Безопасность и комфорт в вашем доме с резервным питанием

Безопасность и комфорт в вашем доме с резервным питанием

Система умного дома объединяет большое количество элементов. Это охранные и пожарные сигнализации,

Поэтому разработка внутренних электросетей ответственная и серьезная задача. Важно четкое распределение питания и расчет нагрузки на источники, а также организация системы резервного электроснабжения, позволяющей не только обеспечить владельцам высокий уровень комфорта вне зависимости от внешних условий, но и уберечь чувствительные приборы от перегрузок, которые возникают при резком выключении и последующем включении электричества.

Для обеспечения резервного питания применяют дизельные генераторы и блоки автономного электроснабжения. В случае отключения централизованной подачи электроэнергии система автоматически переводит нагрузки на автономные блоки. Такие блоки имеют мощный аккумулятор, что позволяет поддерживать жизнеобеспечение умного дома даже при длительных отключениях электроэнергии.

При переходе на резервное электроснабжение также производится автоматическое отключение второстепенных приборов (владелец сам может определить, какие потребители энергии можно отключать).

Автоматика умного дома  также контролирует состояние генератора и уровень топлива. При возникновении каких-либо неполадок и при снижении уровня топлива в баке производится оповещение либо владельца, либо компании, которая осуществляет сервисное обслуживание генератора.

Как только возобновляется подача электроэнергии, нагрузка переходит на основную сеть и работа генератора приостанавливается.

Таким образом, автономное резервное электроснабжение обеспечивает:

• корректную работу всех систем жизнеобеспечения умного дома во время отключения централизованной подачи электроэнергии;
• сохранение высокого уровня комфорта и необходимого уровня безопасности владельцев;
• защиту электроприборов от скачков напряжения.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое резервное питание для дома

Подобный ИБП устанавливается сразу после вводного автомата и обеспечивает гарантированным электропитанием весь дом по трем фазам. В этом случае, для оповещения об отключениях устанавливается GSM модуль или выводится сигнальная лампа на видное место.

При установке ИБП для дома иногда целесообразно в обход источника подключать мощную неприоритетную нагрузку: электропечь сауны, всевозможные электрические подогревы, резервный электрокотел и т.п.

Для бесперебойного питания всего дома с точки зрения оптимального соотношения бюджет/функционал мы рекомендуем одну из трех конфигураций:

• Мощный однофазный инвертор и автоматика коммутации фаз. В этом случае одна основная фаза запитывается напрямую через инвертор, две остальных фазы подключаются на инвертор через быстродействующие контакторы. Линия инвертора обеспечивает переключение на резервное электропитание от аккумуляторов за 10мс, а это время не заметно для любого типа оборудования. Остальные две фазы подключаются за 100мс.

• ИБП типа он-лайн конфигурации 3в1, что означает трехфазный вход и однофазный выход. Этот источник стабилизирует напряжение, объединяет мощность всех фаз в одну. Таким образом, мы получаем равномерную нагрузку по фазам, идеальное напряжение и, конечно, бесперебойное питание. Это одно из лучших решений при стандартной выделенной мощности в 15кВт.

• При большой выделенной мощности оптимально использовать промышленные трехфазные ИБП on-line типа конфигурации 3в3 номиналом от 30-40кВт и выше.

ИБП на 36кВт. Доступный диапазон от 20кВа до 120кВа.

Стоимость среднего ИБП на весь дом с автономной работой на 8-10 часов составит около 250-350т.р.

Какие типы резервного питания существуют

Перебои в работе информационных систем нередко ведут к большим финансовым убыткам, поэтому приходится принимать во внимание угрозу некачественного электроснабжения, возможные перебои и даже долговременное отключение электропитания.В мире более 40% проданных систем бесперебойного питания используется для защиты серверов, систем хранения данных, сетевого оборудования. Около 60% потребления ИБП приходится на локальные сети, телекоммуникации и ЦОД, значительное количество применяется в промышленности, поскольку многие производственные процессы требуют качественного энергообеспечения.Около четверти мировых продаж ИБП приходится на устройства мощностью менее 1 кВА, и примерно половина продаж — на устройства мощностью до 5 кВА. Обычно их используют для защиты ПК и серверов начального уровня. В России свои ПК с помощью ИБП защищают не более 15% пользователей — большинство довольствуются сетевым фильтром.Увеличение популярности ноутбуков также спросу на ИБП не способствует, однако серверы любого класса и сетевое оборудование, учрежденческие АТС все же нуждаются в подобной защите.В отличие от мощных ИБП (свыше 20 кВА), жизненный цикл которых достигает 20 лет, маломощные источники питания рассчитаны на пятилетний срок службы, однако сменный блок аккумуляторов (самой недолговечной части устройства) позволяет продлить их эксплуатацию.В небольших офисах обычно используются резервные или линейно-интерактивные ИБП. Последние относительно недороги, обладают приемлемой функциональностью и достаточным классом защиты. Более половины производителей выпускают ИБП малой и даже средней мощности в Юго-Восточной Азии по OEM-контрактам.Для недорогих «простых» ИБП тенденцией развития стало приближение их по функциональности и эффективности (таким как ремонтный байпас для «горячей» замены или ремонта оборудования, управляемые розетки и расширенная комплектация) к «большим» ИБП.При выборе ИБП нужно учитывать сроки гарантии на само устройство и его компоненты, например, аккумуляторы. Отдавайте предпочтение известным производителям, которые специализируются на изготовлении подобного оборудования. Определитесь с максимальным количеством и типом розеток для подключаемых устройств. В тех случаях, когда помимо периодического отключения электричества существуют проблемы параметрами электропитания, необходимо устанавливать линейно-интерактивные устройства.В общем случае не следует гнаться за временем работы от АКБ, оно составляет обычно до 5 минут при 100% нагрузке. Лучше выбрать модель с дополнительными батарейными модулями или купить генератор. Это дешевле, чем тратится на герметичные необслуживаемые АКБ.Источники бесперебойного питания берегут компьютерную технику от сбоев в электрической сети. Хороший ИБП надежно защитит электронные устройства от перегрузок, позволит сохранить все данные и корректно завершить работу системы при аварии в электросети. Лучше не экономить на цене устройства, и купить как минимум линейно-интерактивный ИБП, а для защиты критичных систем использовать ИБП с двойным преобразованием.

Какие факторы следует учитывать при выборе резервного питания для дома

Эксперты в области электропитания сходятся во мнении, что, выбирая модель ИБП, необходимо руководствоваться следующими критериями:

• типом устройства;
• мощностью;
• диапазоном рабочих напряжений;
• длительностью работы в автономном режиме;
• временем переключения на работу от АКБ и наоборот;
• формой выходного сигнала.

Рассмотри их подробнее.

Тип ИБП

Правильный выбор типа бесперебойника зависит от характера подключаемой нагрузки, стабильности напряжения питающей сети, частоты и возможной длительности перебоев в подачи электроэнергии. В таблице ниже соотнесены основные типы ИБП и ситуации их применения.

Тип ИБП	Сфера применение
Резервный	При отсутствии значительных колебаний напряжения и редких отключениях электричества. В таких условиях устройство прослужит достаточно долго и сможет обеспечить нормальную работу, например, ПК, монитора или маршрутизатора.
Линейно-интерактивный	При частых колебаниях сетевого напряжения с выходом его значения за границы рабочих диапазонов. Кроме наличия функции стабилизации напряжения, эти устройства отличаются меньшим временем переключения на работу от АКБ. Однако, выбирая ИБП для котельной частного дома, следует внимательно изучить характеристики по форме выходного сигнала. Разные модели ИБП могут давать на выходе как чистую, так и модифицированную синусоиду, что важно для нормальной работы электродвигателей насосов.
Онлайн	Применение ИБП двойного преобразования для домашнего использования будет обоснованным, если нужно обеспечить надежное электропитание крайне чувствительного к напряжению электронного оборудования инженерных систем (отопления, водоснабжения, вентиляции или охраны) при низком качестве и частых перебоях электроснабжения, которыми нередко отличаются сельские и дачные сети.

Как часто нужно проводить техническое обслуживание резервного питания

V. Периодичность технического обслуживания

44. Техническое обслуживание устройств РЗА должно выполняться с периодичностью, указанной в приложении N 6 к Правилам, с учетом положений настоящей главы.

45. Интервалы между различными видами технического обслуживания устройств РЗА, указанные в приложении N 6 к Правилам, являются максимально допустимыми и могут быть сокращены по решению технического руководителя владельца объекта электроэнергетики с учетом условий эксплуатации и технического состояния конкретного устройства РЗА.

46. Цикл технического обслуживания вторичного оборудования должен быть установлен равным циклу технического обслуживания функционально связанных с этим оборудованием устройств РЗА. В случае если вторичное оборудование функционально связано с разными устройствами РЗА, для которых установлен различный цикл технического обслуживания, для такого вторичного оборудования должен быть установлен цикл технического обслуживания, равный минимальному циклу технического обслуживания функционально связанных с этим оборудованием устройств РЗА.

47. При определении интервалов между различными видами технического обслуживания устройств РЗА должны учитываться требования к периодичности технического обслуживания отдельных видов устройств РЗА и вторичного оборудования, предусмотренные документацией организаций-изготовителей таких устройств и оборудования.

48. Периодичность технического облуживания устройств РЗА должна определяться с учетом категорий помещений, в которых они установлены.

Для указанных целей к I категории должны относиться щиты (пункты) управления, релейные щиты (залы) и иные сухие отапливаемые помещения, в которых относительная влажность воздуха не превышает 60%, отсутствуют вибрация, запыленность и ударные воздействия.

Ко II категории должны относиться релейные шкафы на открытых распределительных устройствах, распределительных устройствах напряжением 6 - 35 кВ с масляными выключателями и иные помещения, в которых имеется воздействие одного из следующих факторов:

под воздействием окружающей среды и различных тепловых излучений температура периодически (более 1 суток) превышает плюс 35 градусов Цельсия или опускается ниже минус 5 градусов Цельсия;

относительная влажность воздуха составляет более 60%, но не превышает 75%;

имеется вибрация с наличием одиночных ударов;

по условиям производства выделяется технологическая пыль, которая может оседать на устройствах РЗА и (или) вторичном оборудовании,

К III категории должны относиться следующие помещения:

с химически активной или органической средой и (или) влажностью свыше 75%, в которых содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения или плесень, разрушающие изоляцию устройств РЗА и (или) вторичного оборудования;

с наличием вращающихся машин и иных механизмов, создающих постоянную вибрацию, обусловленную технологией производства, в том числе машинные залы электростанций.

49. В целях совмещения проведения технического обслуживания устройств РЗА и вторичного оборудования с ремонтом линий электропередачи (далее - ЛЭП) и оборудования объектов электроэнергетики допускается перенос очередного технического обслуживания таких устройств РЗА и вторичного оборудования на срок:

до двух лет для восьмилетнего цикла технического обслуживания;

до одного года для шестилетнего, четырехлетнего и трехлетнего циклов технического обслуживания.

Перенос срока последующего технического обслуживания такого устройства РЗА и вторичного оборудования, определенного перспективным (многолетним) графиком, не допускается.

50. Первый профилактический контроль устройства РЗА и вторичного оборудования должен быть проведен не ранее десяти, но не позднее пятнадцати месяцев с даты ввода в работу устройства РЗА после наладки, за исключением случаев, указанных в абзаце втором настоящего пункта.

Проведение первого профилактического контроля устройств РЗА вновь построенных и введенных в эксплуатацию энергоблоков электрических станций может быть совмещено с первым капитальным ремонтом таких энергоблоков.

51. Тестовый контроль для микроэлектронных устройств РЗА должен проводиться не реже одного раза в двенадцать месяцев в период между профилактическим контролем и профилактическим восстановлением.

52. Технический осмотр устройств РЗА и вторичного оборудования должен проводиться не реже одного раза в шесть месяцев.

53. Периодичность проведения опробований устройств РЗА должна определяться владельцем объекта электроэнергетики в соответствии с пунктом 24 Правил исходя из требований, установленных организацией-изготовителем устройства РЗА или решением технического руководителя владельца объекта электроэнергетики.

Проведение очередного опробования устройства автоматического повторного включения не требуется в случае, если в течение трехмесячного периода до срока проведения опробования, предусмотренного годовым графиком технического обслуживания устройств РЗА, осуществлялась правильная работа такого устройства.

Какие устройства могут быть подключены к резервному питанию

Это преобразователь, который превращает постоянный ток 12-48 вольт, поступающий от аккумуляторов или другого источника энергии, в переменный 220/230 вольт для обеспечения качественного электропитания подключенных приборов. Устанавливается перед электротехникой и подключается к электросети через клеммные выводы или евророзетку. Вся система функционирует следующим образом:

• инвертор подключается к сети для питания зарядного устройства (в бытовых моделях оно встроено в корпус);
• встроенное ЗУ обеспечивает заряд подключенных к инвертору аккумуляторов свинцово-кислотного типа;
• при наличии электричества в сети инвертор напрямую (режим байпаса) подает на нагрузку сигнал (дорогие модели способны выполнять коррекцию выходного вольтажа);
• когда происходит блэкаут, прибор автоматически переводит питание на накопители, а затем обратно при появлении электроэнергии.

Может подключаться к альтернативным источникам энергии (солнечным панелям или ветряным электростанциям), которые обеспечивают резервное питание техники одновременно с аккумуляторами и при этом их заряжают.

Работает в однофазной сети, подавая на электроприборы переменное напряжение с чистым или модифицированным синусом (у более дорогих моделей). Мощностной ряд (от 0,2 до 20 кВт) подходит для резервного снабжения всего объекта, только его части (например, котельной) или конкретного прибора – холодильника, освещения, телевизора или компьютера. В зависимости от подключенных внешних аккумуляторов и потребляемой мощности электротехники обеспечивает её электроснабжение до нескольких часов.

Рассмотрим плюсы и минусы этого устройства.

Минусы	Плюсы
В большинстве случаев не защищает нагрузку от скачков напряжения и не обеспечивает безразрывный перевод питания на АКБ. На выходе при питании от аккумуляторов возможно напряжение с модифицированным синусом, что не подходит для некоторой техники. Некоторые изделия не имеют встроенного ЗУ. Установка дополнительного устройства создает более громоздкую и не всегда удобную конструкцию.	Внедряются в общую электросистему дома. Не требуют технического обслуживания. Защищают нагрузку от перепадов в электросети (не все модели). Бесшумность (шумят только вентиляторы охлаждения у мощных приборов).

Как долго может работать резервное питание в домашних условиях

Есть три основных типа.

Резервный источник (back). По сути — простой аккумулятор, который запитывает устройства при отключении основного питания. Стабилизация напряжения здесь не предусмотрена. Источник реагирует не только на отключение, но и на незначительное падение напряжения. Контроллер считает, что просадка связана с отключением питания, и переходит в автономный режим.

Линейно-интерактивные источники (line-interactive). В основе резервный источник, но перед ним установлен стабилизатор напряжения. Он справляется со скачками, поэтому на незначительные изменения напряжения ИБП уже не реагирует, аккумулятор не подключается. Но при потере внешнего питания всё так же требуются миллисекунды для перехода на питание от батареи.

К линейно-интерактивным источникам есть смысл подключать не только компоненты компьютера, но и бытовую технику: ей вредна не столько потеря питания, сколько перепады напряжения. От сильных продолжительных скачков могут сгореть телевизор, холодильник, стиральная машина и другое оборудование. Для защиты от подобных инцидентов предусмотрены отдельные разъемы с сетевой фильтрацией, без резервного питания.

Устройства с двойным преобразованием (online). Самый совершенный тип, принцип работы которого отображен в названии. На входе устройства стоит выпрямитель, который преобразует переменный ток в постоянный. К ветке постоянного тока подключен аккумулятор. Перед выходом установлен инвертор, преобразующий постоянный ток обратно в переменный.

Устройства с двойным преобразованием пропускают ток через себя во время зарядки или при скачках. При серьезных нарушениях питания они тут же начинают отдавать заряд

В результате аккумулятор подключен к цепи постоянно. То есть запитанные устройства гарантированно получают нужное напряжение без всяких скачков, а задержка при переключении на аккумулятор полностью отсутствует. Именно поэтому такой тип ИБП используют для работы с медицинским и серверным оборудованием.

Какой из трех вариантов выбрать? В идеале последний . Но такие ИБП довольно дороги и громоздки, поэтому для бытовых нужд подойдут линейно-интерактивные . Вариант с резервным источником рассматривают, если в сети относительно стабильное напряжение и питание пропадает очень редко. Но если у вас в доме пульсируют лампочки, то ни о каком стабильном напряжении речи не идет.

Как определить мощность резервного питания, необходимую для дома

После определения необходимой мощности ИБП важно рассчитать, как долго он сможет поддерживать работу подключенных устройств при отключении электроэнергии. Рассмотрим шаги для расчета времени работы ИБП.

Шаг 1: Определение емкости аккумулятора
Описание: Емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах (Ач) и указывает, сколько энергии может храниться в аккумуляторе.
Формула для перевода емкости в ватт-часы (Wh): Емкость (Wh)=Емкость (Ач)×Напряжение (V)
Пример:

• Емкость аккумулятора: 100 Ач
• Напряжение аккумулятора: 12 В
• Емкость в ватт-часах: 100 Ач×12 В=1200 Wh

Шаг 2: Определение нагрузки на ИБП
Описание: Суммарная мощность всех подключенных устройств в ваттах (Вт).
Пример:
Суммарная мощность подключенных устройств: 400 Вт

Шаг 3: Расчет времени работы ИБП
Формула: Время работы (часы)=Емкость аккумулятора (Wh)/Мощность нагрузки (Вт)
Пример:

• Емкость аккумулятора: 1200 Wh
• Мощность нагрузки: 400 Вт
• Время работы: 1200 Wh/400 Вт=3 часа

Шаг 4: Учет коэффициента разряда
Описание: В реальных условиях полезная емкость аккумулятора может быть немного ниже номинальной из-за различных факторов, таких как эффективность ИБП и саморазряд аккумуляторов.
Корректировка: Умножьте результат на коэффициент разряда (обычно 0.85–0.95).
Пример:

• Время работы: 3 часа
• Коэффициент разряда: 0.9
• Скорректированное время работы: 3 часа×0.9=2.7 часа

Для расчета времени работы ИБП нужно определить емкость аккумулятора в ватт-часах, суммарную мощность подключенных устройств и применить формулу расчета времени работы с учетом коэффициента разряда. Это поможет вам понять, как долго ИБП сможет поддерживать работу ваших устройств в случае отключения электроэнергии.
Пример расчета:

• Емкость аккумулятора: 100 Ач при 12 В = 1200 Wh
• Мощность нагрузки: 400 Вт
• Время работы: 1200 Wh/400 Вт=3 часа
• Скорректированное время работы: 3 часа×0.9=2.7 часа

Таким образом, ваш ИБП сможет поддерживать работу устройств на протяжении примерно 2.7 часов.

Какие проблемы могут возникнуть при использовании резервного питания для дома

Исто́чник бесперебо́йного пита́ния, (ИБП) (англ. UPS-Uninterruptible Power Supply ) – автоматическое устройство, позволяющее подключенному оборудованию некоторое (как правило, непродолжительное) время работать от аккумуляторов ИБП при пропадании электрического тока или при выходе его параметров за допустимые нормы. Кроме того, оно способно корректировать параметры (напряжение, частоту) электропитания. Часто применяется для обеспечения бесперебойной работы компьютеров. Может совмещаться с различными видами генераторов электроэнергии.

Существует три схемы построения ИБП:

• резервный — используется для питания персональных компьютеров или рабочих станций локальных вычислительных сетей. Практически все недорогие маломощные ИБП, предлагаемые на отечественном рынке, построены по резервной схеме. При выходе электропитания за нормированные значения напряжения или его отсутствии ИБП автоматически переключает подключённую нагрузку к питанию от аккумуляторов (с помощью простого инвертора ). При появлении нормального напряжения ИБП снова переключает нагрузку на питание от сети. Недостатком данного вида ИБП является несинусоидальный выход и относительно длительное время переключения на питание от батарей. За счёт КПД около 99 % практически бесшумны и с минимальным тепловыделением. Не могут корректировать ни напряжение, ни частоту (VFD по классификации МЭК.)
• интерактивный — то же самое, что и резервный, но кроме того на входе присутствует ступенчатый стабилизатор напряжения , позволяя получить регулируемое выходное напряжение. (VI по классификации МЭК.) Инверторы некоторых моделей линейно-интерактивных ИБП выдают напряжение как прямоугольной или трапецеидальной формы, как у предыдущего варианта, так и синусоидальной формы. Время переключения меньше, чем в предыдущем варианте, так как осуществляется синхронизация инвертора с входным напряжением. КПД ниже, чем у резервных. Ассортимент интерактивных ИБП ТМ SVEN.
• оn-line или двойного преобразования (он-лайн, неавтономный режим) — используется для питания файловых серверов и рабочих станций локальных вычислительных сетей, а также любого другого оборудования, предъявляющего повышенные требования к качеству сетевого электропитания. Принцип работы состоит в двойном преобразовании (double conversion) рода тока. Сначала входное переменное напряжение преобразуется в постоянное , затем обратно в переменное напряжение с помощью обратного преобразователя (инвертора). Время переключения тождественно нулю. ИБП двойного преобразования имеют невысокий КПД (от 80 % до 94 %), из-за чего отличаются повышенным тепловыделением и уровнем шума. В отличие от двух предыдущих схем, способны корректировать не только напряжение, но и частоту (VFI по классификации МЭК).

Как обезопасить себя и свой дом при использовании резервного питания

Источник бесперебойного питания моментально реагирует на любое изменение показателей в электросети и сразу начинает работать как резервный источник энергии, позволяя отключить всю чувствительную и дорогостоящую технику (в том числе и корректно завершить работу компьютеров и серверных станций). Однако срок службы ИБП и безотказность его работы зависят от соблюдения элементарных правил эксплуатации, в том числе – и первого запуска устройства.

Как правильно ввести в эксплуатацию ИБП?

Равно как и стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания являются довольно сложной техникой, требующей аккуратного обращения. Именно поэтому подготовительный этап, на котором происходит подключение оборудования, является наиболее сложным и ответственным. Следует придерживаться следующих правил:

• Нельзя включать прибор в помещении сразу после того, как вы принесли его с улицы (в холодное время года). ИБП должен постоять в тепле не менее 4-х часов, чтобы образовавшийся из-за резкого перепада температур конденсат не стал причиной поломки дорогостоящей техники. Перед запуском следует удостовериться, что корпус устройства совершенно сухой.
• Необходимо правильно подобрать место для установки ИБП – на корпус не должны попадать прямые солнечные лучи, устройство не должно стоять вблизи отопительных приборов, а в помещении должна поддерживаться нормальная влажность. Важно устанавливать ИБП так, чтобы его вентиляционные устройства не были закрыты, и к ним был свободный доступ воздуха.
• Температура в помещении должна быть не ниже 0 градусов и не выше +40 (рабочий диапазон). Наиболее стабильные параметры функционирования отмечаются при температурных показателях от +20 до +25 градусов.
• Следует аккуратно раскладывать провода: они должны быть проложены без натяжения, так, чтобы пользователи не задевали их. Силовой кабель в обязательном порядке должен подключаться только к розетке с заземлением.
• Перед пуском любого источника бесперебойного питания (даже наиболее современных моделей, к примеру, ИБП INELT Monolith II 1000) необходимо дать аккумуляторам зарядиться. После первого включения работать с нагрузкой не получится, так как система диагностики будет все время выдавать ошибку (может появиться сообщение о том, что батарея неисправна или ее необходимо заменить). Новые аккумуляторы не заряжены и не могут поддерживать питание подключенных к ИБП потребителей. Источник бесперебойного питания следует оставить включенным в сеть минимум на 24 часа, тогда батарея зарядится. Первая зарядка всегда более длительная, чем все последующие.
• При использовании определенных моделей ИБП для поддержания работы компьютеров требуется установка дополнительного программного обеспечения. В таком случае в комплекте к устройству должен идти диск, с которого и инсталлируется все необходимое ПО.
• Если у ИБП имеется система самодиагностики, она должна быть активирована перед первым запуском: будет произведена проверка правильности подключения и корректности функционирования всех внутренних рабочих элементов. Если вы что-то сделали неправильно (перепутаны входы «фазы» и «нейтраль», нет заземления и т.д.), устройство либо выведет соответствующее сообщение на экран, либо подаст звуковой сигнал. Для того чтобы разобраться, в чем причина, необходимо перед вводом в эксплуатацию внимательно изучить инструкцию ИБП – в ней расписаны все коды ошибок и сигналы.