Идеальная схема обеспечения любого дома или офиса включает систему аварийного электроснабжения. Обесточенный дом и офис мало пригоден для нормальной жизни или работы. А устранить такой риск можно только одним способом – создать связку между генератором и источником бесперебойного питания.

Сочетание длительности работы генератора и непрерывности электроснабжения ИБП – простая и надежная схема резервирования. Она поможет навсегда забыть о риске оказаться в доме или офисе без освещения, а также поможет обеспечить энергией компьютер и позаботиться о том, чтобы холодильник не размораживался от аварийного отключения.

Но для этого придется потрудиться и согласовать работу генератора и ИБП. Те, кто не пытался наладить работу такой схемы могут подумать, что все просто – включил генератор и подсоединил к ИБП. Но на самом деле есть множество особенностей согласования работы этих устройств о которых следует знать всем, кто организовывает собственный автономный энергетический остров.

Работа схемы “ИБП – генератор”

Схема “источник бесперебойного питания – генератор” состоит из активного генерирующего энергию устройства и преобразующего, резервирующего. Как только внешняя сеть дает сбой, система воспринимает это как сигнал к переходу на резерв.

На первом этапе ИБП выполняет роль временного источника питания, а генератор, пока электроснабжение подхватывает аккумуляторное питание, включается или сигнализирует о необходимости ручного запуска. Как только генератор выйдет на номинальную мощность и подаст ток в сеть, ИБП снова переходит в режим ожидания. Если генератор потребуется дозаправить или переподключить в сеть с несколькими устройствами, функцию поддержки питания снова берет на себя ИБП.

Даже простое описание схемы взаимодействия говорит, что требуется обязательная и согласованность генератора с ИБП.

Особенности использования ИБП и генераторов: реактивная и активная нагрузка

Инверторные ИБП, которые в сети офиса или дома создают практически только активную энергетическую нагрузку, не требуют, как двигатели или трансформаторы, потенциала реактивной мощности. А это существенно упрощает конструкцию согласования, снижает энергозатраты.

Есть и исключения из этого правила – работа на байпас-соединении, то есть на резервном прямом подключении. Также другие правила работают в схемах с минимальной нагрузкой.

Если учесть все особенности работы генераторных систем, а также источников бесперебойного питания можно создать очень надёжную схему со стабильными параметрами и прогнозируемой устойчивостью.

Как совместить ИБП и генераторы

Принципиальной разницы между различными вариантами генератора – дизельными, бензиновыми, от независимых ветряных или солнечных источников электропитания – нет. Самая важная характеристика, которую следует учитывать – это параметры электрического тока. Начнем с согласования мощности.

Следует совместить номинальную мощность генераторной установки. Как правило, она должна составлять 150% от мощности ИБП. Если мы говорим о генераторе, который дает мощность 5-10 кВт и источнике бесперебойного питания на 1 кВт, тогда беспокоиться не о чем. Совершенно другая ситуация если ИБП рассчитана на долгосрочную работу в условиях полного отключения электрической энергии. Такие источники бесперебойного питания обычно применяются в удалённых от инфраструктуры частных домах, коммерческих офисах, где требуется постоянный и непрерывный контроль работы серверов, компьютерных станций, центров хранения данных. Эти станции могут давать мощность от 1,5-2 кВт, а мощность генератора может отличаться менее, чем на порядок от мощности ИБП. Чтобы не получить отключение системы, важно гармонизировать мощности.

Объединённые в единую сеть устройства не должны конкурировать по производительности напряжения, то есть источник бесперебойного питания должен быть минимум на один порядок меньше по мощности, чем полная выходная мощность генератора. Это позволит предотвратить нарушение правильной работы электрической цепи и риска подпитки цепи генератора от аккумуляторной ёмкости и ИБП при росте потребления. Такого риска удастся избежать, если ИБП изначально оснащен инверторным блоком преобразования, исключающим перетекание тока в генерирующую цепь.

Выпрямление тока: зачем эта опция?

Ещё один важный момент, который относится к работе генератора – наличие или отсутствие качественного выпрямителя тока. В большинстве конструкций генераторов среднего и премиального уровня, выпрямители встроены в систему электрообеспечения генераторной установки. Если такие выпрямительные устройства не предусмотрены, источник бесперебойного питания должен брать на себя функцию:

выпрямителя;
генератора качественных характеристик напряжения – выравнивания синусоидных изменений, пиковых всплесков;
контроля стартовых/отключающих нагрузок.

Если ИБП работает по схеме реагирования на изменение в сети переключением на резервный источник, нестабильные параметры напряжения/частоты, могут привести к постоянной активации аккумуляторного питания. Единственным выходом в этой ситуации может быть установка между генератором и источником бесперебойного питания инверторного устройства. Это не всегда идеальное решение, поскольку инвертор также следует подбирать по качественным характеристикам, но в большинстве случаев такая цепь может справиться почти со всеми проблемами электроснабжения между генератором и ИБП. Если этого не сделать, ресурс аккумулятора будет очень сильно просаживаться, а система будет отличаться нестабильностью.

Регуляция плавного пуска

Рассмотрим ещё одну важную деталь, которая необходима для качественного энергетического обеспечения в схеме “генератор-источник бесперебойного питания”. Речь идёт о так называемом плавном пуске генератора. Когда ротор генератора начинает свою работу, он передаёт в сеть ненормированные показатели напряжения и частоты. Для генератора – это допустимые погрешности. Большинство бытовых приборов такие искажения в сети не заметят. Однако для источника бесперебойного питания, такие пиковые перегрузки могут вызвать значительные затруднения в работе, вплоть до полного отключения.

Rampa HoldOff Чтобы этого избежать, прежде всего необходимо отследить скорость запуска генератора и выхода его на номинальную мощность. Этот параметр существенно отличается от одной модели генераторной установки к другой и в основном зависит от конструкции двигателя. Также он может зависеть от качества исполнения системы передачи электрического тока потребителям.

Старт работы генератора ещё не означает выход установки автономного электропитания на номинальные показатели. Таким образом, ИБП должно работать в диапазоне запаса времени, до набора генератором стандартных параметров сети. Такие тонкие настройки следует выполнять особенно тщательно для мощных систем, где есть возможность качественно отрегулировать автоматику как генерирующей системы, так и ИБП.

Следует учитывать, что мощность самого генератора может изменяться в зависимости от настроек оператора. Поэтому прежде чем включить генератор в сеть, следует произвести такую же перенастройку на источнике бесперебойного питания. Если синхронизацию параметров работы не выполнить, есть риск “заваливания” системы в перегрузку и аварийного отключения г. Аналогично следует настроить систему для перехода от генератора к питанию от ИБП. Следует исключить высокие токовые нагрузки при отключении, чтобы избежать пробоя в схеме защиты и гарантировать плавный переход на другой резервный источник питания.

Синхронизация частоты

Мы уже немного упоминали о том, что синхронизация частоты является важнейшим параметром для работы схемы “генератор-ИБП”. Большинство разработчиков генераторов не считает проблемой плавающие показатели частоты тока. Это объясняется тем, что маломощные и простые генераторы применяются в основном для электропитания неприхотливых электротехнических устройств. К примеру, для обычной электрической лампочки, подобные колебания частоты не окажут особого влияния на интенсивность освещения и другие характеристики.

Совсем другое дело если речь идёт о работе электронных устройств, важнейший параметр стабильного электроснабжения которых – гарантированная частота тока.

Если говорить об идеальной схеме, тогда на пути к источнику бесперебойного питания следует установить частотный регулятор. Отметим, что частотник используется как элемент управления, например, в системах регуляции скорости работы роторов электродвигателей. Если система электрообеспечения предусматривает подключение от генератора на внутреннюю панель электротехнических регулирующих и распределяющих устройств, тогда установка частотника будет логичным шагом. Особенно, если речь идёт об обеспечении электроэнергией ответственных объектов, где требуется жёсткое соблюдение параметров электрического тока – медицина, банки, производственные линии.