektromagnetického a elektrostatického pôvodu v priestore a vo vodičoch | spínanie výkonových polovodičových prvkov (tranzistory, tyristory, diódy, atď.), elektrostatické vybíjanie | poruchy funkcie a prevádzky zariadení |
Dramatické následky rušení v elektrickej sieti pre používateľov
1. Strata údajov
- Neuložená práca je okamžite stratená: Ak dôjde k výpadku napájania, všetky neuložené dokumenty, projekty alebo iné dáta sa okamžite stratia, čo môže viesť k významným stratám času a produktivity.
- Zmenená tabuľka alokácie súborov (FAT) môže spôsobiť nefunkčnosť pevného disku: V najhorších prípadoch môže dôjsť k poškodeniu tabuľky alokácie súborov, čo môže spôsobiť, že pevný disk nebude schopný správne fungovať a dáta na ňom budú nedostupné.
2. Poškodenie zariadení
- Elektronické zariadenia môžu byť poškodené v dôsledku náhlych výpadkov napájania: Náhle výpadky napájania môžu spôsobiť poškodenie citlivých elektronických komponentov, čo môže viesť k ich zlyhaniu alebo skráteniu životnosti.
- Vyššie harmonické prúdy môžu spôsobiť prehrievanie a zlyhanie komponentov: Prítomnosť vyšších harmonických prúdov môže spôsobiť dodatočné zahrievanie komponentov, ako sú kondenzátory a transformátory, čo môže viesť k ich zlyhaniu.
3. Znížená spoľahlivosť systému
- Rušenia môžu ovplyvniť stabilitu a spoľahlivosť napájacej siete: Rušenia v napájacej sieti môžu spôsobiť nestabilitu a zníženie spoľahlivosti celého systému, čo môže viesť k častým výpadkom a poruchám.
- Synchronizácia medzi „inteligentnými“ zariadeniami môže byť narušená: Rušenia môžu ovplyvniť synchronizáciu medzi „inteligentnými“ zariadeniami, čo môže viesť k nesprávnej funkčnosti a zníženiu efektivity celého systému.
Parametre elektrického rušenia
- Ak je prepätie dostatočne vysoké, okamžite sa prenáša cez výkonové káble alebo cez telefónne linky a môže spôsobiť značné škody. Cez elektrický rozvodný systém a napájací kábel alebo káble počítačovej siete dokáže zasiahnuť počítač a poškodiť ho.
- Prvé komponenty, ktoré podľahnú sú všeobecne modemy a matičné dosky. Potom mikroprocesory, ktoré vedú ku strate dát.
- Rozvodný systém reaguje na prepätia odpojením, výsledkom čoho sú predĺžené poklesy alebo výpadky napätia.
- Ak je pokles napätia veľký alebo dôjde k úplnému výpadku, môže byť zasiahnutý pevný disk, čo môže viesť k strate údajov.
Vo všetkých vyššie uvedených prípadoch je akákoľvek neuložená práca okamžite stratená. V najhorších situáciách môže byť zmenená tabuľka FAT, čo môže spôsobiť, že pevný disk už nebude použiteľný.
Hlavné druhy rušení pôsobiacich na napájaciu sieť
V nasledujúcej tabuľke sú uvedené najčastejšie poruchy siete, problémy, ktoré v dôsledku výpadku elektriny nastávajú a vhodné typy UPS, ktoré daný problém vedia vyriešiť.
| Aplikácie | Chránené zariadenia | Vhodný typ UPS | ||
|---|---|---|---|---|
| Off-line | Line-interactive | On-line | ||
| Výpadok elektrickej siete | Zastavenie výroby alebo inej činnosti, strata dát | ✔ | ✔ | ✔ |
| Prechodný pokles, kolísanie napätia | Výpadky SW, strata dát, chyby v činnosti HW | ✔ | ✔ | ✔ |
| Napäťové špičky | Poškodenie zariadení, zlyhanie prvkov zariadení | ✔ | ✔ | ✔ |
| Podpätie | Resetovanie HW, chyby v činnosti HW, strata dát | ✔ | ✔ | |
| Rázový impulz | Prehrievanie a predčasné starnutie zariadení | ✔ | ✔ | |
| Prechodné javy | Nesprávna činnosť SW a HW | ✔ | ||
| Indukovaný šum | Chyby v činnosti zariadenia a rôzne poruchy | ✔ | ||
| Kolísanie frekvencie | Strata dát | ✔ | ||
| Vyššie harmonické frekvencie | Poškodenie zariadení, prehrievanie, predimenzovanie HW | ✔ | ||
Vo všeobecnosti z vyššie uvedenej tabuľky vyplýva, že zdroje UPS rôznych topológií chránia spotrebiče pred rôznymi druhmi porúch napájania a to:
- Topológia Off line chráni pred tromi druhmi porúch.
- Topológia Line interactive chráni pred piatimi druhmi porúch.
- Topológia On line chráni pred deviatimi druhmi porúch.
To je vidieť aj v označení modelov UPS niektorých výrobcov číslicami 3, 5, 9. Viac informácií o topológiách UPS nájdete na stránke Technológie UPS.
Stránky podpory
- Typy porúch elektrickej siete
- Technológie záložných zdrojov (UPS)
- Aplikácie záložných zdrojov
- Využitie záložných zdrojov UPS
- Hlavné časti zdrojov UPS On-line
- Prevádzka UPS On-line
- Rozdelenie záložných zdrojov podľa modularity
- Transformátorové a beztransformátorové zdroje UPS
- Stupne ochrany zariadení
- Vyššie harmonické