При перебоях в сети для поддержания работоспособности приборов применяют блоки бесперебойного питания. Выбор модели зависит от типа обслуживаемых потребителей и параметров электроэнергии. Устройства пользуются спросом, поэтому найти подходящий вариант несложно.
Прежде чем приобретать что-либо, следует изучить его характеристики, а не полагаться на информацию от продавцов.
В данном материале изучим устройство и работу бесперебойного источника питания, а также предоставим рекомендации по его эксплуатации.
Схемы ИБП переменного тока
Для дома применяют приборы бесперебойного питания, подключенные к розетке на напряжение 220 В, которые в случае отключения электричества какое-то время обеспечивают работу устройств с таким же напряжением.
Некоторые ИБП подключаются к трехфазной сети и на выходе дают либо 380 В, либо 220 В. Такие модели стоят дорого и применяются при необходимости получения автономной мощности в 10 кВ·А, что не нужно для бытовых целей.
По схемам работы бытовые источники бесперебойного питания переменного тока подразделяют на виды:
- резервные (оффлайн);
- интерактивные (линейно-интерактивные);
- двойного преобразования (онлайн).
Различаются по качеству выходного напряжения и стоимости. Самые недорогие — резервные, самые дорогие — двойного преобразования.
В зарядном устройстве для перевода переменного тока в постоянный применяют выпрямитель, а обратно – инвертор.
В бесперебойниках для переключения цепи с сети на аккумулятор обычно используют электромеханические реле. При качественной детали её ресурса хватает на весь период работы ИБП. Чаще же при неисправности блока причина кроется именно в этом элементе конструкции.
В множестве бытовых приборов есть стабилизация напряжения. При небольших колебаниях не требуется покупать дорожшую линейно-интерактивную модель.
Трансформатор зачастую приводит к необходимости в принудительном охлаждении со стороны производителя, поэтому ИБП оснащают кулерами, создающими шум, равный по интенсивности работе системного блока компьютера.
Самые сложные и дорогие приборы двойного преобразования обладают наименьшей эффективностью. Часть электроэнергии расходуется на нагрев устройства, который затем выделяет тепло.
Главное преимущество таких бесперебойных источников питания — моментальное реагирование на исчезновение электроэнергии.
Однако для большей части бытовых приборов это не имеет решающего значения. Компьютеры чаще всего оснащают источниками бесперебойного питания резервного или интерактивного типа.
Наиболее важные параметры
На рынке представлено множество устройств бесперебойного питания для дома. Для правильного выбора необходимо знать основные характеристики, влияющие на назначение устройства.
Основные технические характеристики
Максимальное выходное значение устройства ограничено его мощностью. Измеряется она в вольт-амперах (В·А). в ваттах.
Измерить нагрузку приборов можно с помощью амперметра или рассчитав по показаниям счётчика, установленному в квартире.
При определении реальной вычислительной мощности компьютера не стоит опираться на номинал блока питания, поскольку обычно выбирают блок питания с резервным объёмом энергии.
В отсутствии амперметра выполняйте следующие шаги.
- Выключите все кабели в электрощитке, за исключением того, который питает компьютер.
- Отключить все приборы в этой цепи.
- Запустите на компьютере обычную для него программу (пример – видео с YouTube).
- Ждать пока показатель счётчика изменится на десятичную долю киловатта.
- Засечь время до следующего изменения.
Среднюю мощность потребления (P, ватт) за этот период (t, минут) можно высчитать по формуле:
P = 100 * (60 / t)
Важно обратить внимание на продолжительность автономной работы устройства. Длительность работы зависит от нагрузки, которая в данный момент воздействует на ИБП. При максимальной мощности аккумуляторы бытового устройства обеспечивают работу в течение 1-3 минут. При наполовину меньшей нагрузке время работы увеличивается до 10 минут.
Отсюда следует два вывода:
- При отсутствии электричества нужно минимизировать расход энергии с помощью бытовых приборов.
- Лучше купить ИБП с мощностью, превосходящей расчетную минимум на 30 процентов.
Диапазон входного напряжения указывает минимальное и максимальное напряжение сети, при котором питание не будет переключено на аккумуляторную батарею. Большинство ИБП работают в диапазоне 180-260 В.
Некоторые производители показывают высокие рекламные показатели, например, минимальное значение – 110 В. Важно удостовериться, что данные указаны для максимальной нагрузки, а не для наполовину меньшей.
Важный технический показатель – уровень шума. Источники бесперебойного питания по линейно-интерактивной или онлайн технологии выделяют много тепла, поэтому производители устанавливают на них вентиляторы. Если кулеры низкого качества, то со временем будут издавать гул, что нежелательно для жилого помещения.
Интерфейс и выполнение настройки
Внешний вид блоков может быть различным. Чаще всего они прямоугольные, с индикаторами или дисплеем с лицевой стороны и силовыми разъемами сзади. Количество блоков не имеет большого значения, так как к выходу можно подключить удлинитель с тройником, что не нарушает концепцию ИБП.
Модель может оснащаться ЖК-дисплеем для отображения информации о состоянии энергоснабжения подключенных устройств: доступность электропитания, число подключенных потребителей, уровень заряда аккумуляторов и так далее.
Для получения информации о параметрах электроснабжения, состоянии аккумуляторов ИБП и его работе, можно подключить его к компьютеру.
Существует три основных вида интерфейса:
- USB. Наиболее распространенное соединение компьютера и ИБП.
- RS-232 (COM-порт). Редко присутствует в бытовых моделях.
- Ethernet 10/100. Его применяют для удаленного управления бесперебойником.
Программа для работы с ИБП и управления им доступна не только для разных версий Windows. Например, компания Powercom разработала Android-приложение для удаленного мониторинга состояния питания и регулирования работы бесперебойника.
Бесперебойники устанавливают рядом с устройствами, которые им требуется защищать. Чаще всего располагают их на полу или полках. Некоторые модели имеют крепёжные элементы для монтажа на стену.
Качество выдаваемого тока
Непрерывные источники тока обязаны обеспечивать ток определенного качества. При работе от аккумуляторов за это отвечает инвертор, а при подключении к сети — фильтры и стабилизатор напряжения. Возникающие в электрической цепи помехи имеют разное происхождение и влияют на электронику по-разному. Поэтому стоит детально изучить этот вопрос.
Сетевые помехи и защита
Современные источники бесперебойного питания имеют защиту от неполадок, возникающих со стороны подключаемых устройств. При перегрузке или коротком замыкании устройство немедленно прекратит подачу электроэнергии.
Интерференции в сети можно разделить на частотные и импульсные. Частотные помехи менее опасны, особенно для блоков питания компьютеров или телевизоров, которые преобразуют переменный ток в постоянный. Импульсные помехи могут создать проблемы у любой электроники.
Из-за этого большая часть источников бесперебойного питания имеет защиту от импульсных помех и гармоник, применяя для этого варисторы и высокочастотные фильтры.
Проблема появления высоковольтных импульсов характерна не только для силовых кабелей, но и для сетей передачи данных – компьютерных или телефонных. Причиной могут стать воздействие атмосферного электричества, пробои рядом расположенной проводки, возникающие электрические наводки и другие факторы.
Многое из предлагаемого производства оснащено функцией защиты локальной сети. В этом оборудованию для ИБП имеется два… разъема RJ-45 Входной и выходной сигнал пропущен через фильтр, сглаживающий скачки напряжения. В телефонных линиях применяется аналогичная схема, но разъем имеет формат RJ-11.
Низкое и высокое напряжение
Напряжение регулируется автоматическим регулятором напряжения (AVR), состоящим главным образом из автотрансформатора. Его работа основана на изменении числа витков в одной из обмоток, что приводит к повышению или понижению напряжения.
В ИБП с AVR нет необходимости переключаться в автономный режим при небольших скачках напряжения, что продлевает срок службы аккумуляторов.
Согласно ГОСТ 29322-2014 допускается десятипроцентное отклонение напряжения от эталонного в течение не более часа. Современные источники бесперебойного питания с регуляторами напряжения успешно справляются с подобными колебаниями.
Чистота выходящего сигнала
Тип выходного сигнала определяется моделью инвертора в бесперебойнике. В идеальном случае кривая напряжения переменного тока — синусоида, но после преобразования инвертором приобретает ступенчатую форму.
Холодильники, кондиционеры, качественная аудиотехника с трансформаторными блоками питания, а также серверы и мощные вычислительные компьютеры с блоками питания APFC требуют чистого или хорошо аппроксимированного синусоидального сигнала.
Ни один инвертор, и, следовательно, ИБП, не генерирует чистую синусоиду, независимо от заявления производителей в рекламных материалах. Качество выходного сигнала по отношению к синусоиде определяют через коэффициент нелинейных искажений (THD).
Сигнал, поступающий от блока, может считаться синусоидальным при THD менее 5%. В отдельных моделях, таких как IMV NetPro 2000, значение THD достигает всего 2%.
Правила использования ИБП
Купив бесперебойник для резервного питания, важно знать, с какими устройствами его можно использовать. В некоторых случаях может понадобиться дополнительное оборудование для обеспечения электроэнергией дома.
Подключение бытовых приборов
Компьютеры, модемы, роутеры, видео- и аудиоаппаратура – распространенные домашние или офисные устройства, к которым подключают бесперебойники. При наличии в такой технике обычных импульсных блоков питания подойдут недорогие модели, не выдающие чистую синусоиду.
Для освещения можно выбрать изделия без высокой стоимости, обратив внимание на максимальную мощь и время автономной работы.
Частые отключения электричества ведут к проблеме непредвиденной разморозки холодильников и порче продуктов. Для защиты такого оборудования с асинхронными двигателями требуются ИБП более сложной конструкции, так как необходим «чистый» синусоидальный сигнал.
Также следует учитывать начальные токи, появляющиеся при запуске электродвигателя. Для установок холодильного типа его величину можно приблизительно вычислить путем умножения мощности на 5.
Холодильник мощностью 300 Вт (с пиковым потреблением 1500 Вт) и морозильная камера на 200 Вт (с пиковым потреблением 1000 Вт), установленные на кухне, требуют источника бесперебойного питания с чистой синусоидой и мощностью не менее 1700 Вт. Это значение рассчитывается на случай одновременной работы морозильной камеры и включения холодильника. Вместе оба прибора запускаются редко, а ИБП способен выдержать односекундный скачок нагрузки до 2,7 кВт.
Блок питания с мощностью до 2000 Вт проработает около получаса при общей нагрузке 500 Вт. За счёт режима охлаждения, длиною в 5 минут, бесперебойник обеспечит шесть включений обоих устройств.
Используют бесперебойники для работы активн о. газовых отопительных котловСтоимость дополнительного оборудования обязывает выбирать качественный источник бесперебойного питания.
Резервное и дополнительное электропитание
Выбрать бюджетный ИБП для многих бытовых приборов сложно из-за необходимости большой мощности при длительной работе без электроснабжения.
Без этих устройств можно обойтись во время отключения электричества, если перебои происходят редко и недолго. Если же принято решение о предоставлении мощным потребителям автономного питания, то предпочтительнее использовать бензиновый или дизельный генератор с системой автоматического ввода резерва для быстрого запуска при отсутствии напряжения.
Даже при резервном источнике питания рекомендуется применять ИБП, по крайней мере для компьютеров. Непрерывное функционирование системы без перерыва не гарантируется.
Стабилизация пониженного напряжения
Проблема низкого напряжения распространена на объекты, присоединенные к устаревшим или маломощным электрическим сетям. В случае постоянного проявления этой ситуации целесообразно применять входной… стабилизатор.
При снижении напряжения увеличивается ток, идущий по домашней электрической сети. Например, допустим, общее потребление подключенных к источнику бесперебойного питания устройств составляет 1,5 кВт, а подаваемое напряжение равно 190 В.
Тогда по закону Ома:
- I1 = 1500 / 190 = 7,9 A – сила тока в цепи до ИБП без стабилизатора;
- I2 = 1500 / 220 = 6,8 A – сила тока в цепи до ИБП со стабилизатором.
Внутренняя сеть жилого помещения без стабилизатора работает под большей нагрузкой, что может привести к недочётам в расчете сечения проводов.
При постоянном низком напряжении рекомендуется использовать стабилизатор для понижения нагрузки на автотрансформатор ИБП и увеличения срока его эксплуатации.
Непрерывное снабжение потребителей постоянным током.
Некоторые устройства нуждаются в непрерывном поступлении постоянного тока напряжением 12, 24 или 48 В. Для таких приборов выпускаются источники бесперебойного питания маркировки «DC». Существуют и блоки с подачей напряжения 60, 110 или 220 В, но их используют в промышленности или энергетике.
Блок бесперебойного питания постоянного тока отличается от обычных моделей отсутствием инвертора. Аккумуляторы подключают прямо к выходу через контактор с токоограничительным измерительным шунтом, чтобы избежать чрезмерного разряда батарей.
Для защиты подключенных устройств от скачков напряжения на выходе блока питания иногда устанавливают стабилизатор.
Резервные источники питания предназначены для защиты такого бытового оборудования, которое работает от постоянного тока.
- систем видеонаблюдения и охраны;
- Разнообразные датчики (утечек, дыма, огня, движения и другие).
- систем освещения;
- телекоммуникационных приборов;
- систем связи;
- компонентов системы управления «умный дом».
Многие источники бесперебойного питания постоянного тока оснащаются возможностью подключения внешних батарей.
Выводы и полезное видео по теме
Кратко об основных характеристиках бытовых ИБП:
Разнообразие моделей ИБП обусловлено условиями их использования: мощностью, типом подключаемых устройств, параметрами и типовыми проблемами конкретной электросети. Несмотря на то, что бесперебойник не всегда самый дорогой компонент системы, от стабильности его работы зависит работоспособность всей системы. Поэтому необходимо определить условия эксплуатации и скрупулёзно подойти к выбору модели.
Есть вопросы по статье? Хотите добавить информацию об ИБП? Пишите комментарии, задавайте вопросы, делитесь опытом в блоке ниже.