Как сделать резервную электрическую систему на даче и не бояться отключения света

Коэффициент мощности: что важно о нем знать?

В мощности электрооборудования могут преобладать как емкостные, так и индуктивные компоненты. Индуктивный компонент мощности электрооборудования присутствует в приборах с электрическим двигателем, а это все холодильное оборудование, устройства кондиционирования и вентиляции воздуха, иные конструкции, в которых при пуске возникает пиковая нагрузка, а при работе – переменные значения потребляемой мощности в зависимости от режима этой работы. Иными словами, если оборудование потребляет постоянную мощность электрического тока (компьютеры, телевизоры и пр.), то коэффициент в расчетах стандартно принимается равным единице. А если чаще используется оборудование с электрическими двигателями, которое при пуске потребляет мощность, превышающую номинальную, то коэффициенты применяются иные – взять значение можно по конкретному типу оборудования

БЕСПЕРЕБОЙНЫЕ И РЕЗЕРВНЫЕ ИСТОЧНИКИ

Источники бесперебойного и резервного энергоснабжения необходимы при краткосрочных и длительных отключениях электроэнергии. При отсутствии таких устройств частный дом может остаться без света, отопления и всей электротехники на неопределенный срок.

Бесперебойные.

Эти устройства обеспечивают работоспособность подключенных электроприборов и техники при кратковременных перебоях в поставках электроэнергии. Также они выполняют функцию защиты от скачков напряжения и помех.

Бесперебойники делятся на три категории:

Оff-line.

Имеют самую простую конструкцию, высокий КПД и низкую стоимость. При отключении электроэнергии или выходе параметров напряжения за допустимые пределы источник автоматически включает встроенный аккумулятор.

Line-interactive.

Имеют аналогичную конструкцию плюс встроенный стабилизатор. Аккумулятор включается только тогда, когда стабилизатор неспособен справиться со стабилизацией входного напряжения. Его основные недостатки, как и у предыдущего устройства – это наличие промежутка времени, требуемого на переключение режимов работы, и невозможность корректировать частоту сети.

Оnline.

У таких источников самое высокое качество и стоимость. Они работают по принципу двойного преобразования: входное напряжение сначала преобразуется в постоянное, а затем с помощью инвертора обратно в переменное. Здесь не требуется время на переключение на питание от внешнего аккумулятора, он подключен в цепь и при стабильном энергоснабжении находится в буферном режиме.

Бесперебойные источники могут обеспечить кратковременную работу электротехники на протяжении от нескольких минут до суток и используются:

  • для безопасного отключения устройств при перебоях в сети;
  • в охранно пожарной сигнализации, видеонаблюдении, контроле доступа;
  • для оборудования системы умный дом.

Резервные источники питания.

Эти устройства необходимы для питания электроприборов при длительных отключениях электроэнергии или когда объект находится далеко от линии электропередач.

Автономные электростанции бывают следующих видов:

Бензиновые генераторы.

Эффективны, но потребляют много топлива. Работают бесшумно, хорошо запускаются в зимний период.

Дизельные генераторы.

Работают практически в любых условиях, но также требуют значительных финансовых вложений. Целесообразно их использование при суммарной потребляемой мощности свыше 6 кВт.

Используют природный источник энергии – солнечный свет. Их применение выгодно в условиях климата с большим количеством солнечных дней. Станции не имеют подвижных частей и отличаются высокой надежностью.

Ветряные генераторы.

Они должны размещаться на возвышенности и в местности с регулярным движением воздуха, желательно в одном направлении. Конструкция имеет большой вес, осложняет ситуацию наличие подвижных частей.

Использование солнечных и ветряных генераторов целесообразно при их постоянной эксплуатации как альтернативных систем электроснабжения, так как они требуют значительных затрат на приобретение и установку и окупаются не сразу.

  *  *  *

2014-2021 г.г. Все права защищены.Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Проект резервного электроснабжения

В проект резервного электроснабжения входит вся документация, где учитывается суммарная мощность всех автономных источников. В систему резервного автономного энергоснабжения загородного дома могут входить и ультрасовременные мини-электростанции, и традиционные источники электричества. Чем больше предполагается источников питания сети, тем больше эффективность. Однако, в такой проект должны быть внесены все показатели мощности генераторов и емкости аккумуляторов.

Проектная мощность автономного резервного электроснабжения, включая инвертор, рассчитывается так – суммарная мощность работающих устройств плюсуется и умножается на 3. Это вызвано тем, что при запуске техника тянет максимальное количество энергии. Данный показатель учитывается для того, чтобы автономная сеть справлялась с максимально возможной нагрузкой по проектной мощности. В расчеты входят потребности электропитания питаемых схемой приборов:

  • активные нагревательные (плита и электрочайник, лампочки накаливания);
  • индуктивные (холодильник, стиральная машина, телевизор, микроволновка и пр.)

Их потребляемую мощность суммируют (по таблице или согласно прилагаемой инструкции) и добавляют 20-25% от максимальной величины, на тот случай, если все электроприборы будут работать одновременно. То есть, небольшая дача с минимальным освещением, телевизором и холодильником будет работать по схеме резервного электроснабжения загородного дома при мощности в 2 кВт. Если пользоваться электроинструментом и другими приборами, то прибавляем еще 5-6 кВт.

Сегодня наиболее распространенные автономные резервные источники электроснабжения:

  • станция бесперебойного питания;
  • дизельный генератор;
  • ветряной генератор;
  • бензиновый генератор;
  • инвертор.

1. Бензиновый электрогенератор считается одним из наиболее эффективных, хотя экономичным его не назовешь. Но для его достаточно при потребляемой мощности порядка 6 кВт. Такие источники энергии уместны там, где нет другой альтернативы, а бензин можно транспортировать без проблем. Например, если загородный дом стоит где-то у трассы или недалеко от бензоколонки.

Предлагаем ознакомиться Мыть пекинскую капусту или только оборвать верхний слой

Основные преимущества:

  • почти бесшумная работа;
  • хорошо запускается в зимний период;
  • может использоваться как резервный источник.

2. В большом домовладении потребление энергии довольно больше, особенно если много осветительных приборов и нет другого отопления, кроме электрокаминов. При потребляемой мощности более 6 кВт специалисты рекомендуют приобрести дизельный генератор. Однако тут тоже не обойдется без значительных финансовых вложений. Зато он работает практические в любых условиях.

3. Ветряной генератор, или в просторечии «ветряк», довольно эффективен, но он может быть установлен в местности, где всегда дуют довольно сильные ветра или тянут по гонному ущелью сезонные сквозняки.

4. Среди резервных источников электроснабжения нового поколения также нередко используются импульсные конденсаторы (ИКЭ). Прекрасная альтернатива другим системам автономного электропитания, практически инновационное оборудование, которое можно приобрести в готовом виде. Эти портативные модели предлагают улучшенные характеристики бесперебойного питания, которые могут работать автономно или в системе резервного электроснабжения. Они предполагают такой комплект:

  • преобразователь напряжения;
  • реле переключения от сети к аккумулятору;
  • зарядное устройство.

При подключении к схеме инвертора и автономных аккумуляторных батарей тоже получается мини-электростанция с достаточной мощностью.

Описание решения

2.1. Общие сведения

  • Система гарантированного электроснабжения должна обеспечивать:
  • гарантированное электропитание подключенных потребителей;
  • автоматический запуск (суммарно не менее 3 попыток) дизель-генератора через 9 секунд при отклонении параметров основной внешней сети электропитания за пределы требования ГОСТ 13109-87 или полном ее исчезновении;
  • автоматическое переключение нагрузки с основной внешней сети электропитания на дизель-генератор и обратно;
  • выдача сигнала тревоги на пост диспетчера в случае аварийного события с оборудованием ДГУ
  • Система бесперебойного электроснабжения должна обеспечивать:
  • бесперебойное электропитание (без разрыва синусоиды питающего напряжения) потребителей, подключенных через ИБП; Полностью регулируемое выходное напряжение.
  • выходное напряжение чистой синусоидальной формы;
  • высокий КПД;
  • совместимость с дизель-генераторами с коэффициентом запаса мощности не более 1,3;
  • максимальную защиту против всплесков, скачков, перепадов и отключений напряжения;
  • возможность параллельного включения нескольких ИБП;
  • возможность автономной поддержки нагрузки в течение 20мин.;
  • возможность бесперебойного переключения нагрузки на питание от внешней электросети через встроенный и внешний байпас;
  • гальваническую развязку входных и выходных цепей;
  • дистанционный мониторинг и управление параметрами ИБП.

2.2. Структура решения

В зависимости от требований к электропитанию потребителей, используются разные варианты построения схем электропитания. Рассмотрим несколько вариантов.

2.2.1. Использование на объекте схемы гарантированного электропитания

Если на объекте в качестве резервного источника электропитания используется только дизель-генераторная установка, то такая схема называется схемой гарантированного электропитания, а потребители, получающие электропитание от ДГУ в случае исчезновения напряжения основной питающей сети — потребители гарантированного электропитания.

Такую схему целесообразно использовать в случаях частого исчезновения напряжения основной питающей сети и отсутствии на объекте потребителей I категории особой группы, которым необходимо для нормального функционирования электропитание без разрыва синусоиды питающего напряжения.

2.2.2. Использование на объекте схемы бесперебойного питания

Если на объекте в качестве резервного источника электропитания используется только источник бесперебойного электропитания, то такая схема называется схемой бесперебойного электропитания, а потребители, получающие электропитание от ИБП в случае исчезновения напряжения основной питающей сети — потребители бесперебойного электропитания.

Такую схему целесообразно использовать в случаях нечастого и кратковременного исчезновения напряжения основной питающей сети и при наличии на объекте потребителей I категории особой группы.

2.2.3. Использование на объекте схемы бесперебойного и гарантированного питания совмещённо

Инверторное отопление частного дома

Инверторные системы отопления постепенно набирают популярность

Основная система жизнеобеспечения в любом доме – это, несомненно, система отопления. Без нее трудно представить себе нормальную жизнь современного человека, тем более в условиях российского климата. Выбор системы отопления – важен как с точки зрения эффективности, так и с позиций экономии. Ведь чаще всего эта система эксплуатируется более 6 месяцев в году, а кое-где и круглогодично. Установка инверторного котла отопления – хорошая альтернатива другим источникам тепла. Электричество доступно в нашей стране практически везде (в отличие, например, от газа). И использование электронагревательных приборов зачастую очень актуально, несмотря на высокую стоимость электроэнергии. Поэтому последние разработки ученых направлены именно на модернизацию электрооборудования, с целью повышения его КПД и уменьшения стоимости произведенного тепла. Инверторное отопление имеет ряд характерных особенностей по сравнению с другими видами электрического отопления. Рассмотрим их подробнее.

Устройство инверторного котла отопления

Схема устройства инверторного котла отопления

Котел производит нагрев теплоносителя путем преобразования энергии электромагнитного поля в тепло. Каждый котел имеет два контура: магнитный и теплообменный. Первый представляет собой катушку проводника на диэлектрике – намотанную на трубу медную проволоку. В магнитном контуре происходит генерирование электромагнитного поля. Это поле воздействует на стальной сердечник, который находится внутри теплообменного контура и нагревает непосредственно теплоноситель. Электрические инверторные котлы отопления довольно перспективный вид электрооборудования, которое используют как в промышленных масштабах, так и в быту.

Плюсы и минусы электрического инверторного отопления

Инверторами называют оборудование, преобразующее постоянный ток в переменный. Инверторные котлы функционируют по принципу электромагнитной индукции. В этом их основное отличие от ТЭНовых котлов. А отсюда вытекают и основные характеристики, и особенности. Как и любое оборудование, инверторное имеет свои функциональные особенности.

Установка инверторного отопления своими руками

Инверторный котел отопления

Итак, вы решили установить в доме современное электрооборудование. В целях экономии часть работ вполне можно провести самостоятельно. После покупки инверторного котла, необходимого количества труб и радиаторов, можно приступать к монтажу системы отопления. Поскольку никто не застрахован от перебоев электроэнергии, то нужно позаботиться о возможности работы вашей системы в таком форс-мажорном режиме. Для этой цели служат инверторные батареи отопления, цена на которые достаточно высока, однако в долгосрочной перспективе их использование оказывается экономически оправданным.

Отключение оборудования в случае прекращения подачи электроэнергии может пройти для хозяев незамеченным при наличии инверторных батарей отопления. В течение 10 млсек автоматика переведет оборудование на резервное энергоснабжение и отопление жилья продолжится. В случае же возобновления подачи электроэнергии в сеть, та же автоматика произведет обратную процедуру, и котел будет переведен в штатный режим работы. Особенно актуально это при необходимости поддерживать в доме постоянную температуру и отсутствии возможности следить за этим лично.

Электрические инверторные батареи отопления могут приобретаться дополнительно к базовой комплектации. Их использование увеличит время функционирования системы в автономном режиме.

Использование автономных источников питания

В процессе эксплуатации, периодически может потребоваться перевод системы отопления на альтернативный источник питания. Перевод системы на работу от аккумулятора намного удобнее, чем использование генератора. Какого бы топлива не требовал генератор, необходимо будет организовать его доставку, хранение и заправку в генератор. В то время как перевод на питание от батарей (и обратно) произойдет без персонального участия человека. Кроме того, что этот способ более экологичен, он и более оправдан экономически, несмотря на значительные первоначальные вложения.

Какие функции у ИБП дома?

Основной функцией ИБП для дома является обеспечение резервного питания подключенной к ИБП нагрузки. Осуществляется это за счёт электроэнергии, запасённой в аккумуляторе. Когда сетевое электричество есть, то происходит подзаряд аккумуляторной батареи (АКБ). Когда сеть пропадает, то нагрузка тут же переключается на АКБ. Часто ИБП имеет встроенный стабилизатор напряжения

В летнее время, когда резервное электропитание не так важно, можно выключить функцию резервного питания, тогда ИБП будет работать как обычный стабилизатор

Сетевое зарядное устройство ИБП позволяет подключить к бесперебойнику любую АКБ. Пропадание сетевого электричества происходит довольно часто из-за перегрузки, аварии, падения деревьев на линии электропередачи, сильного ветра, а зимой из-за обрыва проводов, на которые налип снег. В зимнее время пропадание электропитания котла отопления может привести к разморозке всего дома. Чем дальше от электроподстанции находится дом, тем выше вероятность аварии на ЛЭП.

ИСТОЧНИКИ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Большая категория устройств нуждается в непрерывной подаче электроэнергии вне зависимости от внешних условий. Это могут быть как вычислительная техника (серверы, устройства хранения данных), так и целые производства с непрерывным циклом. Перебои питания в таких случаях недопустимы.

Для обеспечения постоянной подачи питающего напряжения разработаны устройства бесперебойного питания. В широком смысле источником бесперебойного питания (ИБП) может служить резервная линия электропередач или автономная электростанция.

Сейчас этим термином принято именовать устройства вторичного электропитания, которые предназначены для обеспечения работоспособности подключенной аппаратуры при кратковременных перебоях электроэнергии питающей сети.

Как правило, источники бесперебойного питания также выполняют функцию защиты от помех и скачков напряжения. По принципу действия их можно разделить на несколько категорий:

  • off-line;
  • line-interactive;
  • online.

Наиболее простую конструкцию имеют off-line блоки электропитания. В нормальных условиях питание устройств осуществляется напрямую от первичного источника.

В случае пропадания напряжения или его выхода за допустимые пределы источник автоматически переключается на питание от встроенного аккумулятора, напряжение которого преобразуется при помощи инвертора.

Подобные устройства имеют в своем составе пассивные фильтры, препятствующие прохождению помех и схему слежения за параметрами входного напряжения. Несомненное достоинство off-line ИБП – простота конструкции, низкая стоимость и высокий КПД.

Следующий тип «бесперебойников» — line-interactive, работает по тому же принципу, но имеет встроенный ступенчатый стабилизатор на основе автотрансформатора.

Такой блок дополнительно стабилизирует входное напряжение и в большинстве случаев позволяет не переключаться на питание от аккумулятора, который необходим только в случаях неспособности автотрансформатора справиться со стабилизацией (значительное превышение или понижение входного напряжения, его полное пропадание).

Основные недостатки перечисленных устройств:

  • требуется определенное время на переключение в режим работы от аккумулятора;
  • невозможность коррекции частоты сети;
  • несинусоидальное напряжение на выходе при работе от аккумулятора.

Первый недостаток может вызвать сбои в работе подключенных устройств при переключениях. Второй более существенен и не позволяет подключать устройства, требующие для питания синусоидального напряжения, а это асинхронные электродвигатели и бытовая техника, имеющая их в составе, например, отопительные котлы.

Только электроприемники, работа которых основана импульсных блоках питания, то есть не чувствительные к форме входного напряжения, могут нормально функционировать от подобных ИБП. К таким потребителям относятся устройства вычислительной техники, где off-line ИБП получили наибольшее распространение.

Наиболее высокое качество обеспечивают online устройства. Работают они по принципу двойного преобразования. Входное напряжение сети сначала преобразуется в постоянное, а затем, при помощи инвертора, обратно в переменное.

Самое главное, что время переключения на питание от внешнего аккумулятора здесь отсутствует полностью, поскольку он постоянно подключен в цепь и при нормальных условиях работы находится в буферном режиме.

Поскольку выходное напряжение получается в результате преобразования постоянного, то имеется возможность коррекции его частоты и уровня в необходимых пределах.

Только самые дешевые устройства имеют на выходе напряжение с низким качеством. В основном большинство ИБП двойного преобразования выдают потребителям чистое синусоидальное напряжение, что делает такие приборы пригодными для питания большинства устройств.

Существенный недостаток online преобразователя – его высокая стоимость.

Все перечисленные устройства предназначены для кратковременной работы от внутреннего аккумулятора. Так происходит потому, что аккумуляторы имеют низкое значение ЭДС и при преобразовании к уровню входного напряжения от аккумулятора требуется отдать довольно значительный ток.

Аккумуляторы больших емкостей имеют значительные габариты и массу, а также требуют большое количество времени на подзарядку.

Таким образом, ИБП служат в основном для того, чтобы корректно и безопасно отключить устройства при пропадании напряжения сети.

Условия эксплуатации промышленных ИБП

Предприятия разных отраслей промышленности имеют свою специфику, а значит и к источникам бесперебойного питания предъявляются разные требования. По сути, каждый такой проект уникален и нуждается в оптимизации оборудования под свои условия. Приведем лишь несколько примеров производственной специфики:

  • ИБП, задействованные на нефтеперерабатывающих заводах для обеспечения безопасной работы ректификационных колонн, используются для аварийного электропитания не только систем контроля, но и исполнительных механизмов. Соответственно, они должны обладать высокой мощностью.
  • На станциях по производству геотермальной энергии выделяется побочный продукт: газообразный диоксид серы. При контактах с атмосферной влагой он образует пары серной кислоты. Она способна быстро разрушить материалы, которые используются для изготовления источников бесперебойного питания.
  • На морских нефтедобывающих платформах другая опасность – повышенная влажность, соль и возможность горизонтальных или вертикальных перемещений основания, на котором установлены ИБП.
  • На металлургических комбинатах присутствуют сильные электромагнитные поля, которые могут вызывать помехи и приводить к срабатыванию автоматических выключателей источников.

Приведенный список можно пополнить десятками других примеров. При этом, независимо от специфики промышленного предприятия, от источников бесперебойного питания требуется надежная работа на протяжении 15–25 лет. Мы можем выделить два основных фактора, влияющих на функционирование ИБП:

  1. Размещение. Источники категорически не рекомендуется размещать рядом с потребителями энергии. Они должны быть защищены от влияния высокой температуры, загрязненного воздуха или механических воздействий. Для ИБП оптимальной является температура 20–25 °С, но они продолжают исправно работать при температуре до 45 °С. Дальнейшее ее повышение сокращает срок службы батарей, потому что все химические процессы в них ускоряются.
    Запыленный воздух тоже вреден. Мелкодисперсная пыль играет роль абразива и приводит к изнашиванию рабочих поверхностей вентиляторов и выходу из строя их подшипников. Можно попробовать использовать ИБП без вентиляторов, но значительно надежней изначально оградить их от подобных воздействий. Для этого оборудование необходимо размещать в отдельном помещении с поддерживаемым температурным режимом и чистым воздухом.
  2. Рекуперация электроэнергии. Сама идея возвращения части электроэнергии в сеть и ее повторное использование, безусловно, полезна. Она позволяет снизить энергозатраты. Системы рекуперации активно применяются, например, на железнодорожном транспорте, но для источников бесперебойного питания они вредны. При использовании обратной энергии возрастает напряжение на шине постоянного тока. В результате срабатывает защита и ИБП переходит в режим байпаса. Полностью исключить последствия рекуперации нельзя. Их можно только минимизировать, используя трансформаторные источники бесперебойного питания.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector