Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Для збереження працездатності приладів при збоях в мережі використовують блок безперебійного живлення. Залежно від типу обслуговуваних споживачів і параметрів електроенергії потрібно вибирати різні моделі. Ці пристрої затребувані, тому придбати потрібний по характеристикам екземпляр не складає труднощів.

Але перед покупкою потрібно самостійно розібратися в його особливостях, а не довіряти це питання зацікавленим в продажах менеджерам.

У цьому матеріалі ми розглянемо пристрій і особливості роботи ДБЖ, а також розповімо про правила його використання.

Схеми ДБЖ змінного струму

Для побутових потреб використовують пристрої для безперебійного живлення, що підключаються до однофазної мережі 220 В, які можуть деякий час при відсутності електроенергії живити споживачів, які потребують такого ж напруги.

Існують також ІБП, які підключені на вхід до трифазної мережі, а на вихід дають або 380 В або 220 В. Однак вони дороги, їх використовують при необхідності отримувати автономну потужність від 10 кВ · А, що для побутових потреб не потрібно.

Побутові ДБЖ змінного струму за схемою функціонування ділять на наступні типи:

  • резервні (оффлайн);
  • інтерактивні (лінійно-інтерактивні);
  • подвійного перетворення (онлайн).

Вони розрізняються якістю видається напруги і ціною. Найбільш дешеві - резервні, а найдорожчі - подвійного перетворення.

Найпростіша у виконанні резервна схема харчування передбачає наявність переключающего реле і пасивної фільтрації для придушення перешкод

Для перетворення змінного струму в постійний в зарядному пристрої використовують випрямляч. А зворотна трансформація відбувається за допомогою інвертора.

У бесперебойніка для перемикання ланцюга з мережі на акумулятор, як правило, встановлюють звичайні електромеханічні реле. Якщо ця деталь якісна, то її ресурсу вистачає на весь час функціонування ДБЖ. Але найчастіше, при поломці блоку проблема криється саме в цьому елементі конструкції.

Інтерактивна схема відрізняється від резервної наявністю стабілізатора напруги. Він виконаний у вигляді типового автотрансформатора з з'єднаними безпосередньо обмотками

Стабілізація напруги присутній також у багатьох побутових пристроях, тому якщо відхилення незначні, то і немає сенсу купувати дорожчу лінійно-інтерактивну модель.

Наявність трансформатора часто змушує виробника використовувати примусове охолодження, тому такі ДБЖ комплектують кулерами. Вони видають шум, за інтенсивністю можна порівняти з роботою комп'ютерного системного блоку.

Харчування інвертора при схемі онлайн відбувається на постійній основі від акумуляторів. Тому при виникненні збоїв в електромережі час перемикання на резервне живлення дорівнює нулю

Найскладніші і дорогі прилади подвійного перетворення мають до того ж найменший ККД. Електроенергія йде в тепло, яке випромінює пристрій. Тому їх використання необхідно обґрунтувати.

Найбільш значимий плюс такого виду безперебійників полягає у миттєвій реакції на відключення електрики. Але для більшості побутової техніки це не так важливо. Ті ж комп'ютери зазвичай комплектують ДБЖ резервного або інтерактивного типу.

Найбільш важливі параметри

Зараз на ринку багато пропозицій з продажу побутових джерел безперебійного живлення. Щоб правильно визначити їх призначення і не помилитися з вибором, потрібно розуміти на які параметри слід звернути увагу в першу чергу.

Основні технічні характеристики

Вихідна потужність приладу визначає максимально допустиме значення, яке блок зможе гарантовано видати споживачеві. Її вимірюють у вольт-амперах (В · А). Для зручності користувачів часто призводять це значення і в ватах.

Для вимірювання навантаження приладів можна або скористатися амперметром або вирахувати її, застосувавши свідчення встановленого в квартирі лічильника.

Виміряти споживану електроенергію можна за допомогою побутового амперметра (ваттметра) з розеткою. Підключається прилад потрібно перевести в режим максимального споживання

При визначенні реальної потужності комп'ютера не слід керуватися номіналом блоку живлення, так як його завжди купують з запасом.

Якщо немає амперметра, то потрібно виконати наступні дії:

  1. Вимкнути всі ланцюги в щитку, крім тієї, від якої живиться комп'ютер.
  2. Відключити всі прилади в цьому ланцюзі.
  3. Включити комп'ютер і запустити на ньому типову для нього програму (наприклад, ролик з YouTube).
  4. Дочекатися, коли на лічильнику відбудеться зміна значення десятої частки кіловата.
  5. Засікти час до наступної зміни.

Середню потужність споживання (P, ват) за цей період (t, хвилин) можна вирахувати за формулою:

P = 100 * (60 / t)

Наступна важлива характеристика - період автономної роботи. Цей показник залежить від навантаження, яку в цей момент відчуває ДБЖ. На максимально допустимої потужності акумулятори побутового пристрою працюють 1-3 хвилини. А на половинній - набагато довше (до 10 хвилин).

За графіком залежності часу автономної роботи акумуляторів від середнього навантаження видно, що ця залежність нелінійна. Це обумовлено способом розрядки батарей

Звідси випливають два висновки:

  • при відключенні електроенергії, необхідно максимально знизити споживану приладами навантаження;
  • бажано купувати ДБЖ з потужністю, яка перевищує розрахункову хоча б на 30%.

Діапазон вхідної напруги показує мінімально і максимально допустимий вольтаж мережі, при якому не відбудеться перемикання харчування на акумулятори. Як правило, всі ДБЖ витримують інтервал в 180-260 В.

У деяких виробників можна зустріти дуже хороші (рекламні) показники, наприклад, номер найнижчого - 110 В. Тут потрібно переконатися, що ці цифри взяті саме для максимального навантаження, а не для половинної.

Ще один важливий технічний показник - рівень шуму. ДБЖ, виконані за лінійно-інтерактивною або онлайн технології виділяють багато тепла, тому виробники встановлюють на них вентилятори. Якщо кулери дешеві, то з часом вони будуть видавати гул, що для житлового приміщення небажано.

Інтерфейс і виконання настройки

Зовнішній вигляд блоків може бути найрізноманітнішим. Зазвичай вони мають класичну прямокутну форму, де на лицьовій стороні знаходяться індикатори або дисплей, а на тильній - силові роз'єми. Їх кількість не так важливо, тому що на виході можна підключити подовжувач з трійником. Це ніяк не суперечитиме концепції ДБЖ.

Модель може мати жк-дисплей, на якому буде відображена ситуація з постачанням підключених приладів: наявність харчування, кількість споживачів, заряд акумулятора і т.д.

Система індикації здешевлює вартість обладнання. Крім того, вона більш практична. Якщо Вам потрібна будь-які параметри, то у багатьох моделей реалізована функція підключення до комп'ютера

Щоб дізнатися параметри електропостачання, стан акумуляторів ИБП і як він працює, можна підключити його до комп'ютера. Для багатьох моделей реалізована ця функція і розроблено програмне забезпечення.

Існує три основних види інтерфейсу:

  • USB. Найбільш поширене з'єднання комп'ютера і ДБЖ.
  • RS-232 (COM-порт). Рідко присутній в побутових моделях.
  • Ethernet 10/100. Його застосовують для віддаленого управління бесперебойніка.

Програмне забезпечення для отримання характеристик з ДБЖ і його управління розроблено не тільки під різні версії Windows. Так, наприклад, у відомого виробника Powercom є Android-версія ПО, що дозволяє віддалено стежити за станом харчування та при необхідності коригувати роботу бесперебойніка.

Програмне забезпечення дозволяє відстежувати основні характеристики електромережі, такі як вхідний і вихідний вольтаж, частоту. Також можна дізнатися заряд акумуляторів і температуру пристрою

Розміщують бесперебойники в безпосередній близькості від захищаються споживачів електроенергії. Зазвичай їх ставлять на підлогу або на полиці. Деякі моделі оснащені кріпленнями, що дозволяють монтувати їх на стіни.

Якість видаваного струму

Безперебійні джерела живлення повинні видавати струм належної якості. При роботі від батарей за це відповідає інвертор, а в разі живлення від мережі, проблемні моменти повинні згладжувати фільтри і стабілізатор. Виникаючі в електричному ланцюзі перешкоди мають різний генезис і наслідки для електроніки. Тому в цьому питанні теж потрібно ретельно розібратися.

Мережеві перешкоди і захист

Всі сучасні ДБЖ оснащені захистом від проблем, пов'язаних з боку обслуговуваних приладів. Якщо сумарне навантаження буде перевищувати максимально допустиму або станеться коротке замикання, то бесперебойник відразу відключить харчування.

Перешкоди в мережі можна умовно розділити на частотні і імпульсні. Перші не такі небезпечні, особливо для блоків живлення комп'ютерів або телевізорів, які перетворять змінний струм в постійний. Другі можуть викликати проблему у будь-якої електроніки.

Тому більшість ДБЖ оснащені захистом від імпульсів і гармонік з допомогою варисторів і високочастотних фільтрів.

Видалення перешкод на лінії відбувається в два етапи. Спочатку варистори відсікають високочастотні імпульси, а потім фільтр згладжує дрібні скачки

Проблема появи високовольтних імпульсів характерна не тільки для силових кабелів, а й для мереж передачі даних - комп'ютерних або телефонних. Вони можуть виникнути через дії атмосферної електрики, пробоїв поруч розташованої проводки, що виникають електричних наведень і інших причин.

Багато виробників випускають моделі з можливістю захисту локальної мережі. Для цього у ІБП є два роз'єми RJ-45 - один на вхід і один на вихід. Сигнал проходить через фільтр, який пригнічує сплески напруги. Для телефонних ліній система така ж, тільки роз'єми мають формат RJ-11.

Низьке і висока напруга

Регулювання вольтажа відбувається за допомогою автоматичного регулятора напруги (AVR), основним елементом якого є автотрансформатор. Принцип його функціонування спирається на зміну кількості витків однієї з обмоток, в результаті чого відбувається зміна напруги в бік збільшення або зменшення його значення.

Наявність AVR в ДБЖ дозволяє не включати кожен раз автономний режим при незначному відхиленні напруги від нормативних показників. Це значно збільшує термін служби акумуляторів.

Професійні універсальні вимірювальні пристрої, такі як CEM DT 9909, здатні протягом тривалого часу записувати значення напруги. Застосування такого приладу може допомогти у виборі стабілізатора або ІБП

Згідно ГОСТ 29322-2014 допустимо 10-й процентне відхилення напруги від еталонного значення на час не більше ніж 1 годину. Всі сучасні ДБЖ з регуляторами справляються з такими коливаннями.

Чистота вихідного сигналу

Від моделі інвертора, яка встановлена в бесперебойник, залежить тип вихідного сигналу. В ідеалі, кривої напруги змінного струму повинна бути синусоїда. Але після перетворення через інвертор вона приймає ступінчастий вигляд.

Чим більше кількість сходинок в кривій залежності миттєвого напруги від часу, тим краще якість змінного струму. Для деяких пристроїв це важливо

Для обладнання, яке містить асинхронні електродвигуни (холодильник, кондиціонер), трансформаторні блоки живлення (якісна аудіотехніка), блоки живлення APFC (сервера і потужні обчислювальні комп'ютери) потрібна чиста або добре апроксимувати синусоїда.

Жоден інвертор, а значить, і ДБЖ не видає чисту синусоїду, щоб не писали в рекламних брошурах виробники обладнання. Наближення вихідного сигналу до синусоїди оцінюють через коефіцієнт нелінійних спотворень (THD).

Вихід від блоку сигнал можна вважати синусоїдальним при THD <5%. У деяких моделей, наприклад IMV NetPro 2000, цей показник дорівнює всього 2%.

Правила використання ІБП

Купуючи бесперебойник для організації резервного живлення, необхідно розуміти, спільно з якими приладами його можна використовувати. Іноді обійтися тільки ІБП неможливо і тоді потрібно вживати додаткових заходів щодо забезпечення будинку електрикою.

Підключення побутових приладів

Комп'ютери, модеми, роутери, відео- і аудіоапаратура - типові домашні або офісні прилади, до яких підключають бесперебойники. Якщо ця техніка містить звичайні імпульсні блоки живлення, то досить буде придбати відносно дешеві моделі, які не видають чисту синусоїду.

Сучасні моделі компактні і мають привабливий дизайн, який гармонійно вписується спільно з іншою технікою в інтер'єр житлової кімнати

Для освітлення також не потрібно купувати дорогі вироби. Тут головне правильно розрахувати максимальну потужність і час автономної роботи.

При частих відключеннях актуальна проблема незапланованої розморожування холодильників і псування продуктів харчування. При захисті такого обладнання з асинхронними двигунами знадобляться ДБЖ більш складного пристрою, так як потрібно "чистий" синусоїдальний сигнал.

Крім того, необхідно врахувати наявність стартових струмів, що виникають при пуску двигуна. Спрощено для холодильного обладнання їх величину можна визначити, помноживши значення потужності на 5.

Якщо, наприклад, на кухні є холодильник з повною потужністю 300 Вт (при запуску - 1500 Вт) і морозильна камера на 200 Вт (при запуску - 1000 Вт), то потрібен блок живлення з чистою синусоїдою і максимальної потужністю не меншою за 1700 Вт. Це значення отримано на випадок, коли буде працювати морозильник, а в цей час відбудеться включення холодильника. Одночасний запуск обох моторів малоймовірний, та й такий ДБЖ витримає односекундний сплеск в 2, 7 кВт.

Блок онлайн типу з максимальною потужністю 2000 Вт зможе пропрацювати близько півгодини при сумарному споживанні 500 Вт. Так як режим охолодження займає близько 5 хвилин, то бесперебойніка гарантовано вистачить на 6 запусків обох пристроїв.

У приватних будинках і котеджах також актуально використання ІБП для підтримки системи опалення з примусовою циркуляцією. Насосів теж необхідний чистий синус

Бесперебойники також активно використовують для роботи газових опалювальних котлів. З огляду на вартість обладнання, що підключається, економити на якості ДБЖ в цьому випадку не слід.

Резервне і додаткове електроживлення

Для багатьох побутових приладів неможливо підібрати недорогий ДБЖ, так як буде необхідна значна максимальна потужність при тривалому періоді автономної роботи. Пральні машини, електричні духовки, системи розподіленого кондиціонування споживають багато електрики.

Можна, звичайно, обійтися без цих пристроїв на час відключення електроенергії. Це доцільно в тому випадку, якщо такі перебої відбуваються рідко і на короткий час. Але якщо все ж буде прийнято рішення щодо забезпечення потужних споживачів автономним живленням, то краще використовувати бензиновий або дизельний генератор. Для їх швидкого запуску при відсутності напруги використовують систему автоматичного введення резерву (АВР).

При наявності додаткового джерела живлення, ДБЖ все ж варто використовувати, хоча б для комп'ютерів. Миттєвого запуску генератора і відновлення електропостачання домогтися неможливо.

Стабілізація зниженої напруги

Проблема зниженого напруги актуальна для об'єктів, підключених до старих або малопотужним електромереж. Якщо така ситуація виникає постійно, то краще використовувати вхідний стабілізатор.

При наявності стабілізатора, напруга внутрішньобудинкової мережі буде приведено до нормативних показників. Це торкнеться і прилади, які не підключені до ДБЖ

При зниженій напрузі зростає сила струму, що проходить по внутрішньобудинкової мережі. Наприклад, нехай загальна потужність підключених до ДБЖ споживачів буде 1, 5 кВт, а подається напруга дорівнює 190 В.

Тоді за законом Ома:

  • I 1 = 1500/190 = 7, 9 A - сила струму в ланцюзі до ДБЖ без стабілізатора;
  • I 2 = 1500/220 = 6, 8 A - сила струму в ланцюзі до ДБЖ зі стабілізатором.

Таким чином, для будинків мережу без стабілізатора буде відчувати підвищене навантаження, що могло бути не враховано при виборі перетину проводки.

Тому при постійному зниженій напрузі краще встановити стабілізатор. В цьому випадку і навантаження на автотрансформатор ДБЖ буде менше, що продовжить термін його служби. Крім того, з урахуванням вирівнювання вольтажа, можна купувати більш дешеві бесперебойники.

Безперебійне живлення споживачів постійного струму

Для деяких приладів потрібно забезпечити безперебійне живлення постійним струмом 12, 24 або 48 В. ДБЖ такого плану теж є в продажу. В їх маркування присутній абревіатура "DC". Блоки з подачею напруги 60, 110 або 220 В теж існують, але їх застосовують в промисловості або енергетиці.

Відмінність безперебійників постійного струму у внутрішньому устрої від класичних моделей полягає у відсутності інвертора. Акумулятори підключають безпосередньо до виходу через контактор з токоогранічительний вимірювальним шунтом для запобігання неприпустимо глибокого розряду батарей.

Іноді на виході може стояти стабілізуючий конвертор, якщо живити від ДБЖ прилади чутливі до невеликих коливань напруги.

Спільно з перетворювачами напруги, ДБЖ постійного струму на 48 Вт здатний живити систему відеоспостереження з периметром до 1 км

Такі резервні джерела живлення використовують для захисту наступного побутового обладнання, що працює від постійного струму:

  • систем відеоспостереження та охорони;
  • всіляких датчиків (протікання, диму, вогню, руху та ін.);
  • систем освітлення;
  • телекомунікаційних приладів;
  • систем зв'язку;
  • компонентів системи управління "розумний будинок".

Багато ДБЖ постійного струму мають опцію підключення зовнішніх акумуляторів. В цьому випадку автономне функціонування обслуговуваних ними приладів може бути дуже тривалим.

Висновки і корисне відео по темі

Коротко про основні характеристики побутових ДБЖ:

Різноманітність типів ДБЖ і їх характеристик є наслідком різних умов їх використання: потужності і виду підключаються приладів, параметрів і типових проблем конкретної електромережі. Безперебійник зазвичай не найдорожчий елемент в системі, але від нього залежить стабільність її роботи. Тому потрібно визначити умови експлуатації і ретельно підійти до вибору моделі.

Залишилися питання по темі статті? Або можете доповнити цей матеріал цікавою інформацією про ДБЖ? Будь ласка, пишіть свої коментарі, задавайте питання, діліться досвідом в розташованому нижче блоці.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Електрик