Инверторы МАП Энергия являются отличным примером продукции отечественного производства, которая успешно конкурирует с лучшими аналогами не только по цене, но и по функциональности. Однако мы решили проверить заявленные изготовителем выходные параметры качества электроэнергии инвертора.

Выходной сигнал

На нашем тестовом стенде инвертор МАП Доминатор 15/48 с прошивкой 28.4. Нагрузка – резистивная. Замеры проводились при помощи сетевого анализатора Fluke 434:

Итак, выходная синусоида в батарейном режиме:

Выходная синусоида МАП

Степень нелинейных искажений визуально по форме синусоиды определить сложно, поэтому смотрим ряд гармонических искажений:

THDV

На этом этапе можно сделать заключение, что выходной сигнал действительно является чистой синусоидой с заявленным КНИ 3-4%.

Время переключения

Как известно, переключение на батарейный режим происходит при переходе синусоиды через 0 для минимизации помех. Поэтому время обрыва потока привязывается к длине полупериода в 10мс. Итак, представляем график переключения на генерацию при отключении близким к 0 положению:

Переключение на АКБ

График переключения при отдалении амплитуды напряжения отличной от 0:

Переключение на АКБ

Помеха после старта генерации, указанная второй стрелкой, вызвана пусковым током, возникающим когда фаза сигнала не соответствует “правильной” намагничености трансформатора. МАП вычисляет правильную форму и уменьшает паразитный пусковой ток в несколько раз, но все равно не до 0.

Таким образом, время переключения на питание от аккумуляторов при обрыве сети соответствует заявленному.

Мощность

У МАПов следует различать 3 значения мощности:

• номинальная мощность способна поддерживаться инвертором в режиме генерации в течение всего времени, пока не “сели” аккумуляторы
• максимальная, именно она отображена в названии модели. Максимальная мощность доступна в батарейном режиме в течение 20минут. В режиме трансляции сети мощность практически не ограничивается
• пиковая мощность равна двум значениям номинальных и поддерживается в течение 5сек.

Например, инвертор МАП ПРО 9/48 имеет номинальную мощность 6кВт, максимальную 9кВт, а пиковую – 12кВт. На видео ниже представлен тест предельной нагрузки и работы защиты от перегрузки это инвертора:

Ток разряда АКБ превышал 220А. По итогу инвертор успешно выдержал нагрузочное тестирование.

Оставляйте ваши вопросы в комментариях!

Решить эти проблемы позволяет установка комплекса оборудования, который состоит из стабилизаторов напряжения на каждую фазу и источника бесперебойного питания. Отметим, что стабилизаторы следует подбирать исходя из типа проблемы с напряжением (статья в блоге на эту тему), а ИБП и батарейный банк следует рассчитывать исходя из необходимой мощности резервируемой нагрузки и времени автономной работы. Как правило, все схемы подключения можно свети к 3-м вариантам:

• бесперебойное питание части нагрузки в доме
• одной фазы
• всех трех фаз.

Примеры проектов

I. Стабилизаторы Энерготех + инвертор МАП Энергия

Наш заказчик приобрел загородный дом и в процессе проживания столкнулся с проблемой пониженного напряжения, а по словам соседей зимой не редки отключения электричества из-за перегрузки трансформатора. В результате диагностического выезда нашего инженера и проведения необходимых замеров, была определена оптимальная схема реализации проекта. Исходные данные: ввод – трехфазный, автомат на 32А.

Система стабильного и бесперебойного питания

Состав решения

1) Тиристорные стабилизаторы напряжения на каждую фазу  – Энерготех Infinity 9000. При демократичной цене в сравнении с конкурентами отличаются:

• повышенной точностью (4,5%) благодаря 16 ступеням коррекции и широкому рабочему диапазону от 116В. до 285В.
• наличием одновременной индикации текущей нагрузки и входного/выходного напряжения
• наличием памяти на различные события
• встроенный байпас
• гарантией 5 лет

2) Инвертор МАП Pro “Энергия” 9.0/48 максимальной мощностью до 9кВт. При наличии напряжения в сети бесперебойник транслирует его на потребителей, а при его пропадании моментально переключается на режим работы от батарей. После восстановления питания автоматически заряжает аккумуляторы. В этом проекте бесперебойно питаются все три фазы в доме при помощи автоматики коммутации фаз, исключение составляет лишь электрическая печь.

3) Автономную работу более 16 часов на средней нагрузке в 1кВт нам обеспечат десятилетние аккумуляторные батареи по 200Ач Восток СК 12200.

Вся система компактно размещена на усиленном стеллаже шириной 128см, глубиной 50см и высотой 200см.

В процессе монтажа системы мы дополнительно навели порядок в главном распределительном щите коттеджа, исправив ряд критичных ошибок.

II. Стабилизаторы Volter Эталон + инвертор МАП Энергия

Качество напряжения в поселке нашего заказчика оставляло желать лучшего: сильные просадки по фазам + периодические “моргания” из-за сварочных экспериментов соседей. С такими проблемами справятся только ИБП on-line типа или инверторные стабилизаторы напряжения. В результате сопоставления ряда факторов и пожеланий клиента выбор пал на схему со стабилизаторами и инвертором. Ввод – трехфазный, автомат на 40А.

Инвертор для дома со стабилизаторами

Состав решения

1) Инверторные стабилизаторы Volter СНПТО Etalon-14 максимальной мощностью до 14кВт дадут нам идеальное выходное напряжение и отфильтруют все помехи через двойное преобразование.

2) Инвертор МАП Pro “Энергия” 12.0/48 мощностью до 12кВт. Одна фаза питается напрямую через бесперебойник, а другие две фазы подключаются на резервную линию при отключении электричества через автоматику.

Экран инвертора отображает напряжение и частоту входящей сети, сборки аккумуляторов, режим работы и текущую нагрузку в кВт.

3) Аккумуляторы аналогично первому примеру из нашей статьи, обеспечат автономией более, чем на 16 часов.

Особенностями этого проекта стали:

• Компактное размещение всего комплекса оборудования, включая стабилизаторы и щит управления на одном усиленном стеллаже.
• Реализованная схема, которая позволяет при помощи простых переключений оставить на резерве одну, две или все три фазы на выбор.

III. Стабилизаторы CH-LCD “Энepгия” + инвертор МАП Энергия

В загородном коттедже заканчивалась чистовая отделка и наш заказчик посчитал необходимым превентивно решить потенциальные проблемы с напряжением. Проект реализовали  на базе оборудования отечественного производителя МикроАрт. Ввод – трехфазный, автомат на 25А.

Инвертор и стабилизаторы одной марки

Состав решения

1) Электронные трансформаторные стабилизаторы напряжения “Энергия” СН LCD SQ – 6000 W точностью 5% по одному на каждую фазу.

2) МАП Pro “Энергия” 6.0/48 мощностью до 6кВт. Инвертор бесперебойно питает одну фазу, на которую собрана самая ответственная нагрузка: газовый котел отопления с циркуляционными насосами, домашний сервер, система охраны, резервный свет, холодильники, СВЧ-печь, несколько розеток по дому.

3) 4 АКБ по 200Ач, которые установлены за стеллажом обеспечат автономную работу в течение 8-10 часов.

4) Щит ГРЩ с возможностью подключать на ввод инвертора разные фазы, байпасами стабилизаторов и промежуточным реле для вывода сигналов о пропадании напряжения на вводе.

Помимо решений проблем с напряжением, комплекс красиво смотрится в подлестничном пространстве:

IV. Решение по стабильному и бесперебойному питанию с переборкой главного распределительного щита

Готовые варианты наборов оборудования вы можете посмотреть на нашей специализированной странице ИБП для загородных домов.

Ждем ваших вопросов в комментариях!

Сразу следует сказать о том, что существуют разные виды как генераторов, так и ИБП в совершенно разных ценовых категориях. При сравнении будем иметь это ввиду.

Ценовое сравнение решений

Виды генераторов для дома

1. Самые дешевые китайские генераторы (бензиновые, двигатель китайский, безщеточные, без AVR автоматической регулировки напряжения). При мощности в 5кВт его цена составит ~ 25-35т.р. Они, как правило, ориентированы на работу с неприхотливой и грубой нагрузкой (например, электроинструмент). Броски напряжения и низкое качество сигнала на выходе делает их непригодным для бесперебойного питания дома, т.к. высока вероятность выхода бытовой электроники из строя.
2. Бюджетные фирменные китайские генераторы (бензин/дизель/газ, двигатель китайский, щеточные, с AVR. Fubag, Kipor, Hyundai, Elemax, TSS и прочие) мощностью в 5кВт будут стоить от ~45 до ~75т.р. Это вариант – самое дешевое решение для бесперебойного питания дома. Дополнительно для автоматизации: щит АВР (~30т.р.), выхлоп с глушителем (~20т.р.), контейнер с вентиляцией, если нет места в доме (~50т.р.). Итого: ~100-170т.р. В среднем около 135т.р.
3. Фирменные генераторы с японским двигателем (бензин/дизель, Honda, SDMO, Europower и т.п.). Цена от 110т.р. Это электростанции с большим моторесурсом, с высоким качеством напряжения, проблем с запуском практически нет. С автоматизацией от 160т.р. и выше. Среднее решение около 200т.р.
4. Стационарные газовые генераторы (Generac, Briggs & Stratton). Обычное решение в районе 250-300т.р. до 10кВт. Дополнительно: АВР, подогрев, площадка под генератор (~100т.р.) + проект на подключение генератора + ежегодный сервис. Среднее решение около 350т.р.
5. Стационарные мощные дизельные электростанции. Бюджет около 250-500т.р. за 20кВт. АВР + кожух + площадка + выхлоп (~200т.р.). Итого в среднем около 400т.р.

Процесс пуско-наладки однофазного дизельного генератора 12кВт для коттеджа

ИБП для дома – инверторы (без стабилизации напряжения)

Инвертор при наличии напряжения на входе пропускает его через себя на нагрузку. При отключении света – переключение на питание от аккумуляторов происходит за 2 – 20мс.

1. Бюджетные китайские инверторы на отдельные автоматы. Чистый синус, мощность 2.4кВт (Stark, BiNeos и прочие). Устанавливаются на самую важную нагрузку в доме: котел, холодильник, свет, ТВ. При автономии ~6-8 часов (2 батареи по 200Ач) стоимость решения ~65т.р.
2. Инвертор для всей фазы - отечественный МАП Pro “Энергия” на 6кВт для питания всей фазы. Комплект с 4-мя аккумуляторами и автономией на 10-12 часов со стеллажом – ~160т.р.
3. Инвертор для питания всех 3-х фаз дома. Инвертор МАП Pro “Энергия” 9.0/48 + щит автоматики АКФ + 4 АКБ по 200Ач + стеллаж – ~190т.р. С увеличенной автономий до суток – около 270т.р.

ИБП для дома – On-line (со стабилизацией напряжения)

1. ИБП On-line типа на 1кВа (0,8кВт) только для бесперебойного питания газового котла с одной, двумя или тремя внешними АКБ. Автономия для котла от 5 часов. Бюджет – от 25т.р.
2. ИБП на 3кВа (2,4кВт) – дополнительно к системе отопления можно запитать холодильник, освещение, ТВ, видеонаблюдение и т.п. Подключается 6 или 8 внешних АКБ. Автономия от 6 часов. Бюджет ~90т.р.
3. ИБП на 6/10кВа (5,4/9кВт) на всю фазу. В этом случае на фазу можно собрать все потребители, работа которых обеспечивает комфорт в доме. 16 внешних батарей. Автономная работа от 6 часов. Бюджет от 120т.р. Средний бюджет подобного решения при автономии около 12 часов – около 170т.р.
4. ИБП 3в1 на 20кВа (18кВт) – бесперебойное питание всего дома. ИБП объединяет мощность по трем фазам в одну. 16 внешних батарей. Бюджет около 250т.р.
5. ИБП 3в3 от 20кВа. Со встроенными АКБ для автономии до 1.5 часов и внешними аккумуляторами для автономии до суток и более. 32-40 внешних аккумуляторов. Бюджет от 300т.р. Среднее решение около 500т.р.

Подробнее: различия между ИБП и инверторами.

Теперь давайте сравнивать по пунктам.

I. Включение резервного питания

Генераторы

При пропадании питания на вводе, автоматика даёт команду на старт двигателя генератора. Если старт произошел успешно, идет прогрев, а затем напряжение с электростанции подается в дом. Всё это занимает от 10 до 120 секунд в зависимости от типа генератора и настроек АВР. За это время домашний сервер уйдет в перезагрузку, система видео наблюдения работать не будет, у современного газового котла может нарушится программа или возникнуть ошибка, лифт в доме застрянет. Кстати, часто для решения этих проблем используют ИБП с минимальным временем автономной работы. Какие бывают сложности с запуском?

1. У генератора разрядился пусковой аккумулятор – стартер не крутит.
2. Генератор давно не заводился и поэтому возникли проблемы с подачей топлива: заливает свечи, карбюратор “закис” или завоздушился.
3. Недостаточный уровень масла в двигателе.
4. Забыли заправить бак после прошлого срабатывания.
5. Возникла проблема с приводом заслонок
6. Электростанция заработала, но возникли проблемы с охлаждением, и по перегреву она аварийно отключилась.
7. Выработан моторесурс и т.п.

ИБП

Инвертор переходит на работу от АКБ за один полупериод синусоиды, т.е. максимальное время – 20мс. Иными словами, оборудование “не почувствует” момента переключения: персональный компьютер не перезагрузится, газовый котел продолжит работу без остановок. ИБП типа On-line переключается на работу от аккумуляторов за 0 сек. – даже лампочки не моргнут. Вероятность перехода на питание от АКБ стремится к 100%, так как в отличие от сложной системы пуска генератора, в инверторе за переключение отвечает быстродействующее силовое или твердотельное реле, которое рассчитано с большим запасом прочности.

Вывод №1. При отключениях бесперебойники имеют преимущество: время переключения минимально, практически исключена вероятность несрабатывания.

II. Время автономной работы

• Бензиновые генераторы рассчитаны на непрерывную работу в течение ~8 часов, далее дозаправка, час отдыха и снова 8 часов работы.
• Дизельные мобильные генераторы работают на одной заправке около 20 часов.
• Газовые генераторы могут работать непрерывно до 50 часов и более. В зимнее время каждые 50 часов работы требуют замены масла в двигателе.
• Дизельные стационарные электростанции могут работать непрерывно с остановками для сервисных работ (регламенты сильно разнятся в зависимости от марки двигателя).

Время работы бесперебойников определяется количеством и емкостью аккумуляторов (калькулятор расчета АКБ). При необходимости, время автономной работы от батарей можно довести до нескольких суток. Однако, как показывает практика, в случае отсутствия катастрофически серьезных аварий в электросети, время отключения электричества редко превышает 12 часов. Именно на такое время мы, чаще всего, по запросу наших клиентов, проектируем систему бесперебойного питания для загородных домов.

Важно отметить, что расход топлива не сильно меняется в зависимости от нагрузки на генератор, а остаток запасенной энергии в аккумуляторах зависит от потребляемой мощности прямо пропорционально. Плюс генератора в том, что вы можете включить, например, электроплиту (в рамках допуска по мощности) без сильной разницы в трате топлива. Достоинство бесперебойников в том, что в ваше отсутствие в доме потребление электричества сведено к минимуму и аккумуляторов для поддержания работы газового котла и холодильника хватит уже не на 12 часов, а на сутки и более.

Вывод №2. Генераторы при должном уходе и наблюдении обеспечивают подачу напряжения до момента исчерпания топлива. Время работы бесперебойников ограничено батарейным банком, который чаще всего подбирают из расчета 12/24 часовой автономии. Мощные стационарные дизельные и газовые электростанции выигрывают в случаях очень длительных отключений электричества.

III. Качество электропитания

Как правило, качество питания с генераторов находится на минимально допустимом уровне. Иногда можно заметить моргание ламп освещения, рябь на экране телевизора. Бюджетные модели генераторов при “взятии” нагрузки или резкой смене отдаваемой мощности (включился/выключился электрочайник) выдают в электросеть дома высоковольтные импульсные помехи и перенапряжения, которые могут повредить чувствительную электронику (ТВ, автоматика котлов, серверные и т.п.). В связи с этим, мы рекомендуем по выходу линии электростанции всегда устанавливать специальные сетевые фильтры.

Инверторы выдают на выходе чистый сигнал синусоидальной формы, который мало чем отличается от качества сигнала с трансформатора. Более того, они в моменте контролируют значение напряжения на входе, при отклонении которого за рамки допуска (значения устанавливаются), автоматически переключатся на работу от батарей, спасая вашу бытовую технику и электронику.

ИБП типа on-line не только выдает максимально качественный сигнал на выходе, но и обеспечивает полную защиту оборудования от всех возможных факторов некачественной сети, к которым можно отнести: броски перенапряжений, импульсы, провалы, “моргания”, искажения гармоник, помех и т.п. Двойное преобразование обеспечивает супер точную стабилизацию напряжения (+-1%). Самое ответственное оборудование в больницах, банках, ЦОДах и т.п. защищается именно этим типом источников.

Вывод №3. Бесперебойники обладают не только существенно лучшим качеством напряжения, чем генераторы, но и защищают оборудование от множества возможных проблем, которые “прилетают” из внешней электросети, on-line тип ИБП выступает и в роли стабилизатора напряжения.

IV. Обслуживание и стоимость владения

Генераторы каждые 25-50 часов наработки или раз в 3 месяца требуют замены масла, реже требуется замена фильтра и свечей зажигания. Необходимо иметь запасы топлива и следить за его уровнем. Раз в год меняется пусковой аккумулятор. Хорошие газовые генераторы и стационарные дизельные электростанции всегда устанавливаются с заключением сервисного договора (20-40т.р.). Срок жизни бюджетных генераторов – 3-4 года, дорогих – до 10лет. Для генераторов, установленных на улице, зимой требуется подогрев картера и аккумулятора. Цена топлива за один час работы – от 35 (газ/дизель) до 120 рублей (бензин).

Инверторы практически не требуют обслуживания (только в случае сильно пыльных помещений), ИБП on-line типа из-за сквозной схемы охлаждения желательно раз в 1-2 года очищать от пыли (снять корпус и пропылесосить), КПД преобразования около 90%.  Аккумуляторы меняются раз в 8-12 лет в зависимости от условий эксплуатации. Один час работы ~5рублей (стоимость заряда).

Вывод №4. Генераторы требуют регулярного сервисного обслуживания и внимания, бесперебойники не требуют затрат, принцип – “поставил и забыл”.

V. Комфорт

Генераторы сильно шумят (особенно дизеля). Очень неприятно, если отключение света произошло ночью и автоматика запустила станцию. Во время работы чувствуется запах выхлопных газов на участке.

Инверторы работают полностью бесшумно. ИБП on-line типа шумят вентиляторами охлаждения – желательно их ставить в отдельное помещение. Аккумуляторы полностью герметичны, газов во время заряда и разряда не выделяется.

Вывод №5. Работа бесперебойников комфортнее и экологичнее.

VI. Установка

Генераторы бюджетного сегмента с автозапуском  устанавливаются как правило в гараже, либо на цокольном этаже. Обязательно требуется система вентиляции, отвод выхлопных газов и виброизолирующий слой резины. Силовые линии прокладываются через весь дом к щиту автоматики и далее к главному щиту (ГРЩ). Газовые генераторы обязательно устанавливаются на улице на специально подготовленную забетонированную площадку и по согласованному с газовой кампанией проекту (если у вас не газгольдер).

Большие стационарные дизельный электростанции ставятся в кожухе под навесом или в открытом исполнении в помещении.  Требуется прокладка силовых линий под землей.

Установка ИБП не требует больших затрат и много места. Важна температура – от 5 до 25С и нормальная влажность.

Вывод №6. Найти место для монтажа ИБП проще и стоимость работ ниже.

Инвертор для питания дома

Итог

Мы произвели сравнение двух принципиальных решений (ИБП/генератор) для обеспечения частного дома электричеством в случае перебоев с напряжением. Электростанции имеют преимущество только в двух случаях:

1. При необходимости максимально дешевого решения для снабжения всего дома электричеством: генератор с ручным пуском на 5-6кВт, который будет работать на улице для всего коттеджа обойдется в 50-60т.р. Генератор с автоматикой сравним по цене с бесперебойником.
2. При частых и длительных отключениях электричества (более суток) преимущество имеют газовые и дизельные электростанции.

Во всех остальных случаях оптимальнее использовать ИБП:

1. Выше надежность ввода резерва
2. Больше время автономной работы по отношению к бюджетным автоматическим генераторам
3. Существенно выше качество питания бытовой техники
4. Наличие стабилизации напряжения у ИБП on-line и защита от перенапряжений у инверторов.
5. Заметно ниже стоимость владения и отсутствие проблем с обслуживанием
6. Проще установка и мониторинг за состоянием системы

В заключении заметим, что достаточно часто поступают запросы на установку бесперебойников на длительную автономную работу от клиентов, которые уже имеют установленный генератор.

 

Задавайте ваши вопросы в комментариях!

Вариант I. Ручное подключение фаз

В этом случае устанавливается однофазный источник бесперебойного питания, который в постоянном режиме контролирует одну фазу, на которую собраны все резервируемые потребители. Как правило к ним относятся:

• система отопления
• водноснабжение
• холодильники и т.п.

Если при отключении питания есть необходимость запитать остальные фазы, то можно воспользоваться реверсным трехпозиционным рубильником. Он подключит две остальные фазы на резервную линию с ИБП. При восстановлении питания необходимо будет обратно переключить рубильник на питание фаз от сети.

• Плюсы такой схемы в надежности и возможности лучше контролировать нагрузку на бесперебойник во время отключений электричества.
• Минус – необходимость ручных переключений

В качестве примера можно привести вот эту, установленную нами систему бесперебойного питания:

Инвертор, который питает одну фазу

В щите мы видим два перекидных рубильника ABB OT63F3C , один из которых выполняет роль байпаса, а при помощи другого есть возможность вручную повесить всю нагрузку на питание от инвертора. В качестве дополнительных опций, мы установили три устройства защиты УЗМ51-М (реле контроля напряжения), трехфазный вольтметр и групповые УЗО.

Вариант II. Автоматическое подключение части нагрузки с других фаз к резервной фазе

Часто наши клиенты желают подключить на автоматический резерв внушительное число относительно мощных потребителей, собрав их на одну фазу. Однако при использовании однофазного ИБП мы рискуем перегрузить фазу, что в условиях даже стандартной выделенной мощности в 25А по фазе может привести к выбиванию вводного автомата. В этом случае нам помогает контактор, который позволяет подключать нагрузку на фазу инвертора только в моменты пропадания электричества.

• Плюсы – мы исключаем сценарий перегрузки/перекоса по фазам и запитываем всё желаемое оборудование.
• Минус – некоторая нагрузка остается без резервного питания.

Вот пример подобной реализации:

Автоматическое подключение фазы на резерв

На средней дин рейке мы видим контактор ABB, который выполняет роль автоматического переключателя на резерв.

Инвертор МАП Энергия ПРО 9.0/48 и стабилизаторы Volter Эталон, компакто смонтированные на едином стеллаже, которые избавляют жителей коттеджа от дискомфорта, связанным с низким качеством напряжения:

Стабильное и бесперебойное питание дома

Вариант III. Автоматическая коммутация фаз

В случае, если необходимо запитать все 3 фазы, но при использовании однофазного источника бесперебойного питания, решением может стать АКФ – автоматический коммутатор фаз. Коммутатор работает по следующей принципу: при наличии напряжения от сети все 3 фазы транслируются на нагрузку, а при отключении питания автоматически срабатывает реверсная схема, которая объединяет все три фазы в одну и “вешает” их на ИБП. Разумеется, в этом случае ИБП подбирается с запасом мощности, который позволяет выдержать нагрузку всего дома.

В щит коммутатора фаз можно добавлять различные устройства защиты и мониторинга сети:

• УЗИП (молниезащиту)
• Реле контроля напряжения
• Байпас
• Вольтметры/амперметры
• УЗО и автоматы для нагрузки
• Сигнальные лампы
• GSM сигнализацию об отключении питания
• и т.п.

• Плюсы – исключен перекос по фазам, питание всего дома.
• Минус – есть небольшое время переключения на резерв, в связи с этим на критичное оборудование (котел отопления, домашний сервер) выводится прямая линия с инвертора.

Пример коммутатора фаз с дополнительными опциями (УЗИП класса I+II, байпас, индикация). Сейчас горит красная лампа – весь дом “сидит” на аккумуляторах:

АКФ

В этом АКФ используется реверсная схема на базе контакторов TDM с механической блокировкой. В качестве альтернативы можно установить ABB или АВР с механическим приводом. С инвертора выведена прямая линия на питание котла.

Инвертор с 4-мя аккумуляторами Leoch DJM12200, с прицелом на расширение батарейного банка.

Инвертор с АКБ

Вариант IV. Трехфазные ИБП

ИБП с трехфазным входом и трехфазным выходом могут быть реализованы двумя схемами:

• Три однофазных инвертора, синхронизированных между собой (например, МАП Энергия серии Hibrid)
• Полноценный трехфазный on-line ИБП .

Как правило, стоимость трехфазного ИБП ниже, чем 3-х однофазных инверторов аналогичной мощности. Плюс к этому, ИБП on-line типа выполняет роль высококачественного стабилизатора напряжения. (Подробнее о выборе между инвертором и ИБП on-line). Трехфазные ИБП требуют подключения от 32 до 40 аккумуляторов в одной цепи, но имеют возможность использования встроенных батарей на время автономии до 1 часа.

• Плюсы – защита дома от всех проблем с электропитанием: низкое/высокое напряжение, “мигания” сети, отключение 1-ой или всех 3-х фаз, высоковольтные импульсы, искажения в форме входного сигнала и т.п.
• Минусы – стоимость решений, необходимость поддержания температуры в пределах 10-30 С, шум вентиляторов охлаждения.

Пример такого ИБП на мощность 18кВт:

Трехфазный ИБП для дома

Фактически это промышленные ИБП, которые призваны запитывать самую ответственную нагрузку: серверы, медицинское оборудование, ЧПУ станки и т.п.

Экран ИБП отражает все необходимые параметры входящей и выходящей сети:

Экран трехфазного ИБП

Этот ИБП мы укомплектовали встроенными батареями по 9Ач, которые устанавливаются в специальные лотки по 16 штук:

Лоток с АКБ

Решение

Загородный дом нашего заказчика подходил к стадии финишной отделки, когда он обратился к нам с просьбой осуществить комплексное решение по электрике. В местах установки распределительных щитов были выведены провода с отметками. Мы подготовили и согласовали общую принципиальную схему работы системы, проекты ГРЩ и этажного распределительного щита.

Главный распределительный щит был собран в на базе ABB навесной серии AT на 120 модулей. Помимо стандартных элементов, он содержал в себе автоматику, которая позволяла запитать нагрузку по трем фазам от однофазного мощного инвертора. Предусмотрены байпасы для стабилизаторов и инвертора, рубильник для подключения генератора, клеммная колодка для повышения удобства монтажа.

ГРЩ

ГРЩ на базе ABB закрытый

Дополнительно был собран этажный щиток с селективной дифзащитой каждой линии.

Этажный щит

Проект предполагал командировку нашего инженера для шеф-монтажа. ГРЩ с инвертором МАП SIN PRO “Энергия” 9.0/48 и стабилизаторами  были установлены на цокольном этаже коттеджа в большом техническом помещении. Однофазный генератор Kipor KGE 12E установлен рядом с домом в пристройке. 8 аккумуляторов Delta DTM12250L обеспечат дом автономией более, чем на 10 часов до необходимости запуска генератора.

Система в сборе

В поселке низкое качество питающей сети – регулярные отключения электричества, скачки и проседания напряжения. Бороться с этим призваны стабилизаторы Volter Эталон 9, которые идеально регулируют напряжение.

P.S. Уфа – прекрасный город.

Памятник национальному герою Саловату Юлаеву в Уфе

В названии конкретной модели инвертора мы видим указание на мощность и напряжение по постоянному току, например МАП “Энергия” 9.0/48 (9кВт, 48В – DC), но в характеристиках фигурируют понятия “номинальная”, “максимальная” и “пиковая” мощность. Давайте разберемся в этих значениях.

I. Серия МАП PRO

При трансляции сети инвертор способен пропускать через себя свою максимальную мощность в течение всего необходимого времени, и именно эта мощность “зашита” в названии модели. Так, например, для МАП 6.0/48 максимальная мощность трансляции – 6кВт, что оптимально при установке инвертора на фазу, которая ограничена на току автоматом в 25А (25А*220В=5.5кВт). Если на вводе стоит автомат 40А – МАП 9.0/48 и т.д.

Установка инвертора меньшей мощности, чем позволено вводным автоматом, приведет к добровольному самоограничению, т.к. инвертор при превышении максимальной мощности уйдет в перегрузку и аварийно отключит нагрузку.

Пиковая нагрузка на инвертор составляет порядка 133% от максимальной мощности и может быть продержана  в течение ок. 10сек. до отключения инвертором нагрузки (Для 9.0/48 пик до 12кВт).

При генерации от аккумуляторов (в работе инвертор DC-AC) у нас дополнительно появляется понятие номинальной мощности.  Это значение составляет порядка 66% от максимального значения. Т.е. для инвертора 9.0/48 – это 6кВт. Номинальную нагрузку при работе от АКБ МАП способен держать в течение того времени,  которое позволяет батарейный банк (см. калькулятор автономии). При нагрузке свыше номинала, но менее максимальной запускается таймер обратного отсчета на 20 минут. Если в течение этого времени мощность потребления не опустилась в пределы номинала – нагрузку будет “погашена”.

Таким образом, например, для МАП “Энергия” PRO 9.0/48:

При работе от сети:

• Время при нагрузке до 9 кВт – ∞
• 9 – 12кВт – 10сек
• Свыше 12кВт – моментальное отключение

При работе от АКБ:

• Время при нагрузке до 6 кВт – ограничено емкостью батарейного банка
• 6 – 9кВт – 20 минут
• 9 – 12кВт – 10 сек.
• Свыше 12кВт – моментальное отключение

Нагрузка на МАП

II. Серия МАП Hibrid и Dominator

Эти инверторы базируются на версии PRO, но отличаются добавленным функционалом, один из основных – это подкачка мощности к ограниченной мощности сети. Если с номинальной, максимальной и пиковой нагрузкой ситуация аналогична PRO, то возникает вопрос – какую мощность способен подкачать гибрид? Отвечаем – до 50% от максимальной мощности (а в идеальных условиях – высокое напряжение на АКБ, в сети напряжение не выше 220 В и синус правильной формы – до 66%, т.е. до номинала прибора). Т.е. для МАП Hibrid 9.0/48 – это до ~ 4,5кВт.

Предположим, что у нас фаза ограничена автоматом в 25А (5,5кВт), превышения потребления приведут к отключению питающей линии. При установке Hibrid 9.0, мы сможем уже держать нагрузку до 5,5+4,5=~10кВт, то время, которое способны держать аккумуляторы на нагрузке 4,5 кВт.

Стандартная мощность, которая сейчас выделяется на участок в Подмосковье – 15кВт (5кВт по фазе), а бесперебойное питание в частном доме жизненно необходимо только для части потребителей. В нашем случае ими были:

• Два дренажных насоса. Отключения света более, чем на 6 часов, приводили к началу затопления цокольного этажа.
• Котел Будерус с циркуляционными насосами
• Два холодильника
• Газовая плита (без наличия электричества не открывается газовый клапан)

Дополнительные потребители, бесперебойное питание которых предоставляет комфорт для жильцов:

• Свет и розетки гостиной первого и второго этажей
• Свет в санузлах

На каждый из этажей заведены три фазы, а распределение по автоматам сделано при помощи трехфазных гребенок. В связи с этим, каждый этажный щиток был перекоммутирован для обеспечения бесперебойной фазой только выбранной нагрузки. Для наглядности, фаза с инвертора во всех щитах сделана красным проводом и все автоматы отмечены меткой.

Гибридная система: инвертор + генератор

Сердцем системы является инвертор МАП “Энергия” 6.0/24, который является оптимальным в случае резервирования всей фазы. Для автономии средней длительности собран батарейный банк из 4-х Delta DTM 12200L. Учитывая периодическую работу дренажных насосов, время автономии для всех резервируемых потребителей на фазе составит приблизительно 7 часов (ок. 1 кВт нагрузки).

Если в течение этого времени свет так и не включили, инвертор начнет сигнализировать о низком заряде аккумуляторов. В этом случае, мы имеем возможность запустить генератор (в нашем случае это Huter DY8000LX, 6,5кВт) и переключить питание инвертора на него. Нагрузка начнет питаться от электростанции, а АКБ параллельно заряжаться. В течение 5-7 часов аккумуляторы наберут порядка 80% своей емкости – генератор можно будет отключить и продолжить питание от батарей. Давайте посмотрим видео, того, как устанавливалась и работает эта система:

Гибридная система – это современное и удобное решение проблемы отключений электричества.

Обычные отключения электричества жилищного сектора  в Московской области редко превышают 8-10 часов. В этих случаях желательно, чтобы работало самое необходимое: отопление, водоснабжение (насос скважины), септик, дренажные насосы, холодильники, освещение и, желательно, телевизор. Ниже приводим примеры решений, которые ориентированы именно на подобные случаи.

1) Инвертор на одну фазу

Дом подключен по стандартной 3-х фазной схеме с выделенной мощностью 15кВт. Все основные потребители, которые должны работать при отключениях света, мы подключили на одну фазу, сохраняя равномерность нагрузки по всем 3-м фазам. Вся система компактно расположена на стеллаже. Инвертор МАП Энергия 6.0/48 мощностью до 6кВт и 4 аккумулятора Delta DTM 12200L.

Инвертор с АКБ на основную фазу

При постоянной нагрузке 1кВт время автономии составит почти 7 часов.

2) Инвертор для всего дома

Дом подключен по однофазной схеме с выделенной мощностью ~9кВт (40А). Из резервирования были исключены: теплый электрический пол и электрический бойлер, вся остальная нагрузка при пропадании электричества ляжет на ИБП. Стеллаж клиент попросил установить шириной 120см для возможности использовать верхнюю полку для хозяйственных нужд или для возможного увеличения батарейного банка.

Инвертор МАП с аккумуляторами на стеллаже

Среди прочих потребителей – настенный котел Baxi

Газовый котел

Инвертор выдерживает максимальную нагрузку 9 кВт (МАП Энергия 9.0/48), при средней нагрузке 900Вт время автономии составит почти 8 часов:

Экран инвертора с текущей нагрузкой 900Вт

3) Инвертор для всего дома с коммутатором фаз

Подключение дома стандартное – 3 фазы, выделенная мощность 15кВт. Клиент пожелал зарезервировать весь дом, для этой цели мы используем коммутатор фаз, который при пропадании электричества объединит все фазы в одну, и запитает их от бесперебойника. На каждую фазу дополнительно установлены многофункциональные устройства защиты – УЗМ 51М.

Инвертор с коммутатором фаз

Инвертор – МАП Энергия 9.0/48, аккумуляторы Leoch DJM 12200

Видео работы системы

Дом комплексно защищен от проблем с напряжением.

Задавайте вопросы в комментариях!

В силу сложившейся экономической ситуации востребованы оказываются экономичные решения. Приведём примеры подобных систем, которые были установлены нами в последнее время.

I. Питание самых важных потребителей

Инвертор мощностью 2.4кВт

Заказчиком была поставлена задача обеспечить резервным питанием газовый котел, холодильник и свет в гостиной. Время необходимой автономии порядка 4-х часов при постоянной расчетной нагрузке около 400Вт. В качестве решения задачи – комплект оборудования инвертор Stark 3000 INV и 2 аккумулятора Delta DTM 12100 L. АКБ расположили на нижней полке тумбы, инвертор имеет настенное крепление. При необходимости, питание указанных линий можно пустить в обход ИБП при помощи рубильника байпаса.

Рабочий режим

II. Бесперебойное питание всего дома

Частые отключения электричества на непродолжительное время привели нашего клиента к необходимости установки бесперебойника. Подключение дома однофазное. Из мощных потребителей – скважинный насос водоснабжения, а всё остальное стандартно: газовое отопление, свет, холодильник, розетки гостиной, септик. В качестве решения был выбран инвертор МАП Энергия 6.0/24 с 2 аккумуляторами на 200Ач. Расчётное время автономии при нагрузке 650Вт – 5 часов. Место установки: пространство под лестницей.

МАП с аккумуляторами

По просьбе клиента мы перебрали распределительный электрощиток, установив реле контроля напряжения УЗМ51-М и групповые УЗО.

Электрощиток

III. ИБП для таунхауса

Загородный дом подключен по трехфазной схеме, но возможная мощность потребителей не превышает 4кВт. Периодические отключения до 5-6 часов доставляют домочадцам неудобства, а в семье маленький ребенок. В качестве решения – инвертор Stark 5000INV (4кВт) и 4 аккумулятора Leoch DJM 12200.

Слева – распределительный щит, справа – инвертор

Батареи мы расположили под лестницей, а инвертор в подсобном помещении:

Аккумуляторные батареи Leoch DJM 12200

При отключениях электричества автоматический коммутатор объединяет фазы в одну и питает всё от инвертора. Дополнительно установлены на каждую фазу реле контроля напряжения УЗМ51-М и сигнальная лампа, которая загорается при переходе питания на аккумуляторы:

Коммутатор фаз

Информативный экран инвертора:

Stark 5000 INV

IV. Инвертор для коттеджа

Подключение дома трехфазное. В процессе диалога решили перенести все самые важные потребители на одну фазу и запитать её через инвертор. Ввод в дом подземный и было принято решение врезаться в вводной кабель до распределительного щита в подпольном пространстве 1-го этажа. В фотографии видно технологическое окно, через которое осуществляется доступ в подпол, наш электрик с фонарем на голове отправился туда для осуществления расключения. Линия питания и возврата с инвертора проходит под всем домом (более 10м):

Инвертор и рядом окно в подпол

Клиент попросил установить инвертор без стеллажа. Состав комплекта: МАП Энергия 6.0/48 и 4 аккумулятора Delta DTM 12 200L. В щитке над бесперебойником установлен автомат питания и рубильник байпаса. Синий индикатор на панели инвертора означает наличие сетевого напряжения:

Инвертор с аккумуляторами

 V. ИБП для отопления и погружного насоса

В техническом помещении одного из коттедже в Новоглагольево мы установили инвертор CyberPower CPS 3500 PRO и 4 аккумулятора по 200Ач для стабильного и бесперебойного питания газового котла Buderus, циркуляционных насосов и насоса скважины. Для кардинального снижения пускового тока скважинного насоса был смонтирован плавный пуск Tele TSG 2.2.

CyderPower и аккумуляторы

Стоимость подобных решений вы можете найти на нашей страничке ИБП для дома.

Гибридная система состоит из инвертора с аккумуляторами и электростанции, работа которых согласована:

1. При отключении электричества инвертор за 10-20мс переходит на генерацию с аккумуляторов, иными словами, вы, находясь дома, даже не почувствуете момент переключения. Компьютер не успеет уйти в перезагрузку, газовый котел не выключится, часы на микроволновке не собьются.
2. При длительном отключении разряд на аккумуляторах может приблизится к критическому значению. Именно в этот момент автоматика запустит генератор, который будет питать весь дом и параллельно заряжать аккумуляторы.
3. По окончанию заряда генератор будет автоматически заглушен и питание вновь пойдет от аккумуляторных батарей. Количество подобных циклов может исчисляться десятками. Время заряда АКБ – около 5-8 часов.

Какие преимущества у подобной системы?

• Момент возобновления питания дома во время центральных отключений происходит практически моментально (просто генератор с автозапуском требует время на прогрев).
• Гибридная система дает большое время тишины для жителей дома и соседей.
• Увеличивается КПД работы генератора, что сокращает расходы на топливо.
• В случае, если отключение “света” произошло когда дома никого нет, нагрузка на инвертор минимальная (котел+холодильник) – в этом случае стандартного запаса автономии (4 АКБ по 200Ач) до запуска генератора хватит приблизительно на 40 часов. Таким образом, генератор скорее всего будет запускаться только при присутствии жильцов, что позволяет при необходимости контролировать работу электростанции.

Однако, мы рекомендуем автоматизировать генератор с инвертором в том случае, если ручной запуск электростанции и контроль заряда АКБ со стороны жильцов по каким-то причинам сильно затруднителен. Ввиду того, что стоимость подобной системы заметно выше, нежели просто системы инвертор+генератор с ручным стартом.

Давайте посмотрим, как выглядит автоматизированная система. Инвертор:

Инвертор МАП 9.0/48

Не каждый генератор можно автоматизировать под работу с инвертором. Необходимо наличие ряда условий, в т.ч. соблюдение требований по мощности. В нашем случае был автоматизирован бензиновый генератор Kipor KGE12E мощностью 9,5кВт

Электростанция Kipor KGE 12E

Мозг автоматизации – САП или система автоматического пуска, которая следит за степенью заряда на АКБ и при необходимости запускает генератор:

САП

Гибридные системы – удачное решение при возможных длительных отключениях электричества.