Система бесперебойного питания для дома

Качественное и бесперебойное электроснабжение дома – это чрезвычайно важный вопрос, который нельзя оставить без внимания. Внезапное отключение электричества может повлечь за собой серьезные неприятности: утерю важной информации с рабочего компьютера, поломку микроволновой печи, холодильника, домашнего кинотеатра и пр. Подготовиться к возникновению подобных проблем можно с помощью покупки источника бесперебойного питания – электроприбора, отвечающего за кратковременное снабжение приборов достаточным количеством электроэнергии.

Источник бесперебойного питания

Источник бесперебойного питания (ИБП, УПС) – аппарат со встроенной аккумуляторной батареей, используемый для временного питания электроэнергией домашних приборов, отключенных от бытовой электросети. Предохраняет домашнюю технику от поломок, вызванных резким падением или отсутствием выходного напряжения в общей сети.

Системы бытового электрического снабжения, установленные в жилых многоквартирных домах, регулярно испытывают нагрузки, возникающие из-за колебаний параметров проходящего по ним тока. В соответствии с инженерными стандартами, каждая домашняя бытовая нагрузка (стиральная машина, микроволновая печь или холодильник), может выдерживать до 7% колебаний по напряжения. Более чувствительные и хрупкие электроприборы без проблем справляются с колебаниями в районе 3%.

К числу аварий, вызывающих проблемы и колебания в работе общей бытовой электросети, относятся:

• полное отключение подачи электроэнергии;
• высоковольтные помехи;
• просадки и увеличения показателя напряжения;
• высокочастотные помехи;
• колебания значений частоты тока;

Все эти ситуации становятся причиной, из-за которой домашние бытовые электроприборы попросту перестанут работать. Подготовиться к аварии в области электросети можно при помощи источника автономной подачи электроэнергии. Устанавливая средство защиты, вы снижаете риск появления неисправностей у домашнего электрооборудования, и обеспечиваете бытовые приборы небольшим количеством электроэнергии в случае общего отключения.

Конструкция и принцип работы ИБП

Источник бесперебойного питания – сложное электротехническое устройство, состоящее из нескольких конструктивных узлов. К числу блоков, обеспечивающих работоспособность прибора, относятся:

• входной фильтр – устройство, подавляющее помехи от сети и инвертора;
• выпрямитель тока – преобразовывает переменное напряжение;
• аккумулятор – в момент сбоя или аварии в электросети, подпитывает инвертор, вырабатывающий резервное напряжение;
• зарядная станция – узел, отвечающий за наполнение аккумуляторов;
• средство коммутации – переключает схему подпитки нагрузок (от сети к ИБП);
• инвертор – генератор, вырабатывающий электричество при наступлении аварийной ситуации;
• контролирующие узлы – электронные и механические вольтметры и амперметры;
• корпус – защищает детали блока от механического повреждения.

Все модели средств бесперебойной подачи электроэнергии различаются брендом производителя и внешним видом. Разнится также и начинка устройства. В статье указан перечень главных, основных элементов: производители могут расширять список узлов, увеличивая конечный функционал источников.

Несмотря на то, что конструкция блока предусматривает наличие нескольких сложных устройств, схема работы прибора выглядит достаточно понятно:

• на входные каналы ИБП поступает переменное напряжение, впоследствии становящееся постоянным вследствие работы выпрямителя
• постоянное напряжение подается на инвертор и аккумуляторную часть;
• инвертор выдает стабильное переменное напряжение 220В, питая домашние нагрузки;
• при отключении подачи электроэнергии, инвертор получает питание от заряженного аккумулятора.

Заряда в аккумуляторе хватает на минут – этого времени хватит, чтобы владелец дома или квартиры успел самостоятельно отключить от сети все бытовые электроприборы.

Виды источников бесперебойного питания

Сейчас существует несколько основных разновидностей источников постоянного питания. Все присутствующие на рынке устройства отличаются друг от друга эксплуатационными характеристиками, схемой работы и внешним видом. Универсального прибора быть не может.

Важно: для обустройства надежной домашней электросети нужно смотреть на недорогие источники резервного и линейно-интерактивного типов. Подобные механизмы оправдывают свою цену на 100%.

ИБП резервного типа (offline UPS)

Классические средства автономной энергии, подходящие для подключения нетребовательной нагрузки. В конструкции приборов резервного типа не предусматривается наличие блока, отвечающего за стабилизацию выходного напряжения. Такие блоки устанавливаются в домах с небольшим количеством нагрузок.

Источники резервного типа отличаются простотой работы и хорошими показателями механической и электрической надежности. В дополнение к этим характеристикам идет низкая стоимость прибора.

Среди «болезней» устройства – большое время переключения схемы подпитки от бытовой сети на автономную работу. В связи с этой особенностью, приборы устанавливаются для подпитки нагрузок, не требовательных к провалам по напряжению.

Линейно-интерактивные ИБП (line-interactive UPS)

Линейно-интерактивные агрегаты независимого питания – устройства «следующего поколения», по сравнению с резервными источниками. Используются для обустройства сети, в рамках которой присутствуют нагрузки, более требовательные к качеству напряжения и скорости перехода в автономный режим. В конструкции аппарата предусмотрены контролирующие элементы и узлы, отвечающие за стабилизацию напряжения.

Автотрансформатор, включенный в число комплектующих деталей линейно-интерактивного электроприбора, корректирует напряжение от сети без перехода на работу в автономном режиме. Таким образом, устройство допускает нормальное функционирование всех присутствующих в доме электрических устройств, даже в случае общей аварии в области электросети.

Механизмы подобного типа отличным образом подходят для работы с чувствительными к типу подпитки электроприборами – принтерами, компьютерами, телевизорами и пр. Также линейно-интерактивные агрегаты могут быть использованы для подачи напряжения в сеть со сложной техникой и электродвигателями.

Онлайн ИБП (online UPS)

Источники независимого питания, обладающие способностью постоянного проведения двойного преобразования переменного напряжения. Главным преимуществом агрегатов подобного типа является отсутствие времени перехода в автономный режим работы. При отключении электроэнергии, нагрузки начинают получать электричество без задержек и провалов по напряжению.

Механизмы, использующие технологии онлайн, отличаются более высокой стоимостью, по сравнению с электроприборами резервного и линейно-интерактивного типов. Такие устройства могут использоваться для работы в сетях с низким качеством электроэнергии и частыми авариями.

Онлайн ИБП обладают хорошими характеристиками и внушительной стоимостью. Источники, работающие по этой технологии, используются для построения крупномасштабных электросетей с десятками требовательных к качеству подпитки нагрузок.

Как выбрать источник бесперебойного питания (ИБП или UPS)

Каждый источник постоянного питания предлагает собственный список рабочих характеристик. Осуществляя покупку средства для автономной подачи электроэнергии, нужно обращать внимание на такие критерии:

• тип;
• мощность;
• диапазон рабочих напряжений;
• время автономной работы;
• скорость переключения в автономный режим;
• форма сигнала, получаемого на выходе.

Далее мы подробно рассмотрим каждую характеристику, указав преимущества и недостатки некоторых устройств.

Тип источника бесперебойного питания

Покупая ИБП, следует в первую очередь выбрать тип прибора. От этого критерия будет зависеть стоимость устройства.

1. Если перебои в подаче электрического тока случаются достаточно редко, лучше выбирать источник постоянной подпитки резервного типа. Это достаточно недорогие приборы, неплохо справляющиеся с возложенными задачами. Основной недостаток резервного ИБП – целых 10-15мс до срабатывания.
2. Если перебои случаются часто – обратите внимание на источник линейно-интерактивного типа. Такие УПС срабатывают намного быстрее (2-3мс против 10-15мс), а также обладают узлом, отвечающим за стабилизацию выходного напряжения.
3. Механизмы онлайн типа используются для возведения электросети, к которой подключается профессиональное оборудование. Это лучший вариант, отличающийся чрезвычайно высокой стоимостью. За эффективность придется платить: установка онлайн UPS обойдется дороже, по сравнению с источниками других типов.

Обратите внимание: источники независимого питания обязательно должны заземляться. Производители снимают с себя ответственность за возникновением неисправностей, если их приборы эксплуатируются без предусмотренного заземления.

Мощность ИБП

Мощность – основной показатель, характеризующий каждый существующий источник автономного питания. В электротехнической сфере существует три типа устройств, делящихся на группы в зависимости от мощности:

1. Малая мощность – до 1000Вт. Такие УПС подключаются к персональным компьютерам или ноутбукам. Работают по линейно-интерактивной и резервной схеме.
2. Средняя мощность – до 5000Вт. Источники средней мощности подключаются к локальным сеткам или малогабаритным серверам.
3. Большая мощность – от 5000Вт. УПС большой мощности относятся к числу оборудования, работающего по технологии онлайн. Применяются для построения крупномасштабных сетей или больших серверов.

Выбрать мощность средства автономной подпитки достаточно просто. Нужно сложить мощности всех нагрузок, которые будут подключены к автономной системе.

Обратите внимание: мощность источника должна быть на 20-30 процентов больше суммарной мощности подключаемых нагрузок. Такой резерв обеспечит надежную и эффективную эксплуатацию подключаемого оборудования.

Время автономной работы

Все приборы УПС оборудованы аккумуляторными батареями. Узлы обеспечивают работу устройства и подключенных нагрузок в автономном режиме, без подпитки со стороны домашней электросети. ИБП может генерировать напряжение от 1,5 до 15 минут – в зависимости от марки и модели конкретного оборудования.

Классические источники, предназначающиеся для подключения домашних компьютеров, предлагают от 7-10 минут автономной работы. Этого времени хватит на спокойное сохранение всех текущих данных и собственноручное отключение нагрузки от общей электрической сети.

Скорость переключения в автономный режим

Скорость переключения в автономный режим работы (от бытовой электросети на напряжение, генерируемое источником) – чрезвычайно важный показатель. Дело в том, что домашние электроприборы могут выдерживать перебои, продолжительность которых не превышает 100мс. Практически все представленные на сегодняшнем рынке агрегаты начинают работать в течение 5-15мс, однако, нужно выбирать источник, с максимально низким временем до включения.

Дополнительные функции

На полках сегодняшних электротехнических магазинов можно встретить множество источников бесперебойного питания, каждый из которых предлагает свой пакет преимуществ. Помимо основных характеристик, агрегаты могут обладать дополнительными функциями, облегчающими их эксплуатацию.

1. «Холодный старт» – подключение электроприборов через аккумуляторную батарею, без подпитки от домашней электросети.
2. Замена батареи во время работы, без отключения ИБП.
3. Автоматическое отключение – функция, отвечающая за корректную деактивацию электроприборов при появлении проблем с подачей электроэнергии.
4. Подключение дополнительных аккумуляторов – увеличение времени автономной работы.
5. Средства мониторинга и удаленного управления.

Каждая дополнительная функция помогает в создании эффективной схемы подключения домашних бытовых нагрузок. Однако для классической домашней электросети не нужно выбирать слишком «навороченный» источник. ИБП с дополнительными функциями используются для подключения масштабных серверов или крупных корпоративных сетей.

Покупая средство автономной подачи электроэнергии, обратите внимание на мощность, тип и дополнительные функции источника. От этих критериев будет зависеть цена электроприбора. В качестве средства подключения персонального компьютера в обычной бытовой сети лучше выбрать резервный или линейно-интерактивный прибор. Для построения корпоративной сетки или сервера нужно смотреть на устройства, работающие по технологии онлайн.