Автономен източник на захранване: препоръки за избор на автономен източник на захранване

Във връзка с чести прекъсвания на електрозахранването, нестабилно напрежение и честота в електропреносната мрежа, напоследък все по-често се повдигат въпроси: Как да си осигурите електроенергия по време на основно прекъсване на електрозахранването? Какъв вид автономно захранване да изберете? И как да го направя?

Първо трябва да решите условията на проблема.

Първото условие е консумация на мощност на товара. Този капацитет се състои от капацитета на отделните потребители на електроенергия. Броят на потребителите, от чиито капацитети се добавя общата мощност на натоварване, ще зависи само от вашето желание. Трябва обаче да се има предвид, че тези потребители, които не сте включили в този списък, трябва да бъдат изключени, докато автономният източник на захранване работи. Ако не го направите, това може да доведе до претоварване и дори отказ на оборудването.

Тоест трябва да разберете какво искате да получите? Осигурете си комфортно съществуване по време на спирането, независимо от това колко мрежата е изключена, или се разбирайте с няколко особено важни потребители, чието изключване може да доведе до сериозни материални разходи (например отоплителна система).

Ако решите да захранвате някои от потребителите от автономен източник (което е препоръчително по отношение на цената), тогава от целия този списък трябва да изберете, на първо място, най-критичните потребители до загубата на напрежение (аварийно осветление, отоплителна система), а след това ги обобщаваме по-малко критични натоварвания. Потребителите на електроенергия, които нямат компонент с индуктивна мощност, се наричат активни: лампи с нажежаема жичка, отоплителни устройства. Обаче простото събиране на мощностите ще бъде справедливо, докато стигнете до оборудване, което има пускови токове. Той има тенденция да консумира няколко пъти номиналния ток по време на стартиране. Тези токове трябва да се вземат предвид и да се даде подходящ резерв на мощност (приблизително 2,5-3,5 пъти). Такива потребители се наричат индуктивни: електрически бормашини, електрически триони, помпи, компресори, хладилници, лазерни принтери и др. Освен това е необходимо да се вземе предвид коефициентът на едновременност, който показва процента на едновременна работа на оборудването.

Първокласна мощност - това е максималната мощност, която може да развие дизеловият генератор с непрекъсната работа при променлив товар неограничено време. Средното натоварване за период от 24 часа е 70%, освен ако производителят не е посочил друго. Претоварването за 1 час за 12 часа работа не е определено от ISO, но е разрешено. Минималната стойност на натоварване на дизеловия генератор е 25% от мощността на PRP.

Тоест, ако приемете, че вашият генератор ще работи като основен източник на електричество, тогава трябва да се съсредоточите върху тази мощност. Ако не е посочена стойност на PRP, тогава този генератор може да работи само като резервен източник на енергия.

Аварийно захранване в режим на готовност - това максимум, което DGU може да разработи, когато работи по променлив товар по време на евентуално прекъсване на електрозахранването, което DGU запазва, с годишно време на работа не повече от 500 часа. Средна мощност за период от 24 часа 70%, освен ако производителят не е посочил друго. Не се допуска претоварване.

Минималната стойност на натоварване на DGS не е регулирана, но е 25% от мощността на PRP.

Тоест това е мощността, която генераторът може да развие за кратко като резервен източник на енергия. Мощността на ESP винаги е по-висока от мощността на PRP, тъй като това е мощността, която генериращият агрегат развива за кратко време (не повече от 500 часа годишно), но не се допускат претоварвания.

Следващият важен компонент на състоянието на този проблем е живот на батерията, т.е. времето, през което автономният ви източник на енергия ще работи, докато се възстанови и попадне в допустимите граници на мрежовото напрежение.

За да определите този параметър, трябва да анализирате колко често и колко дълго се случват прекъсвания на захранването и въз основа на това да определите живота на батерията, от който се нуждаете.

Позволете ми да обясня защо това е важно. В случай на краткотрайни прекъсвания на електрозахранването с къса честота, една от опциите за решаване на проблема с автономното захранване е инсталирането на непрекъсваемо захранване, което при автономна работа използва електричеството на акумулаторните батерии, чийто брой може да се увеличи в зависимост от необходимото време за автономна работа (до няколко десетки минути). При по-дълги и по-чести изключвания решение на същия проблем е инсталирането на генераторен комплект, за който също е необходимо да се осигури адекватно подаване на гориво, в зависимост от необходимия живот на батерията.

И още един момент трябва да се вземе предвид при определяне на условията за този проблем - това е наличието на оборудване, критично за различни видове пренапрежения, импулси, прекъсвания на електрозахранването и отклонения в честотата на основната електрическа мрежа. Това са електронни контролни блокове за оборудване (например котел на отоплителна система), компютри, контролери за охрана и пожароизвестяване, плазмени панели и др. Тоест оборудване, което изисква точно висококачествено захранване, в противен случай може да не работи правилно или просто да се повреди.

След като условията на проблема са известни, можете да започнете да го решавате. Има няколко опции за технически решения.

Според принципа на действие UPS може да бъде разделен на две групи: Извън линия и На линия. Извън линия (в режим на готовност) вида UPS, който може да прекъсне захранването на товара по време на прехвърлянето от мрежата към инвертора (време за прехвърляне или време за прехвърляне). На линия тип UPS, който осигурява непрекъсната и филтрирана мощност на товара. По дефиниция онлайн UPS устройствата имат нулево време за трансфер; товар никога не вижда прекъсване на захранването.

Като правило за използване като резервен източник на захранване за селски къщи се използват еднофазни UPS с капацитет от 4 до 10 kVA от клас On Line.

В сравнение с резервните генераторни комплекти, UPS имат редица различни предимства

значително по-висок коефициент на надеждност;
дълъг MTBF;
високо качество на изходната електрическа енергия;
няма нужда от периодична поддръжка и подмяна на консумативи;
безшумност на работата;
лекота на свързване и монтаж.

Въпреки това, за да осигури относително дълго време за автономност (от няколко десетки минути до няколко часа), UPS трябва да бъде оборудван с достатъчен брой акумулаторни батерии (наричани по-нататък батериите) с определен капацитет, който най-много често се ограничават от техническите възможности на UPS, а именно възможностите на зарядното устройство за батерии. Освен това животът на батерията ще зависи от още няколко параметъра: степента на използване на UPS, ефективността на даден инвертор, околната температура, състоянието и степента на износване на батерията.

Разбира се, възможно е да се създаде мощна система за непрекъсваемо захранване с дълго време на автономност. Но това повдига въпроса за икономическата осъществимост на такова решение и това е важен фактор в процеса на избор на автономен източник на енергия.

В момента на руския пазар има много различни видове генераторни комплекти, широка гама от мощности от много производители, чиито различни версии ще накарат дори един изтънчен купувач да мисли.

По-долу даваме класификация според основните характеристики на дизайна на генериращите агрегати. И ще дадем кратки обяснения, така да се каже, на ниво домакинство за всяка от точките за класификация.

По вид изпълнение

преносими - битови, полупрофесионални и професионални бензинови или дизелови генераторни агрегати с капацитет до 12 kVA, могат да се използват като резервни източници на енергия; за храна на потребители със среден и висок интензитет; за изпълнението на отделни дейности. Имат система за въздушно охлаждане, могат да бъдат с горен или долен клапан на газоразпределителната система, надеждни са, удобни и непретенциозни в експлоатация.
стационарни - професионални дизелови електроцентрали с мощност от 10 до 2500 kVA, използвани като основни и резервни захранвания. Те имат система за течно охлаждане, като правило, с надземен клапан на газоразпределителната система, отлични индикатори за ресурси, ниски експлоатационни разходи. Изисква професионален монтаж.

Чрез метод на охлаждане

въздушно охлаждане - генериращи комплекти, които се охлаждат от околния въздух.
водно охлаждане - генераторни комплекти, които се охлаждат с течност (обикновено гликолови смеси с вода).

По използвано гориво

бензин - генератори, които използват бензин като гориво.
дизел - генераторни комплекти, които използват дизел като гориво.

По обороти на двигателя

3000 об/мин - двигателите, работещи на тази честота, са по-евтини и по-малки, но много по-шумни, с по-голям разход на гориво и масло и имат по-кратък ресурс;
1500 оборота в минута - тези двигатели са по-тихи, с по-нисък разход на гориво и по-дълъг живот. Може да се използва като основно захранване.

По тип алтернатор

със синхронен генератор, имат по-високо качество на електроенергията, са в състояние да издържат на краткотрайни претоварвания;
с асинхронен генератор той е структурно по-опростен и по-евтин. Те обаче имат доста ниско качество на изходната мощност, не са в състояние да претоварват.

По броя на фазите

еднофазни (220 V 50 Hz), само еднофазни консуматори могат да се захранват от такъв генератор;
трифазни (380 V, 220 V 50 Hz) от такъв генератор, могат да се доставят както трифазни, така и еднофазни консуматори. Трябва обаче да се има предвид, че мощността на една фаза на трифазна станция е 3 пъти по-малка от общата мощност на инсталацията. Необходимо е също така да се осигури равномерност на натоварването на фазите, за да се избегне т. Нар. "Дисбаланс" на фазите, което има лош ефект върху състоянието на генераторния комплект.

По местоположението на клапаните на газоразпределителната система

с долни клапани;
въздушен клапан.

Чрез метод на стартиране

ръчно - използва се само за малки преносими станции, стартирането става с кабел чрез развъртане на коляновия вал на двигателя до честотата, необходима за стартиране;
електрически стартер - използва се за всички инсталации, стартирането се извършва с помощта на електрически стартер чрез завъртане на ключа за запалване;
автоматичен - използва се за инсталации, които имат функция за автоматично стартиране. Изисква допълнително оборудване. Присъствието на човек не е необходимо при стартиране и приемане на товара.

Сега ще разгледаме основните видове генериращи множества в комплекса.

Генераторни комплекти с 2 или 4-тактов бензинов двигател

Двутактовите двигатели, като правило, се инсталират само на най-малките и най-компактните генераторни комплекти (MTBF не повече от 500 часа);
В по-сериозни станции се монтират 4-тактови бензинови двигатели, но не повече от 15 kVA (няма по-мощни бензинови двигатели). MTBF от 1000 до 4000 часа. Основни производители - американската компания Briggs&Stratton; и японската Honda.

Генераторни комплекти с 4-тактов дизелов двигател.

Дизеловите генератори с въздушно охлаждане заемат междинно положение между бензиновите и дизеловите двигатели с течно охлаждане. Дизеловите генератори с въздушно охлаждане до 6 kVA не се различават много от техните бензинови колеги, въпреки че имат по-дълъг ресурс и са по-надеждни. MTBF над 4000 часа. Основният производител е японската компания Yanmar.

По-мощните дизелови двигатели с въздушно охлаждане до 20 kVA са капризни по отношение на качеството на горивото, доста шумни и обемисти. Така че, в този случай е по-добре да потърсите алтернатива сред дизеловите двигатели с течно охлаждане. Основният производител е германската компания Hatz.

Дизеловите двигатели с течно охлаждане са най-надеждни и издръжливи. MTBF до 20 000 часа. Те са промишлени инсталации.

Най-приемлив по отношение на оборудването с различни опции. Основни производители от 6 до 20 kVA:

Mitsubishi, 20 до 275 - John Deere, 200 до 500 kVA
Volvo и Perkins, над 500 kVA - MTU.

Сега нека обобщим това решение. При чести и продължителни прекъсвания на тока или при липса на външна мрежа изборът е очевиден. Ако обаче се върнем към третото условие на проблема относно потребителите, критични за прекъсванията и качеството на електрозахранването, виждаме, че това решение е неприемливо, тъй като от момента, в който напрежението е загубено до момента, в който е възстановено от генераторната система, прекъсване в електрозахранването и генераторът не предпазва от различни видове изкривяване на входната мрежа.